具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備，所述設(shè)備包括控制芯片，所述控制芯片內(nèi)部設(shè)有與CPU處理器雙向連接的能夠間隔時間喚醒控制芯片的RTCC模塊：所述無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備還包括與控制芯片雙向連接的可觸發(fā)喚醒的單元電路。本實用新型所述的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備平時都是處于休眠狀態(tài)，只有在接收到外界設(shè)備的喚醒信號后才喚醒本設(shè)備工作，因此不僅能大大降低設(shè)備的功耗，而且能大大提高電池的使用壽命，此外還能方便用戶對設(shè)備參數(shù)的設(shè)置和操作，提高設(shè)備使用的靈活性。
【專利說明】具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種無線遠(yuǎn)傳抄表領(lǐng)域，特別涉及一種具有超低功耗喚醒功能的 無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前在無線遠(yuǎn)傳抄表領(lǐng)域，由于設(shè)備受環(huán)境的制約無法實現(xiàn)外接直流電，因此大 部份無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備均采用一次性鋰電池供電，且使用年限在3年以上，因此這些設(shè)備 對功耗相當(dāng)?shù)拿舾?，通常休眠待機電流都是uA級別的，所以這些設(shè)備只在特定的時間段喚 醒工作，處理完繼續(xù)休眠，然而這些設(shè)備在使用過程中經(jīng)常需要對其參數(shù)進行設(shè)置和操作， 在設(shè)置和操作的時候如果一直處于休眠狀態(tài)，那么將無法操作；而如果設(shè)備一直處于喚醒 狀態(tài)，硬件的功耗將大大的增加，電池的壽命將驟減，無法實現(xiàn)設(shè)備長期運行；而如果只能 在設(shè)備特定喚醒時間進行設(shè)置和操作，將大大降低設(shè)備靈活性。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型的目的在于提供一種具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備，所 述無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備平時都是處于休眠狀態(tài)，只有在接收到外界設(shè)備的喚醒信號后才喚醒 本設(shè)備工作，因此不僅能大大降低設(shè)備的功耗,而且能大大提高電池的使用壽命。
[0004] 本實用新型是這樣實現(xiàn)的：一種具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備，它 包括控制芯片，所述控制芯片內(nèi)部設(shè)有與CPU處理器雙向連接的能夠間隔時間喚醒控制芯 片的RTCC(實時時鐘/日歷）模塊；所述無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備還包括與控制芯片雙向連接的 可觸發(fā)喚醒的單元電路；所述可觸發(fā)喚醒的單元電路為紅外接收發(fā)送電路、無線單元電路、 機械按鍵單元電路、觸摸按鍵單元電路和傳感器中的一種或任意組合。
[0005] 進一步優(yōu)化方案為：所述紅外接收發(fā)送電路包括紅外接收電源控制電路、紅外接 收電路和紅外發(fā)送電路，紅外接收電源控制電路通過輸入輸出端口與控制芯片連接，紅外 接收電路通過接收數(shù)據(jù)的引腳與控制芯片連接，紅外發(fā)送電路通過發(fā)送數(shù)據(jù)的引腳與控 制芯片連接。
[0006] 進一步優(yōu)化方案為：所述觸摸按鍵單元電路為ATA2538觸摸芯片的單元電路，觸 摸按鍵單元電路用I2C總線與控制芯片連接。
[0007] 進一步優(yōu)化方案為：所述傳感器通過中斷口與控制芯片連接。
[0008] 較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本實用新型具有以下優(yōu)點：本實用新型所述的無線遠(yuǎn)傳抄表 設(shè)備平時都是處于休眠狀態(tài)，只有在接收到外界設(shè)備的喚醒信號后才喚醒本設(shè)備工作，因 此不僅能大大降低設(shè)備的功耗，而且能大大提高電池的使用壽命，此外還能方便用戶對設(shè) 備參數(shù)的設(shè)置和操作，提高設(shè)備使用的靈活性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0010] 圖1是本實用新型具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0011] 圖2是本實用新型具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備的可觸發(fā)喚醒的 單元電路采用紅外接收發(fā)送電路的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0012] 圖3是圖2的紅外接收和發(fā)送電路原理圖。
