專利名稱：智能電能表手持單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種集成電路電子產(chǎn)品，用于電表制造廠的產(chǎn)品測(cè)試和電力部門 的計(jì)量、用電檢查、電費(fèi)回收工作。
背景技術(shù)：
目前，帶485和紅外通信功能的電能表在供電企業(yè)得到廣泛使用。485和紅外通信為供電企業(yè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集帶來了可能，但時(shí)常會(huì)發(fā)生采集不到數(shù) 據(jù)或采集非有效數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，人們難以判斷是線路問題，還是電表通訊接口問題，通常首先 把電能表帶回電能表檢定室做通信測(cè)試，合格后再裝回現(xiàn)場(chǎng)，若仍然不行，再檢查通信線 路。這樣做費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率極其底下。若能在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)表記進(jìn)行通信測(cè)試，則可以大大提高工 作效率。一些電能表在運(yùn)行一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)計(jì)度器卡字、液晶顯示缺筆畫和黑屏現(xiàn)象， 抄表人員無法獲得真實(shí)用電指數(shù)。傳統(tǒng)的方法是將“故障表”拿回電能表檢定室校驗(yàn)，面對(duì) 這樣的故障，特別是對(duì)液晶電能表，檢定員也不容易準(zhǔn)確判斷。若能在現(xiàn)場(chǎng)通過讀取電能表 存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，則可以準(zhǔn)確快速的獲取真實(shí)用電信息，公平、公正維護(hù)企業(yè)和用戶利益。國內(nèi)也有部分電表廠家生產(chǎn)類似的編程器、測(cè)試儀等，但它們都是用于調(diào)試各自 產(chǎn)品，通用性差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種適用于現(xiàn)場(chǎng)工作的具有通信規(guī)約全兼容的電能表 手持單元，以期本實(shí)用新型能夠與在用的各種電能表進(jìn)行485或紅外通信，并能以液晶屏 IXD顯示用電信息。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型智能電能表手持單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是設(shè)置具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和在線編程功 能的手持單元，所述手持單元通過RS485總線或紅外傳感器與被測(cè)電能表進(jìn)行通信，獲取 電能表的用電信息；所述手持單元中設(shè)置有用于顯然所獲取的電能表用電信息的液晶屏； 在所述手持單元的面板上，設(shè)置有用于選擇不同通信信規(guī)約和查詢命令的按鍵，并設(shè)置有 用來顯示手持單元工作狀態(tài)和錯(cuò)誤報(bào)警的蜂鳴器及發(fā)光二極管；所述手持單元以其CPU與 電池電壓監(jiān)測(cè)芯片連接，以監(jiān)測(cè)電池用電狀況。本實(shí)用新型智能電能表手持單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于所述液晶顯示是采用3. 3V OCMl2864-9液晶顯示模塊IXD ；所述RS485總線是選 擇3. 3V Max485通信芯片U2 ；所述紅外傳感器的紅外接收管Ull為選擇為JS1838。所述液晶顯示模塊IXD通過插線排J2與CPU的IO 口相連接，在CPU中輸出的液 晶背光控制信號(hào)通過三極管Q3和電阻R29接入液晶顯示模塊IXD的20腳。所述通信芯片U2的1腳和4腳分別接CPU的33腳和32腳；通信芯片U2的8腳 和5腳分別接電源3. 3V和地，通信芯片U2的7腳和6腳并接穩(wěn)壓管Zl后通過通信線纜與電能表485接口相接。所述紅外接收管Ull通過上拉電阻R33接至CPU的串行口接收端，紅外發(fā)射載波信號(hào)通過定時(shí)器產(chǎn)生，CPU串口產(chǎn)生紅外信號(hào)，疊加載波信號(hào)后通過紅外發(fā)射管IRDA_LED 向電能表發(fā)出命令幀。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在1、本實(shí)用新型通用性強(qiáng)，可以和國內(nèi)在用的各種型號(hào)在485和紅外接口的電能表
