[实用新型]污秽环境中单管红外四线TTL串口收发装置

说明书

本实用新型涉及一种污秽环境中单管红外四线TTL串口收发装置，其解决了现有TTL串口通讯不能实现电磁隔离、模块间存在馈电问题、模块更换维护复杂的技术问题，其设有结构装置和电气装置，结构装置设有公头、母头，公头外设有外螺纹，母头外设有密封圈，公头、母头通过带有内螺纹的锁紧螺母锁紧，结构装置低压注塑成形，结构装置内部装设有电气装置；电气装置设有阳极控制模块、阴极数据模块、TTL线缆和红外收发模块，TTL线缆数据通过阳极控制模块和阴极数据模块驱动红外收发模块，完成光电数据收发转换。本实用新型可广泛应于污秽环境中单管红外四线TTL串口收发装置。

技术领域

本实用新型涉及红外数据通讯技术领域，具体地说是污秽环境中单管红外四线TTL串口收发装置。

背景技术

智能水表、热量表等具备通讯远传功能的全电子仪表设备内部，一般分为基表模块和通讯模块两部分，两者有各自的MCU、电池，各自独立工作，两者之间通过TTL串口直接连接实现数据互通。但这种连接存在以下问题：

1、TTL串口通讯不能实现电磁隔离。某一模块在大电流的工作模式下会导致电压波动，影响另一模块的工作稳定，例如NB-IoT通讯模块无线数据连接中，电流可达数百mA，此时电压波动明显，严重干扰基表模块的计量功能。

2、模块间存在馈电问题。基表模块和通讯模块通常采用各自的电池，两者间电平有差异，导致TTL串口的发送和接收引脚电流来回流动，电池能量消耗不均衡，无法实现电池寿命同步。

3、模块更换维护复杂。设备需要在潮湿、高温、多灰尘等污秽不良环境中使用，特别是在地井中的设备，因雨雪积水，可能长期泡水工作，需要灌胶实现防水防潮，TTL串口线的两侧模块均被灌封在环氧树脂胶中，更换模块会破坏防水结构，非常不便，即使采用防水接头，体积和成本也无法保证，无法确保长期污秽环境下工作的可靠性。

模块间通讯采用无线或红外光通讯方式。无线模式无需近距离接触，但功耗较大，成本较高，普通产品中难以应用。红外通讯包括远红外通讯和近红外通讯，电视遥控器的远红外调制单向通讯方式功耗较大，低功耗产品中无法应用；近红外双向通讯体积较大，需要在结构上近距离对齐，潮湿环境下易发霉、沉积污物，导致通信异常，因此常见的红外收发方式不适合在体积小、易污染的模块间通讯中使用。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提出污秽环境中单管红外四线TTL串口收发装置，采用收发一体的红外单管，设计专用的微型结构连接防护装置，对外提供四线TTL串口，支持低功耗、半双工、高速率的近距离串行通信，适用于污秽环境中高隔离要求的模块间数据通讯。

本实用新型提供一种污秽环境中单管红外四线TTL串口收发装置，设有结构装置和电气装置，结构装置设有公头、母头，公头外设有外螺纹，母头外设有密封圈，公头、母头通过带有内螺纹的锁紧螺母锁紧，结构装置低压注塑成形，结构装置内部装设有电气装置；电气装置设有阳极控制模块、阴极数据模块、TTL线缆和红外收发模块，TTL线缆数据通过阳极控制模块和阴极数据模块驱动红外收发模块，完成光电数据收发转换。

优选地，TTL线缆设有TX、RX、GND和VCC引脚，阳极控制模块设有门极电阻R4、门极电阻R5、NMOS管Q1、PMOS管Q2,阴极数据模块设有上拉电阻R1、偏置电阻R2、偏置电阻R3，红外收发模块设有收发一体红外管IR_LED，阳极控制模块连接TX引脚与红外管IR_LED阳极，阴极数据模块连接TTL的TX、RX数据收发引脚与红外管IR_LED阴极。

优选地，红外管IR_LED具备红外线接收和红外线发送功能，支持收、发双向通信。

优选地，红外管的典型通断响应时间小于20us，支持高速红外数据通信，波特率不低于9600bps，满足常用低功耗设备的通讯速率要求。

优选地，装置工作模式为半双工方式。

本实用新型有益效果：