[0013] 圖4是本實用新型具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備的可觸發(fā)喚醒的 單元電路采用觸摸按鍵單元電路的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0014] 圖5是是圖4的單元電路原理圖。
[0015] 圖6是本實用新型具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備的可觸發(fā)喚醒的 單元電路采用傳感器的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0016] 圖7是本實用新型具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備的喚醒方法的軟 件流程圖。
[0017] 圖中符號說明：1、控制芯片，11、RTCC模塊；2、可觸發(fā)喚醒的單元電路，21、紅外接 收發(fā)送電路，211、紅外接收電源控制電路，212、紅外接收電路，213、紅外發(fā)送電路；22、觸摸 按鍵單元電路，23、傳感器。

【具體實施方式】
[0018] 具體實施例如下：
[0019] 請參照圖1所示，一種具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備，它包括控制 芯片1，所述控制芯片1內(nèi)部設(shè)有與CPU處理器雙向連接的能夠間隔時間喚醒控制芯片1 的RTCC(實時時鐘/日歷）模塊11 :所述無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備還包括與控制芯片1雙向連接 以執(zhí)行以下功能的可觸發(fā)喚醒的單元電路2:當(dāng)控制芯片1被RTCC(實時時鐘/日歷）模 塊11喚醒后，控制芯片1判斷喚醒間隔時間是否達到設(shè)定時間；如果時間未達到，控制芯片 1控制無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備繼續(xù)休眠；如果時間已達到，控制芯片1初始化可觸發(fā)喚醒的單元 電路2使其進入檢測模式；當(dāng)可觸發(fā)喚醒的單元電路2檢測到有相應(yīng)的喚醒信號后傳遞給 控制芯片1，控制芯片1控制無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備進入運行模式；當(dāng)可觸發(fā)喚醒的單元電路2 沒有檢測到喚醒信號，控制芯片1控制無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備自動進入休眠。
[0020] 上述具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備的喚醒方法，所述無線遠(yuǎn)傳抄表 設(shè)備采用設(shè)于控制芯片1內(nèi)部并且與CPU處理器雙向連接的的RTCC(實時時鐘/日歷）模 塊11作為自動喚醒模塊，無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備正常處于休眠狀態(tài)；RTCC模塊11間隔時間喚 醒控制芯片1，當(dāng)控制芯片1被RTCC(實時時鐘/日歷）模塊11喚醒后，控制芯片1判斷喚 醒間隔時間是否達到設(shè)定時間；如果時間未達到，控制芯片1控制無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備繼續(xù) 休眠；如果時間已達到，控制芯片1初始化可觸發(fā)喚醒的單元電路2使其進入檢測模式；當(dāng) 可觸發(fā)喚醒的單元電路2檢測到有相應(yīng)的喚醒信號后傳遞給控制芯片1，控制芯片1控制無 線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備進入運行模式；當(dāng)可觸發(fā)喚醒的單元電路2沒有檢測到喚醒信號，無線遠(yuǎn) 傳抄表設(shè)備將自動進入休眠以保持低功耗。
[0021] 所述可觸發(fā)喚醒的單元電路2可為紅外接收發(fā)送電路21、無線單元電路、機械按 鍵單元電路、觸摸按鍵單元電路22和傳感器23中的一種或任意組合。
