一种智能脱扣器用的RFID收发通信模块的制作方法

本发明涉及一种rfid通信，更具体的说是涉及一种智能脱扣器用的rfid收发通信模块。

背景技术：

断路器用于开关在电力系统控制与保护开关电路和智能释放的故障，智能脱扣器是智能断路器的核心部件，电磁式或热式脱扣器在传统的低压断路器广泛选用，该断路器动作准确性不高，整定动作值是个难题；为了获得不同的保护特性，需要不同的配置。配电自动化的迅速发展，低压断路器配置的传统脱扣器已经不能适应新的精度要求和严酷环境，断路器动作的性能由脱扣器的实时性和精确性决定，所以使用通信应用技术、数字信号处理技术和计算机技术的智能脱扣器成为全球断路器行业的研发的热门。

rfid射频通讯是现有比较热门的无线通信系统，其通信的过程中具有可以无视障碍物这一优点，因而相比于红外线进行无线通信，可以有效的避免红外线通信的过程中因为障碍物导致的信号无法很好的传递到的问题，而由于rfid射频通讯是一个扩散的通信的方式，因而在接收端设置比较密集的情况下，一个发射端所发出的控制指令，所有的接收端都会收到，这样就会导致接收到错误的控制指令的问题，而由于现有的断路器在使用的过程中，其密集程度较高，因而现有的rfid通信无法很好的应用到智能脱扣器中。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够很好的应用到智能脱扣器内的rfid的收发通信模块。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种智能脱扣器用的rfid收发通信模块，包括相互之间通信连接的射频发射模块和射频接收模块，所述射频接收模块包括：

射频芯片u1，该射频芯片u1具有输入引脚、载波检测引脚、地址匹配引脚和输出引脚，所述输入引脚包括第一输入引脚和第二输入引脚，所述第二输入引脚耦接有电阻r10后耦接相互串联的电容c12和电容c13后接输入天线，该第二输入引脚还耦接有电容c9后接地，耦接有电容c10后耦接于第一输入引脚，所述第一输入引脚耦接有电容c11后接地，还耦接有电阻r11后耦接于电阻r10相对于第二输入引脚的一端，该第一输入引脚耦接有相互串联的电阻r12和电容c14后接地，所述载波检测引脚耦接于外部智能脱扣器，用于输出载波信号到外部智能脱扣器内，所述地址匹配引脚耦接于外部智能脱扣器，用于输出地址信号至外部智能脱扣器内，所述输出引脚耦接于外部智能脱扣器，用于输出脱扣信号至外部智能脱扣器内；

所述射频发射模块包括：

射频发送芯片u2，该射频发送芯片u2具有信号输入端、载波信号输入端、地址信号输入端和射频信号输出端，所述射频信号输出端包括第一输出端和第二输出端，所述第二输出端耦接有电阻r20后耦接相互串联的电容c22和电容c23后接输出天线，该第二输出端还耦接有电容c29后接地，耦接有电容c20后耦接于第一输出端，所述第一输出端耦接有电容c21后接地，还耦接有电阻r21后耦接于电阻r20相对于第二输出端的一端，该第一输出端耦接有相互串联的电阻r22和电容c24后接地，所述信号输入端用于输入控制指令，所述载波信号输入端用于输入载波信号，所述地址信号输入端用于输入地址信号，所述射频信号输出端用于将控制指令、载波信号和地址信号整合成射频信号输出到输出天线内；

控制单片机u3，该控制单片机u3具有多个i/o接口，所述信号输入端、载波信号输入端、地址信号输入端分别一一对应的与i/o接口耦接，其中控制单片机u3其中一个i/o接口耦接有手持键盘，手持键盘用于人机交互，输入控制信号到控制单片机u3内。

