專利名稱：智能電能表手持單元的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種集成電路電子產品，用于電表制造廠的產品測試和電力部門 的計量、用電檢查、電費回收工作。
背景技術：
目前，帶485和紅外通信功能的電能表在供電企業得到廣泛使用。485和紅外通信為供電企業遠程數據采集帶來了可能，但時常會發生采集不到數 據或采集非有效數據的現象，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試，合格后再裝回現場，若仍然不行，再檢查通信線 路。這樣做費時費力，效率極其底下。若能在現場對表記進行通信測試，則可以大大提高工 作效率。一些電能表在運行一段時間后，會出現計度器卡字、液晶顯示缺筆畫和黑屏現象， 抄表人員無法獲得真實用電指數。傳統的方法是將“故障表”拿回電能表檢定室校驗，面對 這樣的故障，特別是對液晶電能表，檢定員也不容易準確判斷。若能在現場通過讀取電能表 存儲器中的內容，則可以準確快速的獲取真實用電信息，公平、公正維護企業和用戶利益。國內也有部分電表廠家生產類似的編程器、測試儀等，但它們都是用于調試各自 產品，通用性差。
實用新型內容本實用新型的目的是設計一種適用于現場工作的具有通信規約全兼容的電能表 手持單元，以期本實用新型能夠與在用的各種電能表進行485或紅外通信，并能以液晶屏 IXD顯示用電信息。本實用新型解決技術問題采用如下技術方案本實用新型智能電能表手持單元的結構特點是設置具有數據存儲和在線編程功 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電能表進行通信，獲取 電能表的用電信息；所述手持單元中設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，設置有用于選擇不同通信信規約和查詢命令的按鍵，并設置有 用來顯示手持單元工作狀態和錯誤報警的蜂鳴器及發光二極管；所述手持單元以其CPU與 電池電壓監測芯片連接，以監測電池用電狀況。本實用新型智能電能表手持單元的結構特點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，紅外發射載波信號通過定時器產生，CPU串口產生紅外信號，疊加載波信號后通過紅外發射管IRDA_LED 向電能表發出命令幀。與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在1、本實用新型通用性強，可以和國內在用的各種型號在485和紅外接口的電能表
通{曰。2、本實用新型可以在線編程，用于軟件升級。2、本實用新型低功耗，只需要3節7#電池為供電電源。3、本實用新型體積小，便于攜帶，僅比手機略大。
圖1為本實用新型硬件框圖；圖2a為本實用新型最小系統圖；圖2b為本實用新型擴展功能圖；圖3為本實用新型主程序流程圖；圖4a為本實用新型通信中斷處理程序；圖4b為本實用新型按鍵中斷處理程序；圖4c為本實用新型定時中斷處理程序。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
具體實施方式
硬件結構參見圖1，本實施例單片機為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射和接收，發射元件為紅外發射管，接收元 件為JS1838，電池為3節7#電池，當電池電壓低于3. 7V時，手持單元報警，并在IXD上低電壓。參見圖2a、圖2b，電池通過ASl 117_3. 3V電源轉換芯片U5轉換成3. 3V給系統供 電，按鍵K0-K4和CPU的CPU的Pl. 0-P1. 4 口連接。不按時，Pl 口通過下拉電阻R6-R10接 至低電平，按下時，Pl 口為高電平，用于實現不同通信規約和查詢命令幀的選擇。R3111H371C電池電壓監測芯片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，三極管Q4處于截止狀態，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，三極管Q4飽和導通，Pl. 5 口變為低電 平。圖2a中的C0N9連接器Jl用于與外接調試軟件的JTAG 口相連，用于在線編程， 便于手持單元軟件升級，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，紅外發射的38K載波信號通過CPU的定時器TimeB產生，具體接至CPU的36腳，CPU 串口 1 (34腳)產生命令信號，疊加在載波信號后通過紅外發射管IRDA_LED形成最終紅外 信號，向電能表發出命令幀。CPU為低電平復位。按鍵K5、電阻R3和電容Cll沖放電電路。按下K5，信號RST 變成低電平，接至CPU的58腳，復位CPU。LED0-LED3為發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通過驅動三極管Qll與CPU的IO 口 6腳相連。發光二極管和蜂鳴器組合工作用 來表現手持單元不同的工作狀態。存儲器93C46為串行E2PROM,用于存儲數據。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。軟件實施軟件設計分為初始化程序，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模塊的上電初始化工作后開中斷，然后依次檢測是否有通信 標志、是否有按鍵處理標志、是否有IXD顯示標志，是否有定時標志等，如果有則執行相應 程序。所有任務處理完成后系統進入低功耗狀態，此時系統功耗達到最低。多數時間內系 統處于低功耗狀態，只有在產生中斷后，系統才會從低功耗狀態被喚醒，進行輪訓標志并執 行相應處理程序。設置相應標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、定時中斷等。當中斷產生時，單片機進入中斷，執行中斷處理程序并置相應標志，在中斷 返回之前執行退出低功耗命令，這樣在中斷返回后系統將輪詢各個標志并作相應處理，處 理完所有任務，最后系統將再次進入低功耗狀態。
權利要求一種智能電能表手持單元，其特征是設置具有數據存儲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電能表進行通信，獲取電能表的用電信息；所述手持單元中設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，設置有用于選擇不同通信規約和查詢命令的按鍵，并設置有用來顯示手持單元工作狀態和錯誤報警的蜂鳴器及發光二極管；所述手持單元以其CPU與電池電壓監測芯片連接，以監測電池用電狀況。
2.根據權利要求1所述的智能電能表手持單元，其特征是設置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.根據權利要求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.根據權利要求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腳并接穩壓管Zl后通過通信線纜與電能表485接口相接。
5.根據權利要求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，紅外發射載波信號通過定時器產生，CPU串口產生紅 外信號，疊加載波信號后通過紅外發射管IRDA LED向電能表發出命令幀。
專利摘要智能電能表手持單元，其特征是設置具有數據存儲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電能表進行通信，獲取電能表的用電信息；手持單元中設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，設置有用于選擇不同通信規約和查詢命令的按鍵，并設置有用來顯示手持單元工作狀態和錯誤報警的蜂鳴器及發光二極管；手持單元以其CPU與電池電壓監測芯片連接，以監測電池用電狀況。本實用新型適用于現場工作，能夠與在用的各種電能表進行485或紅外通信，并能以液晶屏LCD顯示用電信息。
文檔編號G08C23/04GK201556293SQ20092018756
公開日2010年8月18日 申請日期2009年9月16日 優先權日2009年9月16日
發明者翁東波 申請人:安徽省電力公司淮南供電公司