一种在射频抄表过程中延长电表待机时间的方法以及通过射频方式收发用电数据的方法
【专利摘要】本发明公开了一种在射频抄表过程中延长电表待机时间的方法，基于抄表设备加以实现，此抄表设备包括了电表和与之耦合的RF通讯部，以及与此RF通讯部连接的手持读写设备，将所述电表内的MCU设为RXD管脚唤醒状态，使其不进行定时唤醒而持续处于休眠状态，同时将所述RF通讯部设定为定时监听空中数据的状态。本发明在电池供电的情况下，通过控制RF模块的通讯方式来进行抄表，可以有效地延长电表设备的待机时间和功耗。本发明还公开了一种通过射频方式收发用电数据的方法。
【专利说明】一种在射频抄表过程中延长电表待机时间的方法以及通过射频方式收发用电数据的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电表技术，尤其是涉及一种在电表电池供电时的射频抄表过程中延长设备待机时间的方法，以及一种通过射频方式收发用电数据的方法。
【背景技术】
[0002]在电表的电池供电的情况下，需要通过无线方式，例如射频(RF)进行无线用电数据的抄读，电表的微处理器单元(MCU)需要保持持续唤醒的状态，同时控制RF模块去持续接收无线数据，然而在没有接收到数据的时间段里(可能远端设置定时接收数据，例如3S或更长时间)，电表端的工作状态仍然是处于全速运行，这样会造成更多的电池功耗的浪费，因此并不可取。
【发明内容】
[0003]本发明的实施例解决或减少现有技术的缺陷，在电池供电的情况下，通过控制RF模块的通讯方式来进行抄表，可以有效地延长电表设备的待机时间和功耗。在本发明的一个较佳实施例中，仅由RF模块进行空中数据的监听，并在前期根据预设定的通讯协议进行前级的数据过滤处理，当数据被指定为有效时，通过下行通讯口 TXD端口直接唤醒并进行数据处理。
[0004]这种实施例的优势在于当空中没有数据或存在无效数据时，电表设备的MCU不会被唤醒而一直处于休眠状态，可以有效地降低整体设备在掉电待机状态下的平均功耗，从而有效延长电池的使用寿命。
[0005]本发明一种在射频抄表过程中延长电表待机时间的方法，基于抄表设备加以实现，此抄表设备包括了电表和与之耦合的射频(RF)通讯部，以及与此RF通讯部连接的手持读写设备(HHU)，其特征在于:将所述电表内的微处理器(MCU)设为RXD管脚唤醒状态，使其不进行定时唤醒而持续处于休眠状态，同时将所述RF通讯部设定为定时监听空中数据的状态。
[0006]进一步的，设定所述RF通讯部以进行以下数据接收步骤:
[0007]I)将所述RF通讯部设定为一种低功耗待机状态，然后开启其监听空中数据的第一定时器;
[0008]2)通过其数据处理部判断是否到达一个定时时限，若是，则RF通讯部被唤醒并进入全速运行状态，此时其RF模块被开启且处于接收数据状态，若否，则返回至步骤I)；
[0009]3)通过所述RF模块监听空中是否存在数据发送，若有，则通过其数据处理部根据通讯协议对接收数据进行预处理，判断数据是否有效，若无，则返回至步骤I)；
[0010]4)若所述接收数据有效，则通过所述RF模块将电表唤醒信号和已预处理的接收数据发送至电表，以通过RXD管脚唤醒此电表，若所述接收数据无效，返回至步骤3)；
[0011]5)通过所述数据处理部设定一个第一时限Tl，以使得所述RF模块判断电表是否有反馈数据，若未超时，则所述RF模块将接收到的反馈数据发送给HHU，若超时，返回至步骤I)。
[0012]进一步的，设定所述MCU以进行以下数据收发步骤:1)将MCU设定为低功耗待机状态；2)判断其RXD管脚是否有唤醒信号，若有，则MCU被唤醒并进入全速运行状态，若无，则返回至步骤I) ;3)通过所述MCU判断接收数据是否为有效数据，若是，则MCU发送反馈数据给RF模块，以通过所述RF模块发送此反馈数据至所述HHU，若否，则返回至步骤I)。