作为本发明的进一步改进，所述射频发射模块还包括显示电路，所述显示电路与控制单片机u3耦接，用于与控制单片机u3通信，显示当前控制的断路器的状态。

作为本发明的进一步改进，所述手持键盘包括外壳和设置在外壳内的按键电路以及设置在外壳上的按钮，所述按钮均与按键电路耦接，所述射频发送芯片u2和控制单片机u3均设置在外壳内，并与按键电路一起集成在一个线路板上，所述外壳成弯曲的圆柱状，该外壳的外侧壁上开设有若干个供手指握持的凹槽，所述按钮设置在凹槽内与手指相对的位置上。

作为本发明的进一步改进，所述载波检测引脚、地址匹配引脚和输出引脚与外部智能脱扣器之间耦接有隔离装置，所述隔离装置包括连接线和套接在连接线上的屏蔽壳，所述连接线包括载波线、地址线和输出线，所述屏蔽壳设有三个，分别一一对应的套接在载波线、地址线和输出线上，所述屏蔽壳包括屏蔽套筒，所述屏蔽套筒的外侧壁上固定连接有连接片，所述连接片的一侧面上设有用于粘贴到脱扣器外壳上的胶水，所述屏蔽套筒包括外筒和内筒，所述外筒和内筒同轴设置，所述内筒的外壁与外筒内壁相互贴合固定，所述外筒为金属筒，内筒为塑料筒。

作为本发明的进一步改进，所述按钮包括地址选择按钮、脱扣指令按钮和载波选择按钮，当按下地址选择按钮时，显示电路显示地址选择界面供人选择地址，当按下载波选择按钮时，显示电路显示载波选择界面供人选择载波，当按下脱扣指令按钮时，显示电路显示脱扣指令，按键电路发送脱扣指令到控制单片机u3内。

作为本发明的进一步改进，所述地址选择按钮、脱扣指令按钮和载波选择按钮均包括按钮体和按钮帽，所述按钮体与按键电路通信连接，所述按钮帽设置在按钮体的一侧，所述按钮帽背向按钮体的一侧上设有若干个识别凸点，所述地址选择按钮、脱扣指令按钮和载波选择按钮的按钮帽上的识别凸点的数量和/或排布形状相互之间均不相同。

本发明的有益效果，通过射频接收模块的设置，就可以有效的实现一个智能脱扣器能够接收射频信号，并按照射频信号的内容进行动作了，而通过射频发射模块的设置，就可以有效的实现一个发出控制指令的射频信号，如此很好的实现一个通过射频信号发送控制信号到智能脱扣器内，实现远程控制脱扣的效果，而通过将射频接收模块设置成射频芯片u1，将射频发射模块设置成射频芯片u2和控制单片机u3，便可以利用射频芯片u2的信号输入端接收控制单片机u3输出的控制指令，利用载波信号输入端接收控制单片机u3输出的载波信号，通过地址信号输入端接收控制单片机u3输出的地址信号，然后将载波信号、控制指令和地址信号整合成射频信号，然后通过射频信号输出端输出到输出天线内，然后通过输出天线输出，而通过输入天线接收到这个射频信号，然后输入到射频芯片u1的输入引脚内，然后通过射频芯片u1的载波检测引脚提取出射频信号内的载波信号，地址匹配引脚提取出射频信号内的地址信号，输出引脚提取控制指令，然后将提取出来的载波信号、地址信号就会输入到外部的智能脱扣器内，外部智能脱扣器内的单片机就会分析并比对载波信号和地址信号，当载波信号和地址信号比对成功的时候，就执行控制指令进行脱扣，如此便能够有效的实现了一个采用射频信号进行对点控制的效果，有效的避免了现有技术中因为射频通信范围较大导致的，多个智能脱扣器同时接收到信号，而同时动作导致的其中一部分的智能脱扣器出现误动作的问题，如此便能够很好的实现一个远程控制时，可以无视障碍物，同时还能够有效的实现一个精确控制的效果。

