一種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置及方法
【專利摘要】本發明提供一種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置，包括藍牙透傳模塊、主控單元、外圍通訊模塊，所述藍牙透傳模塊與智能移動終端藍牙通訊連接，所述主控單元與藍牙透傳模塊、外圍通訊模塊串口通訊連接，所述外圍通訊模塊與電能表的對應通訊模塊物理連接。本發明還提供一種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫方法。本發明提供的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置作為橋接智能移動終端和電能表的橋梁，智能電表配合低功耗藍牙透傳模塊BLE，便捷地和智能移動設備相互通訊，實現通過智能移動終端的應用模塊智能化讀寫和設置電能表數據，大大地節約電能表現場維護的成本與時間，本發明也可以進行電能表測試，便于對電能表進行調校。
【專利說明】
一種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置及方法
技術領域
[0001]本發明涉及電能表讀寫技術領域，尤其涉及一種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置及方法。
【背景技術】
[0002]隨著藍牙技術廣泛應用于手機等各種智能移動通訊設備，各行各業都把目光投向了這項功耗低、性能優的無線通訊技術。在電能表行業，到目前為止傳統的通訊方式有RS485、紅外通訊、TTL高低電平通訊、載波通訊、GPRS通訊等，較傳統的通訊方式，藍牙通訊有著能耗低、連接迅速、通訊距離更遠等優勢。目前，大部分通訊方式不能實現手機等智能移動通訊設備對電能表數據進行抄讀和設置。電力公司工作人員在對電能表進行現場維護時，必須要用各種設備(如筆記本電腦、掌機、RS485通訊線、USB串口轉換器等)實現數據通訊，給電能表調校工作造成不便，并且操作過程繁瑣、大大降低了工作效率、提高了電能表現場維護的成本與時間。
【發明內容】
[0003]本發明提供一種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置及方法，解決的技術問題是:通過智能移動終端的應用模塊智能化讀寫和設置電能表數據，節約電能表維護成本與時間、便于對電能表進行測試與調校。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案為:
[0005]本發明一方面提供一種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置，包括藍牙透傳模塊、主控單元、外圍通訊模塊，所述藍牙透傳模塊與智能移動終端藍牙通訊連接，所述主控單元與藍牙透傳模塊、外圍通訊模塊串口通訊連接，所述外圍通訊模塊與電能表的對應通訊模塊物理連接。
[0006]進一步地，所述藍牙透傳模塊集成藍牙控制芯片和藍牙RF模塊，所述藍牙控制芯片與主控單元串口通訊連接，藍牙RF模塊與智能移動終端藍牙通訊連接。
[0007]進一步地，所述外圍通訊模塊為紅外通訊模塊、RS485通訊模塊或TTL電路通訊模塊。
[0008]進一步地，通過通用異步收發傳輸器進行串口通訊連接。
[0009]進一步地，主控單元的觸發開始引腳連接觸發按鍵電路的觸發開始信號輸出端。
[0010]進一步地，藍牙透傳模塊的可定時翻轉的兩個輸出口分別與連接指示燈、喚醒指示燈連接。
[0011]本發明另一方面提供一種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫方法，包括:
[0012]S1.將智能移動終端與藍牙透傳模塊藍牙通訊連接，主控單元與所述藍牙透傳模塊、外圍通訊模塊串口通訊連接，外圍通訊模塊與電能表的對應通訊模塊物理連接；
[0013]S2.智能移動終端上的應用模塊向藍牙透傳模塊發送電能表數據讀取或設置指令;藍牙透傳模塊接收到所述電表數據讀取或設置指令后，向主控單元發送電能表數據上傳請求;主控單元將所述電能表數據上傳請求轉發給外圍通訊模塊;外圍通訊模塊將所述電能表數據上傳請求發送給電能表；
[0014]S3.電能表收到所述電能表數據上傳請求后，向外圍通訊模塊返回數據回復信息，外圍通訊模塊將數據回復信息轉發給主控單元，主控單元向藍牙透傳模塊發送所述數據回復信息，藍牙透傳模塊將所述數據回復信息發送到智能移動終端上的應用模塊。
[0015]進一步地，第一次按下觸發按鍵電路中的觸發按鍵，主控單元檢測到下降沿中斷后，關閉除本身下降沿中斷外的其他中斷，再一次按下觸發按鍵，主控單元將與藍牙透傳模塊連接的使能引腳置低。