[0013]作为优选的，本发明仅通过所述RF模块进行空中数据监听动作。
[0014]作为优选的，在步骤3)中还包括根据预设的通讯协议，进行前级网络数据过滤，以此将数据类型标记为“合法”或“非法”类型，仅当数据类型判定为“合法”时，通过所述RF通讯部的下行通讯端口 TXD直接至所述MCU的RXD管脚以进行电表唤醒动作。
[0015]本发明还公开了一种通过射频方式收发用电数据的方法，基于抄表设备加以实现，此抄表设备包括了电表和与之耦合的RF通讯部，以及与此RF通讯部连接的HHU，其特征在于:将所述电表内的MCU设为休眠状态，开启监听空中数据的第二定时器，通过其RXD管脚耦合所述RF通讯部中的RF模块。
[0016]进一步的，设定所述MCU和与之耦合的RF模块以进行以下数据收发步骤:
[0017]I)通过MCU判断是否到达一个定时时限，若是，则MCU和RF通讯部被同时唤醒并进入全速运行状态，此时RF模块被开启且处于接收数据状态；
[0018]2)通过所述RF模块监听空中是否存在数据发送，若有，则通过MCU根据通讯协议对接收数据进行预处理，判断数据是否有效，若无，则返回至步骤I);
[0019]3)通过RF模块向空中发送数据并返回至步骤I)。
[0020]进一步的，在步骤2)中还包括根据预设的通讯协议，进行前级网络数据过滤，以此将数据类型标记为“合法”或“非法”类型。
[0021]本发明中所述MCU对RF模块的平均电流Ieve的控制满足关系:IEVE= (U *TA/T)/2R,其中U为RF模块的实际工作电压，TA/T为占空比，R为阻抗。
【具体实施方式】
[0022]本发明实施例的在射频抄表过程中延长电表待机时间的方法,基于抄表设备加以实现，此抄表设备包括了电表和与之耦合的RF通讯部，以及与此RF通讯部连接的手持读写设备(HHU)，将所述电表内的MCU设为RXD管脚唤醒状态，使其不进行定时唤醒而持续处于休眠状态，同时将所述RF通讯部设定为定时监听空中数据的状态。
[0023]在另一个实施例中，设定所述RF通讯部以进行以下数据接收步骤:I)将所述RF通讯部设定为一种低功耗待机状态，然后开启其监听空中数据的第一定时器；2)通过其数据处理部判断是否到达一个定时时限，若是，则RF通讯部被唤醒并进入全速运行状态，此时其RF模块被开启且处于接收数据状态，若否，则返回至步骤1);3)通过所述RF模块监听空中是否存在数据发送，若有，则通过其数据处理部根据通讯协议对接收数据进行预处理，判断数据是否有效，若无，则返回至步骤1);4)若所述接收数据有效，则通过所述RF模块将电表唤醒信号和已预处理的接收数据发送至电表，以通过RXD管脚唤醒此电表，若所述接收数据无效，返回至步骤3);5)通过所述数据处理部设定一个第一时限Tl (例如1S)，以使得所述RF模块判断电表是否有反馈数据，若未超时，则所述RF模块将接收到的反馈数据发送给HHU，若超时，返回至步骤I)。
[0024]在另一个实施例中，设定所述MCU以进行以下数据收发步骤:1)将MCU设定为低功耗待机状态；2)判断其RXD管脚是否有唤醒信号，若有，则MCU被唤醒并进入全速运行状态，若无，则返回至步骤I );3)通过所述MCU判断接收数据是否为有效数据，若是，则MCU发送反馈数据给RF模块，以通过所述RF模块发送此反馈数据至所述HHU，若否，则返回至步骤I)。
[0025]在另一个实施例中，仅通过所述RF模块进行空中数据监听动作。
