技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种集成
电路电子产品,用于电表制造厂的产品测试和电
力部
门的计量、用电检查、电费回收工作。
背景技术
[0002] 目前,带485和红外通信功能的
电能表在供电企业得到广泛使用。
[0003] 485和红外通信为供电企业远程
数据采集带来了可能,但时常会发生采集不到数据或采集非有效数据的现象,人们难以判断是线路问题,还是电表通讯
接口问题,通常首先把电能
表带回电能表检定室做通信测试,合格后再装回现场,若仍然不行,再检查通信线路。这样做费时费力,效率极其底下。若能在现场对表记进行通信测试,则可以大大提高工作效率。
[0004] 一些电能表在运行一段时间后,会出现计度器卡字、
液晶显示缺笔画和黑屏现象,抄表人员无法获得真实用电指数。传统的方法是将“故障表”拿回电能表检定室校验,面对这样的故障,特别是对液晶电能表,检定员也不容易准确判断。若能在现场通过读取电能表
存储器中的内容,则可以准确快速的获取真实用电信息,公平、公正维护企业和用户利益。
[0005] 国内也有部分电表厂家生产类似的编程器、测试仪等,但它们都是用于调试各自产品,通用性差。实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的是设计一种适用于现场工作的具有通信规约全兼容的电能表手持单元,以期本实用新型能够与在用的各种电能表进行485或红外通信,并能以液晶屏LCD显示用电信息。
[0007] 本实用新型解决技术问题采用如下技术方案:
[0008] 本实用新型智能电能表手持单元的结构特点是设置具有数据存储和在线编程功能的手持单元,所述手持单元通过RS485总线或红外
传感器与被测电能表进行通信,获取电能表的用电信息;所述手持单元中设置有用于显然所获取的电能表用电信息的液晶屏;在所述手持单元的面板上,设置有用于选择不同通信信规约和查询命令的按键,并设置有用来显示手持单元工作状态和错误报警的蜂鸣器及发光
二极管;所述手持单元以其CPU与
电池电压监测芯片连接,以监测电池用电状况。
[0009] 本实用新型智能电能表手持单元的结构特点也在于:
[0010] 所述液晶显示是采用3.3V OCM12864-9液晶显示模
块LCD;所述RS485总线是选择3.3V Max485通信芯片U2;所述红外传感器的红外接收管U11为选择为JS1838。
[0011] 所述液晶显示模块LCD通过插线排J2与CPU的IO口相连接,在CPU中输出的液晶
背光控制
信号通过
三极管Q3和
电阻R29接入液晶显示模块LCD的20脚。
[0012] 所述通信芯片U2的1脚和4脚分别接CPU的33脚和32脚;通信芯片U2的8脚和5脚分别接电源3.3V和地,通信芯片U2的7脚和6脚并接稳压管Z1后通过通信线缆与电能表485接口相接。
[0013] 所述红外接收管U11通过上拉电阻R33接至CPU的串行口接收端,红外发射载波信号通过
定时器产生,CPU串口产生红外信号,
叠加载波信号后通过红外发射管IRDA_LED向电能表发出命令
帧。
[0014] 与已有技术相比,本实用新型有益效果体现在:
[0015] 1、本实用新型通用性强,可以和国内在用的各种型号在485和红外接口的电能表通信。
[0016] 2、本实用新型可以在线编程,用于
软件升级。
[0017] 2、本实用新型低功耗,只需要3节7#电池为供电电源。
[0018] 3、本实用新型体积小,便于携带,仅比手机略大。
附图说明
[0020] 图2a为本实用新型最小系统图;
[0021] 图2b为本实用新型扩展功能图;
[0023] 图4a为本实用新型通信中断处理程序;
[0024] 图4b为本实用新型按键中断处理程序;
[0025] 图4c为本实用新型定时中断处理程序。
[0026] 下面结合附图和