通{曰。2、本實(shí)用新型可以在線編程，用于軟件升級(jí)。2、本實(shí)用新型低功耗，只需要3節(jié)7#電池為供電電源。3、本實(shí)用新型體積小，便于攜帶，僅比手機(jī)略大。

圖1為本實(shí)用新型硬件框圖；圖2a為本實(shí)用新型最小系統(tǒng)圖；圖2b為本實(shí)用新型擴(kuò)展功能圖；圖3為本實(shí)用新型主程序流程圖；圖4a為本實(shí)用新型通信中斷處理程序；圖4b為本實(shí)用新型按鍵中斷處理程序；圖4c為本實(shí)用新型定時(shí)中斷處理程序。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
硬件結(jié)構(gòu)參見圖1，本實(shí)施例單片機(jī)為MSP430F149，液晶顯示模塊為3. 3V 0CM12864-9,485 通信芯片為3. 3V Max485，紅外通信包括紅外發(fā)射和接收，發(fā)射元件為紅外發(fā)射管，接收元 件為JS1838，電池為3節(jié)7#電池，當(dāng)電池電壓低于3. 7V時(shí)，手持單元報(bào)警，并在IXD上低電壓。參見圖2a、圖2b，電池通過ASl 117_3. 3V電源轉(zhuǎn)換芯片U5轉(zhuǎn)換成3. 3V給系統(tǒng)供 電，按鍵K0-K4和CPU的CPU的Pl. 0-P1. 4 口連接。不按時(shí)，Pl 口通過下拉電阻R6-R10接 至低電平，按下時(shí)，Pl 口為高電平，用于實(shí)現(xiàn)不同通信規(guī)約和查詢命令幀的選擇。R3111H371C電池電壓監(jiān)測(cè)芯片TO的3腳接地，2腳接電池正極，1腳通過電阻R28 與三極管Q4相接，電池電壓正常時(shí)，三極管Q4處于截止?fàn)顟B(tài)，CPU的P 1. 5 口、即17腳通 過上拉電阻R26接至高電平，電池電壓低于3. 7V時(shí)，三極管Q4飽和導(dǎo)通，Pl. 5 口變?yōu)榈碗?平。圖2a中的C0N9連接器Jl用于與外接調(diào)試軟件的JTAG 口相連，用于在線編程， 便于手持單元軟件升級(jí)，其1、2腳通過電阻R31和R32與CPU的13腳和22腳相連；3腳接 3. 3V電源，4腳接地；5、6、7、8和9腳分別與CPU的58、57、56、55和54腳相連。液晶顯示模塊0CM12864-9通過圖2b中的插線排J2與CPU的IO 口相連接，液晶 背光控制(20腳)通過三極管Q3和電阻R29接至CPU的2腳。[0033]485通信模塊U2為3. 3V Max485芯片，其1腳和4腳與CPU的串行口 0相接，具體 為分別接至33和32腳；8腳和5腳接至電源3. 3V和地，7腳和6腳并接穩(wěn)壓管Zl后通過 通信線纜與電能表485通信口相接。JS1838紅外接收管Ull通過上拉電阻R33接至CPU的串行口 1的接收端，具體為35腳，紅外發(fā)射的38K載波信號(hào)通過CPU的定時(shí)器TimeB產(chǎn)生，具體接至CPU的36腳，CPU 串口 1 (34腳)產(chǎn)生命令信號(hào)，疊加在載波信號(hào)后通過紅外發(fā)射管IRDA_LED形成最終紅外 信號(hào)，向電能表發(fā)出命令幀。CPU為低電平復(fù)位。按鍵K5、電阻R3和電容Cll沖放電電路。按下K5，信號(hào)RST 變成低電平，接至CPU的58腳，復(fù)位CPU。LED0-LED3為發(fā)光二極管通過限流電阻R11-R14接入CPU的P2 口(23-26腳)，蜂 鳴器Bell通過驅(qū)動(dòng)三極管Qll與CPU的IO 口 6腳相連。發(fā)光二極管和蜂鳴器組合工作用 來表現(xiàn)手持單元不同的工作狀態(tài)。存儲(chǔ)器93C46為串行E2PROM,用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。其5和8腳分別接地和3. 3V電源， 1、2、3和4腳與CPU的28、31、30和29腳相連。軟件實(shí)施軟件設(shè)計(jì)分為初始化程序，通信程序，按鍵輸入程序，IXD顯示程序以及中斷處理 程序五個(gè)部分。主程序軟件流程圖如圖3所示；中斷程序包括通信中斷處理程序、按鍵中斷 處理程序和定時(shí)中斷處理程序分另如圖4a、圖4b和圖4c所示。主程序首先完成各個(gè)模塊的上電初始化工作后開中斷，然后依次檢測(cè)是否有通信 標(biāo)志、是否有按鍵處理標(biāo)志、是否有IXD顯示標(biāo)志，是否有定時(shí)標(biāo)志等，如果有則執(zhí)行相應(yīng) 程序。