[实用新型]智能电表及其近红外通信电路

说明书

本实用新型提供了一种智能电表及其近红外通信电路。近红外通信电路包括控制器、红外发射器和红外接收器。其中，红外发射器能够在控制器的控制下发射光信号，红外接收器中的光敏二极管用于接收光信号，进而产生第一输出信号。而放大单元和波形整形单元分别用于将第一输出信号进行放大、波形整形，使其变成标准的矩形波信号，以输入控制器中，从而实现红外通信。上述近红外通信电路利用光敏二极管在提高了红外通信的速率的同时，还兼容了低速的通信协议，如此，能够适应低速到高速的红外通信电路，提高了工作效率。

技术领域

本实用新型涉及电气设备技术领域，特别涉及一种智能电表及其近红外通信电路。

背景技术

近红外通信广泛用于近距离的智能电能表抄表、费率和负荷控制的数据交换中，譬如在通信实验室中的关于相关电子设备的数据的交互和采集。

近红外通信的原理是：近红外通信是利用950nm的近红外波段的红外线作为传递信息的载体，通过红外光在空中的传播来传递信息，由红外发射器和接收器实现。红外发射器将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，经红外转换电路驱动红外发射管以光脉冲的形式发送到空中。接收器将接收到的光脉冲转换成电信号，再经解调和译码后恢复出原二进制的数字信号。

智能电能表的串行通信传输会受到通信双方配备性能及通信线路的特性所左右，发送和接受双方必须按照同样的速率进行串行通信，通信的传输速率是比特率(bps)。其中，最高的通信速率为19200bps的通信范围可以称之为“低速”，而最高通信速率为115200bps的通信范围可以称之为“高速”。

由于智能电表的升级，其费率和电能的数据量增大。当智能电表现场服务终端对智能电表进行参数设置或数据读取时，通讯的数据量也随之变得庞大起来。然而，现有的近红外通信电路要么使用光敏三极管接收信号，其通信速率大多数在300-19200bps的范围之间，为低速红外。这是由于光敏三极管工作在深度饱和的状态下，进入和退出饱和的时间较长，造成光敏三极管在交变信号的过程中的上升沿和下降沿时间较长，导致光敏三极管的响应速度较慢，通常只有几微秒，因此通信速率较低，一般最大能到19200bps。要么使用高通滤波器、互阻放大器和运算放大器搭建的高速通信电路，不仅电路成本高，而且由于高通滤波器的结构限制，只能支持高速通信，对于9600bps以下的通信无能为力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种近红外通信电路，以同时适用低速率和高速率的信号传输。

本实用新型的目的在于还提供一种智能电表，其具有上述的近红外通信电路及其特点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种近红外通信电路，包括：控制器，其具有输入端和输出端；红外发射器，其与所述控制器的输出端连接，所述红外发射器能够在所述控制器的控制下向外发射近红外波长的光信号；红外接收器，包括依次相连的红外接收单元、放大单元和波形整形单元；所述红外接收单元包括串联的光敏二极管和检测电阻，所述光敏二极管用于接收所述光信号，并在与所述检测电阻的连接点产生第一输出信号；所述放大单元的输入端与所述红外接收单元的输出端连接，并输出将第一输出信号放大后的第二输出信号；所述波形整形单元的输入端与所述放大单元的输出端连接，所述波形整形单元的输出端与所述控制器的输入端连接，从而输出将所述第二输出信号波形整形后的电平信号。

根据本实用新型的一个实施例，所述光敏二极管的负极与电路的工作电压源连接，所述光敏二极管的正极经所述检测电阻接地。

根据本实用新型的一个实施例，所述放大单元包括运算放大器、第一放大电阻和第二放大电阻；所述运算放大器的同相输入端用于接收所述第一输出信号，所述运算放大器的反相输入端经所述第一放大电阻接地，所述第二放大电阻的两端分别与所述运算放大器的反相输入端和所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的输出端用于输出所述第二输出信号。