一种基于无线通信的手持抄表终端的制作方法

1.本实用新型涉及抄表设备技术领域，特别涉及一种基于无线通信的手持抄表终端。


背景技术：

2.当下海外一些地区的电力市场，用户需要查看电表用电额度，及时补缴电费，因此用户有读取电表实时度数的需求。但是用户在抄表时需要考虑在一定范围内，或者必须在电表下才能抄读，非常的不方便。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提供一种基于无线通信的手持抄表终端。
4.实用新型所采用的方案是：一种基于无线通信的手持抄表终端，包括机壳，所述机壳上设置有显示屏和按键，所述机壳内安装固定有pcb板，所述显示屏和按键均与pcb板电性连接；所述pcb板上集成有功能模块，所述功能模块包括主处理模块、无线数传模块和电源模块；
5.所述无线数传模块与主处理模块连接，用于与上游电表进行无线数据交互，并将抄表数据发送给主处理模块；
6.所述主处理模块分别与显示屏和按键相连接，用于根据用户按键操作向无线数传模块发送控制指令，并将获取的电表数据通过显示屏进行显示；
7.所述电源模块用于为其他功能模块供电。
8.优选的，所述pcb板上还集成有按键背光蜂鸣器模块，所述按键背光蜂鸣器模块与主处理模块连接，用于设备进行通信连接时的操作指示。
9.优选的，所述电源模块包括变压器和ldo芯片，所述变压器用于将市电的220v电压转换为5v电压，所述ldo芯片用于将5v电压进一步转化为稳压供电3.3v电压。
10.优选的，所述主处理模块采用arm嵌入式32位高速处理器的mcu。
11.优选的，所述无线数传模块为载波数传模块，采用it900a一体模块。
12.优选的，所述无线数传模块为蓝牙数传模块，采用基于sig发布的ble标准设计的低功耗蓝牙透传模组，型号为l-btmsp98-07134-01。
13.优选的，所述显示屏与主处理模块即主芯片的普通io引脚相连，采用4个com端口，提供稳定的供电，采用28个seg端口，通过com与seg的组合，点亮不同的lcd显示段。
14.优选的，所述壳体分为上壳和下壳，所述显示屏和按键安装于上壳上，并通过螺丝将pcb板、显示屏和按键压紧，上下壳之间靠螺丝拧紧。
15.与现有技术相比，本实用新型有如下有益效果：本实用新型提供了一种低成本的简易户用载波手持抄表终端，实现了只要将终端插头插入用电插座，就能让用户实时的读取电表实时度数及相关参数的设备，避免了用户需要承担危险去查看电表数据的风险与麻烦，并且实现了远程实时读取数据的功能。且此设备有电池供电功能可以不受供电影响，便
于携带可适应停电情况读取数据。本实用新型为有实时抄读电表度数等相关数据要求的用户提供了一种全新的解决方案。
附图说明
16.图1为本实用新型手持抄表终端的原理框图。
17.图2为本实用新型电源模块部分的电路结构示意图。
18.图3为本实用新型载波数传模块部分的电路结构示意图。
19.图4为本实用新型蓝牙数传模块部分的电路结构示意图。
20.图5为本实用新型按键背光蜂鸣器模块部分的电路结构示意图。
具体实施方式
21.如图1至图5所示，本实用新型提供了一种基于无线通信的手持抄表终端，包括机壳，机壳上设置有显示屏和按键，机壳内安装固定有pcb板，显示屏和按键均与pcb板电性连接，壳体分为上壳和下壳，显示屏和按键安装于上壳上，并通过螺丝将pcb板、显示屏和按键压紧，上下壳之间靠螺丝拧紧。
22.pcb板上集成有功能模块，功能模块包括主处理模块、无线数传模块和电源模块；无线数传模块与主处理模块连接，用于与上游电表进行无线数据交互，并将抄表数据发送给主处理模块；主处理模块分别与显示屏和按键相连接，用于根据用户按键操作向无线数传模块发送控制指令，并将获取的电表数据通过显示屏进行显示；电源模块用于为其他功能模块供电。
23.电源模块如图2所示，此终端设备采用usb和电池供电三种模式，设计了一种自动切换供电模式的电路，当强电供电时采用变压器将220v电压转换为5v，并用二极管与usb供电5v隔开，当usb接入时，电路vdd5上电5v，此时q1 mos管g极电压为5v，大于电池供电电压0.7v以上，此时电路状态为mos管关断，usb供电，经过ldo芯片5v转3.3v为整个设备供电，同时在ldo输出电压端进行检测供电模式；当usb未接入时，mos管g极电压为0，小于d极电压，此时mos管导通，电路自动切换为电池供电。