实施例对本实用新型进一步说明。
具体实施方式
[0027] 硬件结构:
[0028] 参见图1,本实施例
单片机为MSP430F149,液晶显示模块为3.3V OCM12864-9,485通信芯片为3.3V Max485,红外通信包括红外发射和接收,发射元件为红外发射管,接收元件为JS1838,电池为3节7#电池,当电池电压低于3.7V时,手持单元报警,并在LCD上
低电压。
[0029] 参见图2a、图2b,电池通过AS1117-3.3V电源转换芯片U5转换成3.3V给系统供电,按键K0-K4和CPU的CPU的P1.0-P1.4口连接。不按时,P1口通过下拉电阻R6-R10接至低电平,按下时,P1口为高电平,用于实现不同通信规约和查询命令帧的选择。
[0030] R3111H371C电池电压监测芯片U6的3脚接地,2脚接电池正极,1脚通过电阻R28与三极管Q4相接,电池电压正常时,三极管Q4处于截止状态,CPU的P 1.5口、即17脚通过上拉电阻R26接至高电平,电池电压低于3.7V时,三极管Q4饱和导通,P1.5口变为低电平。
[0031] 图2a中的CON9连接器J1用于与外接调试软件的JTAG口相连,用于在线编程,便于手持单元软件升级,其1、2脚通过电阻R31和R32与CPU的13脚和22脚相连;3脚接3.3V电源,4脚接地;5、6、7、8和9脚分别与CPU的58、57、56、55和54脚相连。
[0032] 液晶显示模块OCM12864-9通过图2b中的插线排J2与CPU的IO口相连接,液晶背光控制(20脚)通过三极管Q3和电阻R29接至CPU的2脚。
[0033] 485通信模块U2为3.3V Max485芯片,其1脚和4脚与CPU的串行口0相接,具体为分别接至33和32脚;8脚和5脚接至电源3.3V和地,7脚和6脚并接稳压管Z1后通过通信线缆与电能表485通信口相接。
[0034] JS1838红外接收管U11通过上拉电阻R33接至CPU的串行口1的接收端,具体为35脚,红外发射的38K载波信号通过CPU的定时器TimeB产生,具体接至CPU的36脚,CPU串口1(34脚)产生命令信号,叠加在载波信号后通过红外发射管IRDA_LED形成最终红外信号,向电能表发出命令帧。
[0035] CPU为低电平复位。按键K5、电阻R3和电容C11冲放电电路。按下K5,信号RST变成低电平,接至CPU的58脚,复位CPU。
[0036] LED0-LED3为
发光二极管通过限流电阻R11-R14接入CPU的P2口(23-26脚),蜂鸣器Bell通过驱动三极管Q11与CPU的IO口6脚相连。发光二极管和蜂鸣器组合工作用来表现手持单元不同的工作状态。
[0037] 存储器93C46为串行E2PROM,用于存储数据。其5和8脚分别接地和3.3V电源,1、2、3和4脚与CPU的28、31、30和29脚相连。
[0038] 软件实施
[0039] 软件设计分为初始化程序,通信程序,按键输入程序,LCD显示程序以及中断处理程序五个部分。主程序软件流程图如图3所示;中断程序包括通信中断处理程序、按键中断处理程序和定时中断处理程序分另如图4a、图4b和图4c所示。
[0040] 主程序首先完成各个模块的上电初始化工作后开中断,然后依次检测是否有通信标志、是否有按键处理标志、是否有LCD显示标志,是否有定时标志等,如果有则执行相应程序。所有任务处理完成后系统进入低功耗状态,此时系统功耗达到最低。多数时间内系统处于低功耗状态,只有在产生中断后,系统才会从低功耗状态被唤醒,进行轮训标志并执行相应处理程序。
[0041] 设置相应标志的工作由中断程序完成,如图3所示,它们分别是通信中断、按键中断、定时中断等。当中断产生时,单片机进入中断,执行中断处理程序并置相应标志,在中断返回之前执行退出低功耗命令,这样在中断返回后系统将轮询各个标志并作相应处理,处理完所有任务,最后系统将再次进入低功耗状态。