附图说明

图1为本发明的rfid模块的射频发射模块的电路图；

图2为本发明的rfid模块的射频接收模块的电路图；

图3为手持键盘的整体结构图；

图4为隔离装置的整体结构图。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

参照图1至4所示，本实施例的一种智能脱扣器用的rfid收发通信模块，包括相互之间通信连接的射频发射模块1和射频接收模块2，所述射频接收模块2包括：

射频芯片u1，该射频芯片u1具有输入引脚、载波检测引脚、地址匹配引脚和输出引脚，所述输入引脚包括第一输入引脚和第二输入引脚，所述第二输入引脚耦接有电阻r10后耦接相互串联的电容c12和电容c13后接输入天线，该第二输入引脚还耦接有电容c9后接地，耦接有电容c10后耦接于第一输入引脚，所述第一输入引脚耦接有电容c11后接地，还耦接有电阻r11后耦接于电阻r10相对于第二输入引脚的一端，该第一输入引脚耦接有相互串联的电阻r12和电容c14后接地，所述载波检测引脚耦接于外部智能脱扣器，用于输出载波信号到外部智能脱扣器内，所述地址匹配引脚耦接于外部智能脱扣器，用于输出地址信号至外部智能脱扣器内，所述输出引脚耦接于外部智能脱扣器，用于输出脱扣信号至外部智能脱扣器内；

所述射频发射模块1包括：

射频发送芯片u2，该射频发送芯片u2具有信号输入端、载波信号输入端、地址信号输入端和射频信号输出端，所述射频信号输出端包括第一输出端和第二输出端，所述第二输出端耦接有电阻r20后耦接相互串联的电容c22和电容c23后接输出天线，该第二输出端还耦接有电容c29后接地，耦接有电容c20后耦接于第一输出端，所述第一输出端耦接有电容c21后接地，还耦接有电阻r21后耦接于电阻r20相对于第二输出端的一端，该第一输出端耦接有相互串联的电阻r22和电容c24后接地，所述信号输入端用于输入控制指令，所述载波信号输入端用于输入载波信号，所述地址信号输入端用于输入地址信号，所述射频信号输出端用于将控制指令、载波信号和地址信号整合成射频信号输出到输出天线内；

控制单片机u3，该控制单片机u3具有多个i/o接口，所述信号输入端、载波信号输入端、地址信号输入端分别一一对应的与i/o接口耦接，其中控制单片机u3其中一个i/o接口耦接有手持键盘3，手持键盘3用于人机交互，输入控制信号到控制单片机u3内，在使用本实施例的rfid模块的过程中，首先是将射频接收模块2设置到智能脱扣器内，然后将射频接收模块2内的射频芯片u1与智能脱扣器内的控制芯片连接，在连接的过程中，是将射频芯片u1的输出引脚、载波检测引脚、地址匹配引脚与控制芯片的i/o引脚一一对应连接，同时将输入天线设置在智能脱扣器的外壳上，然后将输入天线与射频芯片u1的输入引脚连接起来，同时将射频发射模块1制作成一个手持机，这样就完成了使用rfid模块进行智能脱扣器的远程通信的基础，在进行远程脱扣的时候，用户通过使用手持机，使得手持机内的控制单片机u3发出控制指令、载波信号和地址信号，之后控制指令、载波信号和地址信号分别一一对应的输入到信号输入端、载波信号输入端和地址信号输入端内，射频芯片u1就会将接收到控制指令、载波信号和地址信号整合成射频信号输入到射频信号输出端内，然后通过射频信号输出端输出到输出天线内，那么输出天线就会将这个射频信号发送出去，然后通过输入天线的就可以有效的接收到这个射频信号，然后将这个射频信号输入到射频芯片u2内，然后通过射频芯片u1的输出引脚、载波检测引脚和地址匹配引脚分别提炼出接收到的射频信号内的控制指令、载波信号和地址信号，然后输入到外部智能脱扣器内，外部智能脱扣器内在接收到控制指令、载波信号和地址信号以后，首先对载波信号和地址信号进行匹配和配对，当载波信号和地址信号匹配配对成功的时候，智能脱扣器才执行控制指令，如此便可以有效的避免现有技术中因为智能脱扣器较为密集的设置，当射频发射模块1发出信号时，所有的智能脱扣器的都会接收到这个信号，使得同一个信号使得全部的智能脱扣器动作导致的，不应该动作的智能脱扣器也产生动作导致的误动作的问题，因而本实施例的rfid模块能够更好的适用于智能脱扣器中，实现智能脱扣器的远程控制具备了可以穿过障碍物的效果，还可以有效的避免rfid在使用的过程中无法进行点对点控制的问题，而通过电容c12、电容c13、电容c9、电容c10和电容c11的设置，就可以有效的实现一个对于接收到的射频信号进行一个有效的滤除杂波的作用，保证输入到射频芯片u1的射频信号的准确性，而电容c22、电容c23、电容c29、电容c20和电容c21的设置，可以有效的实现一个对于发出去的射频信号进行一个有效的滤除杂波的作用，保证输出到输出天线的射频信号的准确性，同时显示电路5为现有技术中常用的液晶显示器。

