基于电能表的远传通信电路的制作方法

本实用新型涉及一种通信电路，特别涉及一种基于电能表有线远传通信电路。

背景技术：

有线远传通信方式作为表计远程监测和控制的最为可靠的通信方式，一直以来在户用电能表和采集终端上得到了广泛的应用。远传通信电路的安全性和可靠性直接关系到智能化监测和管理的水平。电能表中有线远传通信电路主要为RS485通信电路，目前这种通信电路存在如下缺陷：一、电路中与主控处理器之间需要三根信号线连接，在主控处理器资源紧张的情况，可能造成主控处理器管脚资源的浪费，并增加了PCB布线的复杂性；二、输入端口的保护电路器件过多，增加了通信电路物料成本。三、由于输入端口过多的保护器件，对PCB布局和布线提出了很高的要求，不利于焊接和电路版本的升级和维护。因此如何在确保功能和性能满足要求的情况下，使通信电路占用资源少、使用器件少成为目前亟待解决的问题。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种资源成本低、易于焊接和维护的电能表有线远传通信电路。

本实用新型提供的这种电能表有线远传通信电路，包括光电耦合隔离电路、RS485集成处理电路、端口保护电路等组成。光电耦合隔离电路的一端与电能表主控处理器相连，另一端与RS485集成处理电路相连；其RS485集成处理电路的输出端与端口保护电路相连；端口保护电路的输出端连接到电能表的通信端子上，供外部通信时使用。

所述的光电耦合隔离电路采用高性价比的型号为HS816的光电耦合器件；所述的RS485集成处理电路采用高可靠性的型号为HM3085的集成芯片；

本实用新型在工作时将电能表的主控处理器需要发送的信号，通过光电耦合隔离电路将信号隔离处理后，输入到RS485集成处理电路，通过RS485集成处理电路的处理，将数据以差分信号的形式输出到端口保护电路，通过端口保护电路进行保护后，输出到电能表的输出端子上。当从外部接收的信号，首先通过端口保护电路，去除外部的噪声和其他电磁干扰后，通过差分信号的形式，输入到RS485集成处理电路，通过RS485集成处理电路的处理，以串口信号的形式发送到光电耦合隔离电路，最后将隔离后的串口信号发送到电能表主控处理器中。光电耦合隔离电路使内部信号与外部信号完全隔离，保证内部电路的正常运行；端口保护电路使内部RS485集成处理电路免受外部静电、雷击等干扰的影响。

附图说明

图1是本实用新型的功能框图。

图2是本实用新型的一种具体实施方式图。

图3是现有的具体实施方式图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括光电耦合隔离电路、RS485集成处理电路、端口保护电路等组成。光电耦合隔离电路的一端与电能表的主控处理器相连，另一端与RS485集成处理电路相连；其RS485集成处理电路的输出端与端口保护电路相连；端口保护电路的输出端连接到电能表的通信端子上，供外部通信时使用。

如图2所示，本实用新型光电耦合隔离电路包括电阻R1、R2、R3、R5、R7，光电隔离器件U2、U3组成；电阻R1和R5的一端相连，并上拉至内部电源VCC上，电阻R1的另一端与光电隔离器件U2的4脚相连，同时连接到主控处理器的内部，R5的另一端连接于光电隔离器的1脚；电阻R2和R3的一端相连，并上拉至外部电源VDD上，电阻R2的另一端与光电隔离器件的1脚相连，光电隔离器件U2的2脚连接到RS485集成处理电路，光电隔离器件U2的3脚连接于内部电源地。电阻R3的另一端连接到光电隔离器件U2的4脚，光电隔离器件的3脚连接到RS485集成处理电路，光电隔离器件U3的2脚连接到主控处理器的内部。

RS485集成处理电路包括电阻R7、R8，集成处理电路U1，电容CA1。电阻R7和R8的一端相连，并下拉到外部电源GND，电阻R7的另一端连接到集成处理电路U1的2脚和3脚，并连接到光电隔离芯片U3的3脚，电阻R8的另一端连接到集成处理电路U1的4脚，集成处理电路U1的1脚连接到光电隔离器件U2的2脚，集成处理电路U1的8脚连接到外部电源VDD上，集成处理电路U1的5脚连接到外部电源GND上，集成处理电路U1的6、7脚连接到端口保护电路。电容CA1的一端接到外部电源VDD上，另一端接到外部电源GND上。

端口保护电路包括电阻R4、R6，瞬变抑制二极管TVS1，稳压二极管DA1、DA2，自恢复保险丝RT1组成。电阻R4的一端接集成处理电路U1的6脚，另一端上拉到外部电源VDD上。R6的一端接外部电源GND上，另一端接集成处理电路U1的7脚。瞬变抑制二极管TVS1的两端分别接集成处理电路U1的6脚和7脚。稳压二极管DA1、DA2的一端连接到外部电源GND，稳压二极管DA1的另一端接集成处理电路U1的6脚，稳压二极管DA2的另一端接集成处理电路U1的7脚。自恢复保险丝RT1的一端接集成处理电路U1的6脚，另一端接到电能表的通信端子2脚上。

工作时，当电能表主控处理器需要发送数据“0”时，光电隔离器件U3工作，U3的3、4脚近似为短接，此时，由于U3的4脚通过R3电阻上拉到外部电源VDD，集成处理电路U1的2、3脚为高电平，此时，集成处理电路U1处于发送状态，由于U1的4脚通过电阻R8下拉到外部电源GND，发送输出端通过差分信号的形式输出低电平；当电能表主控处理器需要发送数据”1”时，光电隔离器件U3停止，U3的3、4脚近似为断开，此时，由于U1的3脚通过电阻R7下拉到外部电源GND，集成处理电路U1的2、3脚为低电平，集成处理电路U1处于接收状态，由于集成处理电路U1输出端采用电阻R4、R6对拉的形式，线路默认状态为“1”，发送输出端通过差分信号的形式输出高电平；

当电能表处于接收状态“1”时，从电能表通信端口接收来的差分信号，经过端口保护电路后，传输到集成处理电路中处理，将处理后的数据通过U1的1脚输出为高电平，此时光电隔离器件U2停止，U2的3、4脚断开，由于U2的4脚通过电阻R1上拉到内部电源VCC，所以U2的4脚为高电平，并输入到电能表主控处理器。当电能表处于接收状态“0”时，从电能表通信端口接收来的差分信号，经过端口保护电路后，传输到集成处理电路中处理，将处理后的数据通过U1的1脚输出为低电平，此时光电隔离器件U2工作，U2的3、4脚短接，此时U2的4脚为低电平，并输入到电能表主控处理器。

端口保护电路电阻R4、R6主要对差分信号对拉，默认状态使端口为高电平；

端口保护电路中的自恢复保险丝RT1使外部的信号受到大电流干扰时，自动处于断开状态，保护内部集成处理电路U1不被损坏；

端口保护电路中的瞬变抑制二极管TVS1、稳压二极管DA1、DA2，当外部信号收到外部雷击、静电等干扰时，确保高压信号及时泄放，保护线路中有用信号的稳定性。