[0016]進一步地，在藍牙透傳模塊向主控單元發送電能表數據上傳請求時，或者在主控單元向藍牙透傳模塊發送所述數據回復信息時，確認數據信息發送完畢后，使主控單元或藍牙透傳模塊退出串口接收模式。
[0017]進一步地，主控單元在接收藍牙透傳模塊發送的電能表數據上傳請求和電能表發送的數據回復信息時，對收到的數據信息進行協議轉換，然后再發送出去。
[0018]本發明獲得的有益效果是:本發明提供的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置作為橋接智能移動終端和電能表的橋梁，在橋接模式下(串口通訊)，智能電表配合低功耗藍牙透傳模塊BLE，便捷地和智能移動設備(需支持藍牙4.0)相互通訊，實現通過智能移動終端的應用模塊智能化讀寫和設置電能表數據，將大大地節約電能表現場維護的成本與時間，對于電能表生產廠家來說，本發明也可以進行電能表測試，便于對電能表進行調校。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置的結構示意圖；
[0020]圖2是本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置中的觸發按鍵電路結構示意圖；
[0021]圖3是本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置中的主控單元的電路結構示意圖；
[0022]圖4是本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置中藍牙透傳模塊與主控單元的連接結構示意圖；
[0023]圖5是本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置中與藍牙透傳模塊連接的指示燈電路結構示意圖；
[0024]圖6-1、6_2是本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置中485通訊模塊及其電源部分的電路結構示意圖；
[0025]圖7是本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置的總體電源的電路結構示意圖；
[0026]圖8是本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置的電路結構整體示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖具體闡明本發明的實施方式，附圖僅供參考和說明使用，不構成對本發明專利保護范圍的限制。
[0028]如圖1所示，本發明的實施例涉及一種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置，包括藍牙透傳模塊BLE、主控單元MCU、外圍通訊模塊，所述藍牙透傳模塊BLE與智能移動終端(如手機)藍牙通訊連接，所述主控單元M⑶與藍牙透傳模塊BLE、外圍通訊模塊串口通訊連接，所述外圍通訊模塊與電能表的對應通訊模塊物理連接。
[0029]藍牙透傳模塊BLE負責將從手機APP模塊通過藍牙發送的數據轉發到主控單元MCU，所述藍牙透傳模塊集成藍牙控制芯片和藍牙RF模塊，藍牙控制芯片所述藍牙控制芯片與主控單元MCU串口通訊連接，藍牙RF模塊與智能移動終端藍牙通訊連接；
[0030]在本實施例中，所述藍牙透傳模塊采用CC2540作為核心處理器(藍牙控制芯片)，物理層和藍牙RF模塊組合成雙模設備，藍牙RF模塊執行IEC藍牙通訊標準，直驅模式下，手機APP模塊通過BLE協議直接對藍牙透傳模塊進行驅動，完成智能移動設備對藍牙透傳模塊的監管和控制。
[0031 ]如圖2、3所示，主控單元MCU的觸發開始引腳Trigger-Start連接觸發按鍵電路的觸發開始信號輸出端Tr igger-start。
[0032]圖4示出了藍牙透傳模塊BLE和主控單元M⑶的物理管腳連接示意圖，藍牙透傳模塊 BLE 的管腳 17RX、16TX、14BRTS、15BCTS 分別與主控單元 MCU 的 18RX、17TX、16BRTS、10BCTS連接。
[0033]如圖5所示，藍牙透傳模塊BLE的可定時翻轉的兩個輸出口LEDl、LED2分別與連接指示燈Dl、喚醒指示燈D2連接。
[0034]在本實施例中，主控單元MCU采用NEC9224芯片，通過通用異步收發傳輸器UART串口通訊和藍牙透傳模塊BLE、外圍的通訊模塊進行通訊。外圍通訊模塊可以是紅外通訊模塊、RS485通訊模塊、TTL電路通訊模塊等，但必須包含電能表本身的對應通訊模塊，本實施例的外圍通訊模塊選用RS485模塊。