作为改进的一种具体实施方式，所述射频发射模块1还包括显示电路4，所述显示电路4与控制单片机u3耦接，用于与控制单片机u3通信，显示当前控制的断路器的状态，通过显示电路4的设置，就可以有效的将当前操控的智能脱扣器的脱扣状态以及编号有效的显示出来，如此人们在操控智能脱扣器的过程中，就可以有效的得知到当前控制的智能脱扣器的编号，以及该智能脱扣器的状态，如此便能够更好的实现一个点对点的精确控制了。

作为改进的一种具体实施方式，所述手持键盘3包括外壳31和设置在外壳31内的按键电路32以及设置在外壳31上的按钮33，所述按钮33均与按键电路32耦接，所述射频芯片u2和控制单片机u3均设置在外壳31内，并与按键电路32一起集成在一个线路板上，所述外壳31成弯曲的圆柱状，该外壳31的外侧壁上开设有若干个供手指握持的凹槽311，所述按钮33设置在凹槽311内与手指相对的位置上，通过外壳31的设置，就可以有效的将按键电路32容纳在外壳内，而通过将按钮33的设置，就可以有效的与人进行人机交互，人们就可以通过手指挤按按钮33的方式让按键电路32发出不同的信号到控制单片机u3内，控制单片机u3接收到这个信号以后，就会通过射频芯片u2按照按键电路32输出的信号输出射频信号，如此实现一个通过手指按按钮33输出控制信号给智能脱扣器的效果，而将外壳31设置成弯曲的圆柱状，以及其外侧壁上凹槽311的设置，能够更好的供人手去握持，就能够更好的适用于现有的智能脱扣器了，实现一个远程脱扣的效果。

作为改进的一种具体实施方式，所述载波检测引脚、地址匹配引脚和输出引脚与外部智能脱扣器之间耦接有隔离装置6，所述隔离装置6包括连接线61和套接在连接线61上的屏蔽壳62，所述连接线61包括载波线611、地址线612和输出线613，所述屏蔽壳62设有三个，分别一一对应的套接在载波线611、地址线612和输出线613上，所述屏蔽壳62包括屏蔽套筒621，所述屏蔽套筒621的外侧壁上固定连接有连接片6211，所述连接片6211的一侧面上设有用于粘贴到脱扣器外壳上的胶水，所述屏蔽套筒621包括外筒6211和内筒6212，所述外筒6211和内筒6212同轴设置，所述内筒6212的外壁与外筒6211内壁相互贴合固定，所述外筒6211为金属筒，内筒6212为塑料筒，由于现有的智能脱扣器都是安装在市电电线旁边的，由于市电电线在通电的过程中就会产生磁场，根据磁生电原理，设置在其附近的电线就会很容易产生杂波，而载波信号和地址信号对于控制那个智能脱扣器动作占有十分重要的地位，若是载波信号和地址信号里面有杂波的话，就会导致在发送远程控制信号到智能脱扣器内的时候，导致智能脱扣器产生误动作的问题，因此在这里通过屏蔽壳62的设置，可以有效的屏蔽掉外部市电电线所产生的磁场，如此便可以避免载波信号、地址信号受到外部市电电线的影响产生杂波的问题，而将屏蔽壳62设置成屏蔽套筒621，可以有效的实现一个屏蔽的作用，而且在载波线611、地址线612和输出线613上一一对应设置屏蔽壳62，如此在避免了外部市电电线导致的影响以外，还能够有效的避免载波线611、地址线612和输出线613之间的相互影响，进一步的避免载波信号和地址信号出现杂波的问题，而将屏蔽套筒621设置成外筒6211和内筒6212，将外筒6211设置成金属筒，将内筒6212设置成塑料筒，就可以实现在屏蔽的过程中，外筒6211与磁场互感产生电流，将磁场消耗掉，内筒6212则将外筒6211上产生的电流与载波线611、地址线612和输出线613之间隔绝开来，如此便能够进一步的实现屏蔽效果，进一步的避免了载波信号和地址信号受到杂波影响的问题。

