專利名稱：下行m-bus、上行rf無線采集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種下行M-BUS、上行RF無線采集器。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，遠(yuǎn)程抄表已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于水、電、氣、熱的管理中，而采集器作為集中器與表計(jì)通信的中間設(shè)備，在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中顯得尤為重要。目前，公知的應(yīng)用于抄表系統(tǒng)的采集器，無論是與上行集中器還是與下行表計(jì)大部分是通過 RS-485總線、M-BUS總線、GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)和無線數(shù)傳模塊四種通信模式來實(shí)現(xiàn)的，但是都只是基本的應(yīng)用，如何使采集器的通信性能更加完善、傳輸速率更加快捷是需要技術(shù)人員共同努力的。本實(shí)用新型專利是下行M-BUS、上行RF無線采集器，主要優(yōu)化了以下性能1、采用三個(gè)開關(guān)電源，使供電效率高達(dá)90%以上，且與相同功能的產(chǎn)品相比，體積較小。2、下行 M-BUS、上行RF無線采用雙單片機(jī)，可以使上行、下行通信互不干涉，數(shù)據(jù)傳輸速率快。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有的采集器上、下行通信的缺陷，提供一種性能優(yōu)化、 成本低、傳輸速率快的下行M-BUS、上行RF無線的采集器。本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方案如下采集器上行與集中器采用RF無線數(shù)傳模塊實(shí)現(xiàn)，下行與表計(jì)采用M-BUS總線方式進(jìn)行通信。進(jìn)一步的方案是電源部分220V市電經(jīng)變壓器后分成兩個(gè)端子后經(jīng)整流芯片(DB102Q整流成兩路電壓，采用三個(gè)開關(guān)電源分別給M-BUS接口電路、內(nèi)部的控制模塊及功能模塊供電，開關(guān)電源芯片內(nèi)置260KHZ固定頻率的內(nèi)部振蕩器，當(dāng)開關(guān)電源芯片內(nèi)置波形發(fā)生器產(chǎn)生的波形為高電平時(shí)，芯片內(nèi)置晶體管飽和導(dǎo)通，輸入電壓通過內(nèi)置晶體管給電感L3充電儲(chǔ)能， 充電電流線性增大，二極管D3截止，電感L3對(duì)負(fù)載電阻放電，同時(shí)濾波電容C也對(duì)負(fù)載電阻放電；當(dāng)芯片內(nèi)置波形發(fā)生器產(chǎn)生的波形為低電平時(shí)，內(nèi)置晶體管截止，電感L3產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由楞次定律可知，負(fù)載電流方向不變。由上，不管無論芯片內(nèi)置晶體管的狀態(tài)和外圍電路中二極管D3的狀態(tài)如何，電感 L3始終能向負(fù)載提供電流。進(jìn)一步的方案是所述的下行M-BUS通信，其硬件控制部分含有微控制器(MEGA88V)、數(shù)據(jù)發(fā)送電路、數(shù)據(jù)接收電路、報(bào)警電路、存儲(chǔ)模塊(AT24C256A)。進(jìn)一步的方案是所述的上行RF無線通信，其硬件控制部分含有微控制器(ATMEGA88)、UHF無線收發(fā)器(CCllOO)及其外圍電路、無線數(shù)據(jù)接收電路、無線數(shù)據(jù)發(fā)送電路、天線。[0014]本實(shí)用新型的有益效果(1)本實(shí)用新型下行M-BUS、上行RF無線采集器電源部分采用三個(gè)開關(guān)電源分別給M-BUS總線、內(nèi)部的功能模塊供電，供電效率可達(dá)90%，且與相同功能的產(chǎn)品相比體積減(2)本實(shí)用新型下行M-BUS、上行RF無線采集器上行、下行通信采用雙單片機(jī)，使上、下行通信互不干涉，數(shù)據(jù)傳輸速率快。。
附圖1為本實(shí)用新型下行M-BUS、上行RF無線采集器結(jié)構(gòu)框圖附圖2-1 2-12為本實(shí)用新型下行M-BUS、上行RF無線采集器電源部分、下行通信部分電路圖附圖3-1 3-4為本實(shí)用新型下行M-BUS、上行RF無線采集器上行通信部分電路圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。電源部分220V市電經(jīng)變壓器后分成兩個(gè)端子后經(jīng)整流芯片(DB102Q整流成兩路電壓，采用三個(gè)開關(guān)電源芯片(UC675-ADJ)，輸出電壓分別為+18V、-24V, +5V，其中 +18V、-24V為M-BUS總線接口電路提供正負(fù)電源；+5V為微控制器及其外圍電路及RF無線模塊提供電源。下行與表計(jì)進(jìn)行M-BUS通信數(shù)據(jù)發(fā)送電路采集器向表計(jì)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，微控制器的TX端口經(jīng)電阻R8接三極管Tl的基極，Tl的發(fā)射極接地，集電極送入運(yùn)算放大器TLE2301的同向輸入端，運(yùn)放的反相輸入端經(jīng)電阻R26后接地，12V幅值調(diào)制標(biāo)志由似8、似6及+5V電壓決定，運(yùn)算放大器的輸出端并聯(lián)電阻R46、R45、R32后串聯(lián)電阻R33再并聯(lián)電容C15。