[0035]圖6-1、6_2示出了本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置中485通訊模塊及其電源部分的電路結構示意圖；485通訊模塊通過TX485和RX485與主控單元M⑶的13TX485、12RX485引腳連接，485通訊模塊的電源輸入端485VCC由右圖電源部分電路提供，主控單元MCU的ON端口輸出低電平，485通訊模塊的電源部分中的場效應管導通，為485通訊模塊提供電源，485通訊模塊的A，B端子可直接與電能表相連，實現通訊過程。
[0036]圖7是本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置的總體電源的電路結構示意圖。電源輸出端VCPU與藍牙透傳模塊、指示燈電路、主控單元MCU、觸發按鍵電路、485通訊模塊的電源部分電路的電源輸入端VCPU連接。
[0037]圖8是本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置的電路結構整體示意圖。
[0038]在本實施例中，本發明的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置應用在電能表讀寫領域，需要配套手機應用程序的開發，手機應用程序下行采用《DL_T_645-2007_多功能電能表通信協議》，如果應用在其他領域，手機應用程序中的下行協議可以根據不同的領域需求進行修改。
[0039]本發明另一方面提供一種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫方法，包括:
[0040]S1.將智能移動終端與藍牙透傳模塊藍牙通訊連接，主控單元與所述藍牙透傳模塊、外圍通訊模塊串口通訊連接，外圍通訊模塊與電能表的對應通訊模塊物理連接；
[0041]S2.智能移動終端上的應用模塊向藍牙透傳模塊發送電能表數據讀取或設置指令;藍牙透傳模塊接收到所述電表數據讀取或設置指令后，向主控單元發送電能表數據上傳請求;主控單元將所述電能表數據上傳請求轉發給外圍通訊模塊;外圍通訊模塊將所述電能表數據上傳請求發送給電能表；
[0042]S3.電能表收到所述電能表數據上傳請求后，向外圍通訊模塊返回數據回復信息，外圍通訊模塊將數據回復信息轉發給主控單元，主控單元向藍牙透傳模塊發送所述數據回復信息，藍牙透傳模塊將所述數據回復信息發送到智能移動終端上的應用模塊。
[0043]在本實施例中，如圖2、3所示，在完成智能移動終端(手機)與藍牙透傳模塊BLE的藍牙連接，藍牙透傳模塊BLE與主控單元MCU的串口連接后，用按鍵觸發主控單元M⑶的使能端EN，第一次按下觸發按鍵電路中的觸發按鍵，主控單元MCU檢測到下降沿中斷后，關閉除本身下降沿中斷外的其他中斷，再一次按下觸發按鍵，主控單元將與藍牙透傳模塊連接的使能引腳EN置低；當使能引腳EN置低(為低電平)時，藍牙透傳模塊BLE會以一定的間隔開始廣播，直到和手機對接成功，當使能引腳EN為高電平時，藍牙透傳模塊BLE處于完全睡眠狀態;當使能引腳EN從低到高跳變，不論模塊處于何種狀態，會立即進入睡眠狀態。
[0044]當連接成功后，如圖5所示，本實施例將藍牙透傳模塊BLE的可定時翻轉的輸出口LEDULED2與連接指示LED燈和喚醒指示LED燈連接，顯示藍牙透傳模塊BLE和手機處于連接狀態。藍牙透傳模塊BLE和主控單元MCU的物理管腳連接如圖4所示，在連接成功后，會從TX給出〃TTM:0K\r\n\0〃字串，主控單元MCU可以根據此字串來確定是否可以進行正常轉發操作；
[0045]當連接被手機APP端主動斷開后，會從TX給出“TTM:DIS⑶NNET\r\n\0”字串提示，如果是非正常斷開，會從TX給出“TTM:DISC0NNETF0RHME0UT\r\n\0”字串提示。
[0046]連接成功之后，手機APP便可對電表數據進行讀取或設置。在手機App中發送讀取或設置指令，藍牙透傳模塊BLE接收到該指令后，向主控單元MCU發送電能表數據上傳請求，藍牙透傳模塊BLE會置低15BCTS引腳，最快會在500us之后開始在16TX引腳發送，直到電能表數據上次請求發送完畢。發送延時可以通過AT指令進行配置。電能表數據上傳請求發送完畢，藍牙透傳模塊BLE會將15BCTS弓I腳置高。主控單元M⑶收到來自藍牙透傳模塊BLE的電能表數據上傳請求，將該請求轉發給外圍通訊模塊，最后發送給電能表。
[0047]電能表遵循DL/T645協議，收到讀取或設置數據的指令后，需要回復數據或錯誤等信息，主控單元MCU收到數據回復信息轉發給藍牙透傳模塊BLE，當主控單元MCU有數據回復信息發送至藍牙透傳模塊BLE，需將16BRTS引腳拉低，主控單元MCU可在約10us后開始發送數據回復信息；發送完畢之后主控單元M⑶應主動抬高16BRTS引腳，讓藍牙透傳模塊BLE退出串口接收模式。要注意的是，抬高16BRTS引腳之前請確認串口數據完全發送完畢，否則會出現數據截尾現象。如若主控單元M⑶的16BRTS引腳一直保持低電平，則藍牙透傳模塊BLE會一直處于串口接收模式，導致產生較高的功耗。