[0026]在另一个实施例中，在步骤3)中进一步包括根据预设的通讯协议，进行前级网络数据过滤，以此将数据类型标记为“合法”或“非法”类型，仅当数据类型判定为“合法”时，通过所述RF通讯部的下行通讯端口 TXD直接至所述MCU的RXD管脚以进行电表唤醒动作。
[0027]在另一个实施例中，一种通过射频方式收发用电数据的方法，基于抄表设备加以实现，此抄表设备包括了电表和与之耦合的RF通讯部，以及与此RF通讯部连接的HHU，将所述电表内的MCU设为休眠状态，开启监听空中数据的第二定时器，通过其RXD管脚耦合所述RF通讯部中的RF模块。
[0028]设定所述MCU和与之耦合的RF模块以进行以下数据收发步骤:1)通过MCU判断是否到达一个定时时限，若是，则MCU和RF通讯部被同时唤醒并进入全速运行状态，此时RF模块被开启且处于接收数据状态；2)通过所述RF模块监听空中是否存在数据发送，若有，则通过MCU根据通讯协议对接收数据进行预处理，判断数据是否有效，若无，则返回至步骤I) ;3)通过RF模块向空中发送数据并返回至步骤I)。
[0029]在步骤2)中进一步包括根据预设的通讯协议，进行前级网络数据过滤，以此将数据类型标记为“合法”或“非法”类型。
[0030]进一步的:所述MCU对RF模块的平均电流Ieve的控制满足关系:Ieve= (U.TA/T)/2R，其中U为RF模块实际工作电压，TA/T为占空比，R为阻抗。
[0031]本发明在电池供电的情况下，通过控制RF模块的通讯方式来进行抄表，可以有效地延长电表设备的待机时间和功耗。在本发明可以仅由RF模块进行空中数据的监听，并在前期根据预设定的通讯协议进行前级的数据过滤处理，当数据被指定为有效时，通过下行通讯口 TXD端口直接唤醒并进行数据处理。其优势在于当空中没有数据或存在无效数据时，电表设备的MCU不会被唤醒而一直处于休眠状态,可以有效地降低整体设备在掉电待机状态下的平均功耗，从而有效延长电池的使用寿命。
[0032]工业实用性分析
[0033]根据前述实施例，与现有技术进行比较，在一个实施例中电表的MCU待机时,RF模块被设定为3S唤醒一次来监听空中数据，在电池的输出端串联一个100 Ω的电阻作为电表设备的一个模拟负载，通过示波器来采样负载两端的电压，根据前述实施例来计算设备的平均功耗(在理想状态下，可以仅考虑RF的平均功耗)，根据Ieve= (U.TA/T) /2R，I)改进前的实测平均功耗:
[0034]Y:200mV/div (以示波器上显示的周期性锯齿波的图形来判断，纵轴Y表示实际工作电压U，横轴X为工况时间周期)
[0035]X:lS/div
[0036]U=800mV, Ta=IS, T=3S, R=IOOQ (TA表示有脉冲信号即获得空中数据信号时的工作周期，而T为一个工作周期)
[0037]得出Ieve ~2666 μ A
[0038]而2)改进后的实测平均功耗:
[0039]Y:20mV/div
[0040]X:lS/div
[0041]U=40mV, Ta=IS, T=3S, R=IOO Ω
[0042]得出Ieve ^ 66.7 μ Α`,远小于常规方法的功耗，因此值得采用。
【权利要求】
1.一种在射频抄表过程中延长电表待机时间的方法，基于抄表设备加以实现，此抄表设备包括了电表和与之耦合的射频(RF)通讯部，以及与此RF通讯部连接的手持读写设备(HHU)，其特征在于:将所述电表内的微处理器(MCU)设为RXD管脚唤醒状态，使其不进行定时唤醒而持续处于休眠状态，同时将所述RF通讯部设定为定时监听空中数据的状态。