作为改进的一种具体实施方式，所述按钮33包括地址选择按钮331、脱扣指令按钮332和载波选择按钮333，当按下地址选择按钮331时，显示电路4显示地址选择界面供人选择地址，当按下载波选择按钮333时，显示电路4显示载波选择界面供人选择载波，当按下脱扣指令按钮332时，显示电路4显示脱扣指令，按键电路32发送脱扣指令到控制单片机u3内，通过地址选择按钮331可以有效的实现一个地址选择的效果，而通过脱扣指令按钮332的设置，就可以有效的实现一个脱扣控制指令输出的效果，而通过载波选择按钮333的设置，就可以有效的实现一个输出载波信号的效果，如此采用3个按钮33分别控制射频信号内的控制指令、地址选择和载波选择，能够方便人们对于智能脱扣器的精确操作控制。

作为改进的一种具体实施方式，所述地址选择按钮331、脱扣指令按钮332和载波选择按钮333均包括按钮体7和按钮帽8，所述按钮体7与按键电路32通信连接，所述按钮帽8设置在按钮体7的一侧，所述按钮帽8背向按钮体7的一侧上设有若干个识别凸点9，所述地址选择按钮331、脱扣指令按钮332和载波选择按钮333的按钮帽8上的识别凸点9的数量和/或排布形状相互之间均不相同，通过按钮帽8和按钮体7的设置，就可以有效通过按钮帽8供人们去操作，而通过按钮体7的设置，就可以有效的与按键电路32相互配合实现一个输出不同的信号到控制单片机u3内，而通过识别凸点9的设置，如此人们在操作的过程中，就不需要顶着显示电路5去操作了，进一步的方便了人们的操作，例如本实施例中可以设置地址选择按钮331上的识别凸点9为3个呈三角形，脱扣指令按钮332上的识别凸点9为4个呈四边形分布，而载波选择按钮333上的识别凸点9为5个呈圆形分布，如此人们便可以通过感受识别凸点9的多少和图形来判断此时按下的按钮33是哪个按钮33了，大大的方便了人们对于射频发射模块1的操作。

综上所述，本实施例的智能脱扣器用的rfid收发通信模块，通过射频接收模块2的设置，可以有效的实现智能脱扣器能够接收到外部的射频信号实现控制智能脱扣器进行远程脱扣的效果，而通过射频发射模块1的设置，可以有效的实现一个输出控制智能脱扣器进行脱扣的射频信号的效果，而通过射频芯片u1内的输入引脚、载波检测引脚、地址匹配引脚和射频芯片u2内的信号输入端、载波信号输入端、地址信号输入端可以有效的实现通信过程中的射频信号不仅仅是控制指令，还包含了地址信号和载波信号，如此在通信的过程中就可以通过地址信号和载波信号寻找到对应的智能脱扣器，避免现有技术中采用rfid通信导致的智能脱扣器误动作的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。