[0048]在數據通訊過程中，需要特別注意的是藍牙透傳模塊BLE支持的串口硬件協議和電能表的串口協議有所差異，故主控單元MCU還擔負著統一串口協議的重任。主控單元MCU可使用AT指令設置不同的波特率與藍牙透傳模塊BLE通訊，主控單元MCU可選擇與電能表通訊的串口設置，如可以設置串口發送數據位為7或8，可設校驗位、無校驗位、偶校驗、奇校驗、I位停止位，以及設置通信波特率。所以，主控單元MCU在接收藍牙透傳模塊BLE發送的電能表數據上傳請求和電能表發送的數據回復信息時，對收到的數據信息進行協議轉換，然后再發送出去，確保數據的正確接收和解析。
[0049]以上所揭露的僅為本發明的較佳實施例，不能以此來限定本發明的權利保護范圍，因此依本發明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。
【主權項】
1.一種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置，其特征在于:包括藍牙透傳模塊、主控單元、外圍通訊模塊，所述藍牙透傳模塊與智能移動終端藍牙通訊連接，所述主控單元與藍牙透傳模塊、外圍通訊模塊串口通訊連接，所述外圍通訊模塊與電能表的對應通訊模塊物理連接。2.根據權利要求1所述的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置，其特征在于:所述藍牙透傳模塊集成藍牙控制芯片和藍牙RF模塊，所述藍牙控制芯片與主控單元串口通訊連接，藍牙RF模塊與智能移動終端藍牙通訊連接。3.根據權利要求1所述的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置，其特征在于:所述外圍通訊模塊為紅外通訊模塊、RS485通訊模塊或TTL電路通訊模塊。4.根據權利要求1或2所述的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置，其特征在于:通過通用異步收發傳輸器進行串口通訊連接。5.根據權利要求1所述的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置，其特征在于:主控單元的觸發開始引腳連接觸發按鍵電路的觸發開始信號輸出端。6.根據權利要求1所述的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫裝置，其特征在于:藍牙透傳模塊的可定時翻轉的兩個輸出口分別與連接指示燈、喚醒指示燈連接。7.—種基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫方法，其特征在于，包括: 51.將智能移動終端與藍牙透傳模塊藍牙通訊連接，主控單元與所述藍牙透傳模塊、夕卜圍通訊模塊串口通訊連接，外圍通訊模塊與電能表的對應通訊模塊物理連接； 52.智能移動終端上的應用模塊向藍牙透傳模塊發送電能表數據讀取或設置指令;藍牙透傳模塊接收到所述電表數據讀取或設置指令后，向主控單元發送電能表數據上傳請求;主控單元將所述電能表數據上傳請求轉發給外圍通訊模塊;外圍通訊模塊將所述電能表數據上傳請求發送給電能表； 53.電能表收到所述電能表數據上傳請求后，向外圍通訊模塊返回數據回復信息，外圍通訊模塊將數據回復信息轉發給主控單元，主控單元向藍牙透傳模塊發送所述數據回復信息，藍牙透傳模塊將所述數據回復信息發送到智能移動終端上的應用模塊。8.根據權利要求5所述的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫方法，其特征在于:第一次按下觸發按鍵電路中的觸發按鍵，主控單元檢測到下降沿中斷后，關閉除本身下降沿中斷外的其他中斷，再一次按下觸發按鍵，主控單元將與藍牙透傳模塊連接的使能引腳置低。9.根據權利要求5所述的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫方法，其特征在于:在藍牙透傳模塊向主控單元發送電能表數據上傳請求時，或者在主控單元向藍牙透傳模塊發送所述數據回復信息時，確認數據信息發送完畢后，使主控單元或藍牙透傳模塊退出串口接收模式。10.根據權利要求5所述的基于藍牙通訊的電能表數據智能讀寫方法，其特征在于:主控單元在接收藍牙透傳模塊發送的電能表數據上傳請求和電能表發送的數據回復信息時，對收到的數據信息進行協議轉換，然后再發送出去。
【文檔編號】G01R35/04GK105891764SQ201610203136
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】劉春苗
【申請人】惠州中城電子科技有限公司