[0022] 請參照圖2所示，所述可觸發(fā)喚醒的單元電路2為紅外接收發(fā)送電路21，所述紅外 接收發(fā)送電路21包括紅外接收電源控制電路211、紅外接收電路212和紅外發(fā)送電路213， 紅外接收電源控制電路211通過輸入輸出端口與控制芯片1連接，紅外接收電路212通過 接收數(shù)據(jù)的引腳與控制芯片1連接，紅外發(fā)送電路213通過發(fā)送數(shù)據(jù)的引腳與控制芯片1 連接。其實現(xiàn)實現(xiàn)方法為：平時無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備處于低功耗休眠狀態(tài)，為了保證外界通訊 設(shè)備可以及時靈敏喚醒無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備，所述RTCC模塊11的喚醒間隔時間設(shè)置在2S以 內(nèi)，RTCC模塊11每秒喚醒控制芯片（MCU) 1，控制芯片（MCU) 1判斷喚醒間隔時間是否達到 2S ;如果時間未到，控制芯片（MCU) 1控制無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備繼續(xù)休眠；如果時間已達到，將 通過I/O控制紅外接收電路212的電源控制腳，這時紅外接收電路212開始接收數(shù)據(jù)；如 果10MS內(nèi)未接收到外界通訊設(shè)備的喚醒碼，控制芯片（MCU) 1關(guān)閉紅外接收模塊電源，無線 遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備進入低功耗模式；如果收到喚醒碼，控制芯片（MCU)l控制無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備 進入全速運行狀態(tài)，這時無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備將可以與外界通信設(shè)備進行正常紅外通訊；紅 外發(fā)送接收通訊采取串口模式，然后通過紅外收發(fā)器進行通訊，當(dāng)無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備在一 定時間內(nèi)沒有和外界設(shè)備進行通訊時，控制芯片（MCU)l控制無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備自動進入 低功耗模式。
[0023] 圖3為紅外接收和發(fā)送電路原理圖：圖中所示Q102為紅外接收管，第一腳與控制 器的串口接收腳相連，作為接收數(shù)據(jù)腳，Q102的第二腳接地，第三腳通過電氣網(wǎng)絡(luò)號IRDA_ VDD與控制芯片的I/O 口相連，控制芯片通過該管腳來控制Q102的供電與斷電從而保證低 功耗；C108、C109作為Q102電源的濾波電容；DL101為紅外發(fā)射管，用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為紅外 信號傳給外界設(shè)備，它的一端與電源VCC相連，另一端與電阻R102相連；R102作為紅外發(fā) 射管DL101的限流電阻，另一端與三極管Q101的集電極相連接，三極管Q101作為開關(guān)管來 控制紅外管DL101是否產(chǎn)生紅外信號，它的基極與偏置電阻Q104、R103相連接；R104的另 一端與電氣網(wǎng)絡(luò)IRDA_TXD相連接，該電氣網(wǎng)絡(luò)直接連接到控制器的串口數(shù)據(jù)發(fā)送管腳。其 中IRDA_RXD是紅外接收端口與控制芯片1的串口接收端口相連；IRDA_VDD為紅外接收發(fā) 送電路21的電源控制腳，其與控制芯片1的I/O 口相連用于控制紅外接收模塊開啟關(guān)閉； 當(dāng)喚醒間隔時間到時控制芯片1輸出高電平，紅外接收發(fā)送電路21開啟進入接收狀態(tài)；紅 外接收發(fā)送電路21的接收腳連接到控制芯片1的串口接收腳，該接收腳如果在10MS內(nèi)收 到喚醒碼，將由控制芯片1串口發(fā)送腳IRDA_TXD發(fā)送應(yīng)答碼給外界通訊設(shè)備，控制芯片1 并進入全速運行模式，這時無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備就可以與外界設(shè)備進行實時通訊；如果外界 設(shè)備長時間沒有與無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備進行通訊，控制芯片1將通過IRDA_VDD管腳關(guān)閉紅外 接收發(fā)送電路21并進入低功耗模式；等到喚醒間隔時間到時，在此檢測喚醒碼，如果沒有 喚醒碼設(shè)備再一次進入休眠。