2.根据权利要求1所述的在射频抄表过程中延长电表待机时间的方法，其特征在于设定所述RF通讯部以进行以下数据接收步骤: 1)将所述RF通讯部设定为一种低功耗待机状态，然后开启其监听空中数据的第一定时器； 2)通过其数据处理部判断是否到达一个定时时限，若是，则RF通讯部被唤醒并进入全速运行状态，此时其RF模块被开启且处于接收数据状态，若否，则返回至步骤I)； 3)通过所述RF模块监听空中是否存在数据发送，若有，则通过其数据处理部根据通讯协议对接收数据进行预处理，判断数据是否有效，若无，则返回至步骤I)； 4)若所述接收数据有效，则通过所述RF模块将电表唤醒信号和已预处理的接收数据发送至电表，以通过RXD管脚唤醒此电表，若所述接收数据无效，返回至步骤3)； 5)通过所述数据处理部设定一个第一时限Tl，以使得所述RF模块判断电表是否有反馈数据，若未超时，则所述RF模块将接收到的反馈数据发送给HHU，若超时，返回至步骤I)。
3.根据权利要求2所述的在射频抄表过程中延长电表待机时间的方法，其特征在于设定所述MCU以进行以下数据收发步骤:1)将MCU设定为低功耗待机状态；2)判断其RXD管脚是否有唤醒信号，若有，则MCU被唤醒并进入全速运行状态，若无，则返回至步骤1);3)通过所述MCU判断接收数据是否为有·效数据，若是，则MCU发送反馈数据给RF模块，以通过所述RF模块发送此反馈数据至所述HHU，若否，则返回至步骤I )。
4.根据权利要求2所述的在射频抄表过程中延长电表待机时间的方法，其特征在于:仅通过所述RF模块进行空中数据监听动作。
5.根据权利要求2所述的在射频抄表过程中延长电表待机时间的方法，其特征在于:在步骤3)中还包括根据预设的通讯协议，进行前级网络数据过滤，以此将数据类型标记为“合法”或“非法”类型，仅当数据类型判定为“合法”时，通过所述RF通讯部的下行通讯端口 TXD直接至所述MCU的RXD管脚以进行电表唤醒动作。
6.一种通过射频方式收发用电数据的方法，基于抄表设备加以实现，此抄表设备包括了电表和与之耦合的RF通讯部，以及与此RF通讯部连接的HHU，其特征在于:将所述电表内的MCU设为休眠状态，开启监听空中数据的第二定时器，通过其RXD管脚耦合所述RF通讯部中的RF模块。
7.根据权利要求6所述的通过射频方式收发用电数据的方法，其特征在于设定所述MCU和与之耦合的RF模块以进行以下数据收发步骤: 1)通过MCU判断是否到达一个定时时限，若是，则MCU和RF通讯部被同时唤醒并进入全速运行状态，此时RF模块被开启且处于接收数据状态； 2)通过所述RF模块监听空中是否存在数据发送，若有，则通过MCU根据通讯协议对接收数据进行预处理，判断数据是否有效，若无，则返回至步骤I); 3)通过RF模块向空中发送数据并返回至步骤I)。
8.根据权利要求6所述的通过射频方式收发用电数据的方法，其特征在于在步骤2)中还包括根据预设的通讯协议，进行前级网络数据过滤，以此将数据类型标记为“合法”或“非法”类型。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于:所述MCU对RF模块的平均电流Ieve的控制满足关系=Ieve= (U.TA/T) /2R，其中U为RF模块的实际工作电压，TA/T为占空比，R为阻抗。
10.根据权利要求6至8中任意一项所述的方法，其特征在于:所述MCU对RF模块的平均电流Ieve的控制满足关系=Ieve= (U.TA/T) /2R，其中U为RF模块的实际工作电压，Ta/T为占空比 ，R为阻抗。
【文档编号】G08C17/02GK103824435SQ201310535187
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】阮立波, 张亮, 陈凯 申请人:华立仪表集团股份有限公司