今天為大家介紹一項國家發明授權專利——近紅外讀數裝置及電表。該專利由華立科技股份有限公司申請，并于2016年8月17日獲得授權公告。

內容說明

本發明實施例涉及電力系統電測量技術，更特定言之，本發明一個較佳實施例涉及一種電表，又一較佳實施例涉及一種帶有新穎近紅外讀數裝置的電表。

發明背景

近紅外通訊廣泛應用于手持式設備和電腦與電表的抄表應用中。近紅外通訊具有高電氣隔離，線路簡單，抗干擾性好，可以方便的實現點對點通訊的特點。

但是傳統的近紅外通訊頭必須滿足通訊頭的紅外發射管對準設備的紅外接收管，通訊頭的紅外接收管對準設備的紅外發射管才能通訊。同時IEC標準和ANSI標準對電表上的紅外發射管和紅外接收管的位置定義剛好是相反的，導致紅外通訊頭設計時必須區分兩種不同標準的設備。

發明內容

本發明主要涉及一種應用于近紅外通訊的360°全方向通訊裝置，主要包括：近紅外發射部，紅外信號接收部，斜率比較器，TXD信號屏蔽部。本電路采用中心對稱設計，不需要對準電表端近紅外通訊的紅外發射管和接收管，可以實現任意角度通訊，本電路可以兼容IEC標準和ANSI標準的近紅外通訊讀數的要求，無需對準即可通訊。

本發明的其中一個技術方案為：近紅外讀數裝置，它用于與一個電表的紅外通訊部之間的通訊耦合，包括一個近紅外讀數裝置本體，其改進設計在于：所述近紅外讀數裝置本體的一端設置有數據接口。所述近紅外讀數裝置本體的端部設有讀數頭殼體，所述讀數頭殼體內設有讀數模塊，所述讀數模塊連接數據接口。

在一個較佳實施例中，所述讀數模塊包括了DSP，信號發射部，信號接收部，斜率比較器以及TXD信號屏蔽部，其中所述DSP分別通過所述的信號發射部和信號接收部向電表的紅外通訊部發送和接收紅外信號，且在所述信號發射部與信號接收部之間連接了斜率比較器以及與之耦合的TXD信號屏蔽部。

近紅外讀數裝置進一步包括電源，它為所述DSP，信號發射部和信號接收部提供工作電壓，且進一步連接所述數據接口，通過所述數據接口獲取外部電力源。所述數據接口為航空插頭或者USB接口。所述信號發射部包括紅外發射陣列以及與之耦合的開關器件，通過所述開關器件受控于DSP的TXD信號端且進一步控制所述紅外發射陣列，其中所述紅外發射陣列包括若干個并行且對稱設置的紅外發射管。所述的開關器件為三極管Q1。所述信號接收部包括上拉器件和與之連接的紅外接收管T1，通過所述紅外接收管T1接收電表的紅外通訊部的紅外信號。所述電位上拉器件為上拉電阻R4。所述斜率比較器的輸入端接入信號接收部，且包括：兩個并聯的第一受控通斷器件和第二受控通斷器件，它們連接至所述信號接收部，根據此信號接收部的紅外接收管T1的信號而對后級電路造成通斷控制

本發明第二個技術方案為：電表，它接設于電網供電線與電網用戶負載之間，其改進設計在于：包括根據前述的近紅外讀數裝置，以及與之相配合的表殼，在所述表殼內設置有處理器和紅外通訊部，所述紅外通訊部電連接至處理器，其中所述表殼內固定有鐵柱，所述近紅外讀數裝置內固定有磁柱，所述鐵柱與所述磁柱的位置相對應并可吸附在一起。

在一個較佳實施例中，電表實現與外部設備進行近紅外數據通訊的方法包括了步驟：通過所述近紅外讀數裝置的數據接口連接一個外部數據設備并獲取工作電力支持；將所述近紅外讀數裝置一端的凸臺對準插入所述表殼對應的定位槽中，使所述表殼內的紅外通訊部與讀數模塊正對地相互通訊耦合；所述外部數據設備通過讀數模塊向紅外通訊部發送讀數信號：通過DSP將其TXD信號端置于低電平，通過電阻R5輸入給信號發射部的開關器件一個低電平信號使之導通，進而使得所述電源的一個電壓提供給紅外發射陣列，使之向紅外通訊部發送紅外信號；所述電表的處理器通過紅外通訊部接收此紅外信號，并反饋數據信號給信號接收部；通過所述信號接收部的紅外接收管T1接收此反饋的數據信號，所述紅外接收管T1處于放大狀態，其C極處于一個電平不確定的低電平狀態，此時其C極電壓是與所述電表的紅外通訊部的紅外發射強度和發散角度成比例關系，當所述紅外通訊部的紅外發射強度與發散角度增大時，C極電壓逐漸趨近于0V；當所述紅外通訊部結束發射數據信號時，所述紅外接收管T1的C極電壓被上拉器件提升至所述第一電壓；通過數據接口傳送數據信息給外部數據設備。

本發明的有益效果顯而易見，本方案采用中心對稱設計。通過斜率比較器來克服紅外接收管與設備的紅外發射管之間的角度差帶來的紅外接收信號上升沿/下降沿緩慢的問題，實現了紅外發射管和紅外接收管非中心對準時的通訊功能。