補(bǔ)償電路為運(yùn)算放大器 TLE2301的輸出端接二極管D5接電阻R29、電阻R30后接地，電阻R29的一端與電阻R31相連接后送入運(yùn)算放大器TLE2021的反相輸入端，電阻R46、R45、R32并聯(lián)后接二極管D6再串聯(lián)電阻R35、R36，電阻R36并聯(lián)E5后，一端接運(yùn)算放大器TLE2021的同相輸入端，另一端接地。數(shù)據(jù)接收電路表計(jì)在向采集器傳送數(shù)據(jù)時(shí)，檢測(cè)電流脈從設(shè)備中電流下降沿使得終端電阻R46、R45、R32和R33電壓降低，肖特基二極管D4和電阻R40、R41 一起設(shè)定開關(guān)門檻使得電容E2存儲(chǔ)的電壓上時(shí)間保持恒定，當(dāng)比較器LM393檢測(cè)到一個(gè)小的電壓它就能恢復(fù)辨別出該數(shù)據(jù)信號(hào)。報(bào)警電路當(dāng)主機(jī)發(fā)送電路上的電阻R33上的電壓大于R18串聯(lián)R22后的電壓，比較器檢測(cè)出此過載信號(hào)，將信號(hào)傳給微控制器，由微控制器執(zhí)行相關(guān)操作。M-BUS接收到的據(jù)存儲(chǔ)于ATMC256A，存儲(chǔ)模塊ATMC256A寫保護(hù)端WP接于微控制器的PC3 口，時(shí)鐘輸入端SCL與微控制器的PC5 口相連接，數(shù)據(jù)端SDA接于微控制器的 PC4 □。上行與集中器進(jìn)行RF無線通信微控制器將PD7置高電平、PD5置低電平時(shí)，RF無線模塊處于發(fā)送狀態(tài)，微控制器內(nèi)數(shù)據(jù)通過SPI通信到UHF無線收發(fā)器CC1100，收發(fā)芯片把數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制放大經(jīng)天線發(fā)送到集中器；微控制器將PD5置高電平，PD7置低電平時(shí)，RF無線模塊處于接受狀態(tài)，外部信號(hào)經(jīng)天線接收后經(jīng)濾波送入收發(fā)芯片，收發(fā)芯片把信號(hào)處理后送入微控制器，由微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。收發(fā)芯片的引腳SCLK、SO、CSruSI分別經(jīng)電阻R3、R2、R5、R4隔離后與微控制器的引腳PC4、PC3、PD2、PC5相連接，實(shí)現(xiàn)微控制對(duì)收發(fā)芯片內(nèi)部寄存器的讀寫操作，C50用來對(duì)時(shí)鐘信號(hào)SCLK濾波以消除尖鋒脈沖；引腳GDOO經(jīng)電阻Rl隔離后與微控制器引腳PC2相連接，用于告知微控制器無線數(shù)據(jù)已經(jīng)收發(fā)完畢；引腳RF_P、RF_N為射頻信號(hào)的輸入輸出端口，C121、C131、L131及L121形成一個(gè)平衡轉(zhuǎn)換器，用以將收發(fā)芯片上的微分RF端口轉(zhuǎn)換成單端RF信號(hào)，并于后面的LC網(wǎng)絡(luò)共同進(jìn)行阻抗轉(zhuǎn)換以匹配500hn的天線；LC網(wǎng)絡(luò)C122、 C123、L122、L123為射頻通帶濾波器，它用于過濾射頻傳輸信號(hào)中的諧波量及干擾成分，使得出入收發(fā)芯片的信號(hào)頻譜更加純凈；C125為直流模塊電容，用于隔直流。無線數(shù)據(jù)發(fā)送電路微控制器PD7置高電平、PD5置低電平，電容C125接TO的5 腳，AS169的3腳接電容C225的一端，C225另一端接場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，同時(shí)C225串聯(lián)電阻 R204、R205后接地，場(chǎng)效應(yīng)管的漏極經(jīng)電感L203、電容C218后接U4的3腳上。
無線數(shù)據(jù)接收電路微控制器PD7置低電平、PD5置高電平，U5的1腳經(jīng)電容后接至Q2的集電極，集電極經(jīng)電感L210、電容C233后接地，Q2的基極經(jīng)電阻 R214、電阻R215串聯(lián)后接至Q3的發(fā)射極，Q2的基極經(jīng)電感L209、電容C232串聯(lián)后接至U4 的1腳，U4的6腳經(jīng)電阻R202與微控制器的PD7腳相連接，U4的4腳經(jīng)電阻R203與微控制器的PD5相連接，U4的5腳經(jīng)濾波電容C217后接天線。
權(quán)利要求1.下行M-BUS、上行RF無線采集器，含有下行M-BUS通信電路和上行RF無線通信電路， 其特征是下行M-BUS、上行RF無線采集器上行與集中器采用RF無線數(shù)傳模塊實(shí)現(xiàn)，下行與表計(jì)采用M-BUS總線方式進(jìn)行通信。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種下行M-BUS、上行RF無線采集器，采集器上行與集中器采用RF無線數(shù)傳模塊實(shí)現(xiàn)，下行與表計(jì)采用M-BUS總線方式進(jìn)行通信。采集器采用三個(gè)開關(guān)電源分別給M-BUS接口電路、內(nèi)部的控制模塊及功能模塊供電。所述的下行M-BUS通信，其硬件控制部分含有微控制器(MEGA88V)、發(fā)送電路、接收電路、報(bào)警電路、存儲(chǔ)模塊(AT24C256A)。所述的上行RF無線通信，其硬件控制部分含有微控制器(ATMEGA88)、UHF無線收發(fā)器(CC1100)及其外圍電路、無線數(shù)據(jù)接收電路、無線數(shù)據(jù)發(fā)送電路、天線。
文檔編號(hào)H04B1/40GK201957013SQ201020101079
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者代洪杰, 焦曉軍, 費(fèi)戰(zhàn)波, 韓天兵 申請(qǐng)人:河南新天科技股份有限公司