[0024] 請參照圖4所示，所述可觸發(fā)喚醒的單元電路2為觸摸按鍵單元電路22,所述觸摸 按鍵單元電路22為ATA2538觸摸芯片的單元電路，觸摸按鍵單元電路22用I2C總線與控制 芯片1連接。其實現(xiàn)方法為：平時無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備處于低功耗休眠狀態(tài)，RTCC模塊11每 秒喚醒控制芯片1，控制芯片（MCU) 1判斷喚醒間隔時間是否達到2S ;如果時間未到，控制芯 片（MCU) 1控制無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備繼續(xù)休眠；如果時間已達到，這是控制芯片1通過I2C總 線向觸摸芯片ATA2538發(fā)送喚醒命令，這時觸摸芯片進入檢測狀態(tài)，檢測時間為10MS，10MS 內(nèi)未檢測到有手觸摸，無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備進入休眠狀態(tài)；如果檢測到有手指觸摸按鍵，觸摸 芯片ATA2538將以中斷形式告訴控制芯片1，控制芯片1收到信息后控制無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備 進入全速工作模式，這時用戶可以實現(xiàn)對無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備進行設(shè)置；而當(dāng)觸摸按鍵在一 定時間內(nèi)沒有檢測到有人在操作時，控制芯片1將通過I2C發(fā)送休眠命令，使無線遠(yuǎn)傳抄表 設(shè)備進入低功耗模式，然后無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備將每2S喚醒10MS觸摸按鍵芯片進行檢測，如 果有鍵按無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備又將被喚醒，無操作超時后又進入低功耗休眠模式。
[0025] 圖5為觸摸按鍵單元電路原理圖，觸摸按鍵單元電路22由兩片的ATA2538DC-24S 組成16個鍵的觸摸按鍵，S1?S16為觸摸按鍵，他們分別通過電氣網(wǎng)絡(luò)T0UCH0?T0UCH9、 T0UCH_SEARCH、T0UCH_FUNC、T0UCH_D0WN、T0UCH_ENTER、T0UCH_CANCEL 與 U101、U102 的電 容觸摸檢測腳相連接；電容C103、C105作為電容觸摸參考電容，電容值越低，靈敏度越低； 瓜01、瓜02的17、16腳分別通過電氣網(wǎng)絡(luò)504、5(^連接到控制芯片的12(：通訊接口的50八、 SCL腳實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊；U10UU102的第15腳通過電氣網(wǎng)絡(luò)RESET_N連接在一起并和濾波電 容C102的一端，以及限流保護電阻R101的一端連接在一起；限流保護電阻R101的另一端 與通過電氣網(wǎng)絡(luò)T0UCH_RSTN連接到控制芯片I/O 口，控制芯片通過該I/O 口控制兩片觸摸 芯片復(fù)位；U101、U102的第13腳分別通過電氣網(wǎng)絡(luò)T0UCH1_INT、T0UCH2_INT與控制芯片 的中斷輸入腳相連，這樣當(dāng)U101與U102檢測到有觸摸鍵值時，就與已中斷形式喚醒控制芯 片，控制芯片就會通過I2C總線，SCL、SDA與觸摸芯片U101、U102建立通訊；C101與C104 作為電源濾波電容，一端連接地，另一端接到電源+2V5。所述觸摸按鍵單元電路22采用2 片ATA2538觸摸芯片構(gòu)成16個鍵的單元電路，該電路兩片芯片的I2C接口 SDA、SCL與控制 芯片1的I2C接口相連實現(xiàn)通訊；而T0UCH1_INT與T0UCH2_INT與控制芯片1中斷腳相連， 當(dāng)喚醒間隔時間到時，控制芯片1通過該I2C總線發(fā)送喚醒命令給觸摸芯片，觸摸芯片進入 按鍵檢測狀態(tài)，如果有檢測到鍵值將通過拉低T0UCH1_INT與T0UCH2_INT電平告知控制芯 片1，控制芯片1收到中斷后，將發(fā)送命令讀取鍵值，讀取到正確鍵值后，控制芯片1將進入 全速工作狀態(tài)，實現(xiàn)用戶對無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備進行正常操作；如果用戶長時間未操作，控制 芯片1將發(fā)送休眠命令給觸摸芯片，使其進入低功耗休眠模式，然后控制芯片1也進入休眠 模式等待下一輪的喚醒。
[0026] 請參照圖6所示，所述可觸發(fā)喚醒的單元電路2為傳感器25,所述傳感器25通過 中斷口與控制芯片1連接以執(zhí)行以下功能：當(dāng)外接設(shè)備有能觸發(fā)該傳感器25的物體靠近無 線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備時，傳感器25輸出變化電平使控制芯片1被中斷喚醒。