所有任務(wù)處理完成后系統(tǒng)進(jìn)入低功耗狀態(tài)，此時(shí)系統(tǒng)功耗達(dá)到最低。多數(shù)時(shí)間內(nèi)系 統(tǒng)處于低功耗狀態(tài)，只有在產(chǎn)生中斷后，系統(tǒng)才會(huì)從低功耗狀態(tài)被喚醒，進(jìn)行輪訓(xùn)標(biāo)志并執(zhí) 行相應(yīng)處理程序。設(shè)置相應(yīng)標(biāo)志的工作由中斷程序完成，如圖3所示，它們分別是通信中斷、按鍵中 斷、定時(shí)中斷等。當(dāng)中斷產(chǎn)生時(shí)，單片機(jī)進(jìn)入中斷，執(zhí)行中斷處理程序并置相應(yīng)標(biāo)志，在中斷 返回之前執(zhí)行退出低功耗命令，這樣在中斷返回后系統(tǒng)將輪詢各個(gè)標(biāo)志并作相應(yīng)處理，處 理完所有任務(wù)，最后系統(tǒng)將再次進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
權(quán)利要求一種智能電能表手持單元，其特征是設(shè)置具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和在線編程功能的手持單元，所述手持單元通過RS485總線或紅外傳感器與被測(cè)電能表進(jìn)行通信，獲取電能表的用電信息；所述手持單元中設(shè)置有用于顯示所獲取的電能表用電信息的液晶屏；在所述手持單元的面板上，設(shè)置有用于選擇不同通信規(guī)約和查詢命令的按鍵，并設(shè)置有用來顯示手持單元工作狀態(tài)和錯(cuò)誤報(bào)警的蜂鳴器及發(fā)光二極管；所述手持單元以其CPU與電池電壓監(jiān)測(cè)芯片連接，以監(jiān)測(cè)電池用電狀況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電能表手持單元，其特征是設(shè)置3.3V 0CM12864-9液晶 顯示模塊IXD ；所述RS485總線是選擇3. 3V Max485通信芯片U2 ；所述紅外傳感器的紅外接 收管 Ull 為 JS1838。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電能表手持單元，其特征是所述液晶顯示模塊LCD通過 插線排J2與CPU的IO 口相連接，在CPU中輸出的液晶背光控制信號(hào)通過三極管Q3和電阻 R29接入液晶顯示模塊IXD的20腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電能表手持單元，其特征是所述通信芯片U2的1腳和4 腳分別接CPU的33腳和32腳；通信芯片U2的8腳和5腳分別接電源3. 3V和地，通信芯片 U2的7腳和6腳并接穩(wěn)壓管Zl后通過通信線纜與電能表485接口相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電能表手持單元，其特征是所述紅外接收管Ull通過上 拉電阻R33接至CPU的串行口接收端，紅外發(fā)射載波信號(hào)通過定時(shí)器產(chǎn)生，CPU串口產(chǎn)生紅 外信號(hào)，疊加載波信號(hào)后通過紅外發(fā)射管IRDA LED向電能表發(fā)出命令幀。
專利摘要智能電能表手持單元，其特征是設(shè)置具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和在線編程功能的手持單元，手持單元通過RS485總線或紅外傳感器與被測(cè)電能表進(jìn)行通信，獲取電能表的用電信息；手持單元中設(shè)置有用于顯示所獲取的電能表用電信息的液晶屏；在手持單元的面板上，設(shè)置有用于選擇不同通信規(guī)約和查詢命令的按鍵，并設(shè)置有用來顯示手持單元工作狀態(tài)和錯(cuò)誤報(bào)警的蜂鳴器及發(fā)光二極管；手持單元以其CPU與電池電壓監(jiān)測(cè)芯片連接，以監(jiān)測(cè)電池用電狀況。本實(shí)用新型適用于現(xiàn)場(chǎng)工作，能夠與在用的各種電能表進(jìn)行485或紅外通信，并能以液晶屏LCD顯示用電信息。
文檔編號(hào)G08C23/04GK201556293SQ20092018756
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者翁?hào)|波 申請(qǐng)人:安徽省電力公司淮南供電公司