24.无线数传模块可以为载波数传模块，载波数传模块部分的电路结构如图3所示，基于it900a设计的载波模组。载波数传模块与主处理模块mcu连接，用于与上游电表进行无线数据交互，并将抄表数据发送给主处理模块。电力载波通信是利用电力系统中的高压电力线路进行通信的一种电信传送方式。本终端设备是将电表端plc的发出的调制40～500khz的高频信号，送到电力线路的高频信号经线路传送到本设备接收，本终端设备接收电表数据通过电力线耦合接口电路接收下来电表发送的调制信号，通过解调这个调制信号得到电表发送的数据信息，再由载波模组将信息传给主处理模块。本终端设备要发送给电表的数据通过主处理模块的数据串口发送到本设备的载波模组，载波模组接收需要发送的数据，并对发送的数据进行处理，经过不同编码方式进行编码、将发送数据进行调制后，通信信号通过电力线耦合电路发送到电力线上，再由电表端接收信号。
25.无线数传模块还可以为蓝牙数传模块，采用基于sig发布的ble标准设计的低功耗蓝牙透传模组，型号为l-btmsp98-07134-01。此部分模组用来与电表蓝牙连接进行数据交互。首先，配置本设备蓝牙模块的基本参数信息、电表端蓝牙模块连接参数，电表端蓝牙连
接密码等信息。由于蓝牙技术规范规定，每一对设备之间进行蓝牙通信需要有主从设备，通信时由本设备进行查找，发起配对，建立连接后本设备与表端即可收发数据。本设备的蓝牙发起呼叫首先是查找，找出周围的可被查找电表的蓝牙设备，与电表进行配对，本设备会采用跳频的方式去寻呼周围的电表设备蓝牙，电表的蓝牙会定期扫描外部寻呼，当扫描到外部寻呼时，电表蓝牙就会响应此次寻呼，这样本设备蓝牙与电表蓝牙便会建立连接。在蓝牙数据传输中，采用串口数据通信方式，由本设备主芯片发送数据到本设备的蓝牙模组，通过基于spp协议蓝牙串口将数据传输给电表端蓝牙模块，电表端蓝牙接收到的数据发送给电表主芯片，电表主芯片将需要反馈的数据发回电表蓝牙，在传输回本设备的蓝牙，本设备蓝牙将收到的数据发送至主芯片并在液晶屏显上显示。
26.主处理模块为mcu，采用arm嵌入式32位高速处理器48mhz cortex-m0+32位cpu平台hc32l17/hc32l19系列，具有灵活的功耗管理系统，超低功耗性能，字节flash存储器，具有擦写保护功能，字节ram存储器，附带奇偶校验，增强系统的稳定性，通讯接口等。显示屏与mcu的普通io引脚相连，采用4个com端口，提供稳定的供电，采用28个seg端口也就是“扫描端”，通过com与seg的组合，点亮不同的lcd显示段，从而形成文字或图形。
27.同时，pcb板上还可以集成有按键背光蜂鸣器模块，按键背光蜂鸣器模块与主处理模块连接，用于设备进行通信连接时的操作指示。按键背光蜂鸣器模块如图4所示，背光灯采用在工作状态时背光灯处于高电平，不亮，在点亮时拉低电平，7.5秒左右恢复高电平，背光灯熄灭；蜂鸣器周期为50us占空比为1/20duty的方波，每25us反转一次电平信号，当io口驱动蜂鸣器鸣叫时，将电平翻转，不需要时设置为低电平；按键采用该连接中断引脚，检测下降沿的模式进行识别，休眠模式下，当有按键按下时，该中断管脚捕获下降沿来唤醒进入正常状态，此时程序控制io引脚进行反转，中断引脚拉低进入正常模式，由休眠模式时低电平反转为高电平，此时按键再按下后此io引脚将被拉低，实现控制操作的功能。
28.工作原理：本实用新型中的抄表终端插头插入用电插座，mcu检测到电源接入由电池低功耗供电自动切换为市电供电；用户通过按键输入表号或使用存储的表号，实时在显示屏显示，按下确认键，mcu存储表号，进行无线抄表；mcu将抄表命令发送给无线数传模块，进行抄表，抄读到的电表数据和时间发给mcu；mcu将收到的数据实时显示并存储；用户拔掉电源，mcu检测到电源移除后，切换为电池低功耗供电模式。
29.以上所述结合附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
30.本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水
平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文中，除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
31.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形或等同替换等，均应包含在本技术的保护范围之内。