由于有些無線抄表 采集設(shè)備，不需要用戶設(shè)置，只允許工作人員進行設(shè)置，而這些設(shè)備沒有紅外通訊模塊只有 無線通訊模塊，且長期處于休眠狀態(tài)，因此將導(dǎo)致工作人員無法在低功耗下對其進行設(shè)置； 具體實現(xiàn)方法為：平時該無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備處于長期休眠狀態(tài)下，這時工作人員將無法進 行設(shè)置，當(dāng)外接設(shè)備有能觸發(fā)該傳感器25的物體靠近無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備時，傳感器25輸出 變化電平，控制芯片1被中斷喚醒，這時無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備進入全速運行狀態(tài)并打開無線 通訊模塊，與外界設(shè)備實現(xiàn)通訊；當(dāng)超過一定時間沒有收到無線通訊數(shù)據(jù)時，無線通訊模塊 將自動進入休眠狀態(tài)，只有傳感器25再次被激活，無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備才會被喚醒，否則將 長期處于休眠狀態(tài)。
[0027] 請參照圖7所示，本實用新型具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備的喚醒 方法的軟件流程圖，首先設(shè)備開機進行初始化為步驟10,初始化成功后系統(tǒng)進入深度休眠 狀態(tài)為步驟11以保證無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備低功耗，步驟12為RTCC模塊11處于超低功耗獨 立運行每秒會喚醒一次，步驟13為判斷是否達到喚醒間隔時間，該間隔時間可以根據(jù)實際 情況靈活設(shè)置，設(shè)置時間越長平均功耗越低；如果間隔時間未達到會回到步驟11，繼續(xù)進 入休眠；如果達到間隔時間，就會進入步驟14初始化"可觸發(fā)喚醒的單元電路"硬件模塊， 開啟喚醒中斷，然后進入步驟15為控制芯片1進入空閑模式；步驟16為對空閑時間進行超 時判斷；如果超時未有喚醒，無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備進入休眠，如果沒有超時將進入步驟17進 行可觸發(fā)喚醒的單元電路的觸發(fā)判斷，如果沒有觸發(fā)繼續(xù)回到步驟16進行超時判斷，如果 收到觸發(fā)信號信號將進入正常運行狀態(tài)，從而實現(xiàn)對無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備進行操作和設(shè)置， 無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備在正常運行模式也有超時機制如步驟18、步驟19,以避免無線遠(yuǎn)傳抄表 設(shè)備長時間工作在高功耗下面。
[0028] 上述【具體實施方式】只是對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細(xì)解釋，本實用新型并不 只僅僅局限于上述實施例，凡是依據(jù)本實用新型原理的任何改進或替換，均應(yīng)在本實用新 型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備，它包括控制芯片（1)，其特征在 于：所述控制芯片（1)內(nèi)部設(shè)有與CPU處理器雙向連接的能夠間隔時間喚醒控制芯片（1) 的RTCC模塊（11);所述無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備還包括與控制芯片（1)雙向連接的可觸發(fā)喚醒 的單元電路（2);所述可觸發(fā)喚醒的單元電路（2)為紅外接收發(fā)送電路（21)、無線單元電 路、機械按鍵單元電路、觸摸按鍵單元電路（22)和傳感器（23)中的一種或任意組合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備，其特征在于： 所述紅外接收發(fā)送電路（21)包括紅外接收電源控制電路（211)、紅外接收電路（212)和紅 外發(fā)送電路（213)，紅外接收電源控制電路（211)通過輸入輸出端口與控制芯片（1)連接， 紅外接收電路（212)通過接收數(shù)據(jù)的引腳與控制芯片（1)連接，紅外發(fā)送電路（213)通過 發(fā)送數(shù)據(jù)的引腳與控制芯片（1)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備，其特征在于： 所述觸摸按鍵單元電路（22)為ATA2538觸摸芯片的單元電路，觸摸按鍵單元電路（22)用 I2C總線與控制芯片（1)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超低功耗喚醒功能的無線遠(yuǎn)傳抄表設(shè)備，其特征在于： 所述傳感器（23)通過中斷口與控制芯片（1)連接。
【文檔編號】G08C23/04GK203870786SQ201320891959
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】鄭文輝 申請人:福建智恒電子新技術(shù)有限公司