專利名稱：一種光電直讀水表的數據讀取方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種數據讀取方法及裝置，尤其涉及一種光電直讀水表的數據讀取方法及裝置。
背景技術：
光電直讀水表是一種新型的遠程電子表計，其核心功能是將水表計數器中的數據，通過光電管發出的紅外線與字輪配合編碼后，將編碼傳送到遠程讀數器中，解碼，然后讀出計數器中的數據。光電直讀水表廣泛應用于遠程抄表系統中。現有的光電直讀水表的數據讀取裝置對控制芯片的I/O 口輸出電流要求高，讀數誤差大，成本較大。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種光電直讀水表的數據讀取方法及裝置。該發明減少了控制芯片I/O 口的使用，降低了對控制芯片I/O 口輸出電流的要求，準確讀數，實現簡便， 成本低廉，在遠程抄表領域中優勢明顯。為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案一種光電直讀水表的數據讀取方法，其特征在于通過控制光電發射管組發出的紅外線，使其經過硬件編碼器后，對每位數據形成多個讀數狀態，并被光電接收管組接收后傳送給控制芯片，控制芯片根據每位數據的當前讀數狀態，確定每位數據的顯示狀態。前述的光電直讀水表數據讀取方法中，所述通過控制光電發射管組發出的紅外線，是使光電發射管組中相鄰的光電發射管之間呈一個夾角設置；并使對應的光電接收管組中相鄰的光電接收管之間呈對應的夾角設置，夾角的范圍是34度-38度。前述的光電直讀水表數據讀取方法中，所述的夾角是36度。前述的光電直讀水表數據讀取方法中，所述的光電發射管組，光電發射管的數量為5個，所述的光電接收管組，光電接收管的數量為5個；所述的多個讀數狀態，是初態、穩態禾口末態。一種利用前述數據讀取方法的光電直讀水表數據讀取裝置，其特征在于包括光電驅動電路，光電驅動電路連接有光電板電路和控制芯片，光電板電路連接著硬件編碼器和控制芯片。前述的光電直讀水表數據讀取裝置中，所述的光電驅動電路包括光電發射板驅動電路和光電接收板驅動電路，光電驅動電路還并聯五個電阻R1-R5和五個上拉電阻 R6-R10，五個上拉電阻都連接著電源。前述的光電直讀水表數據讀取裝置中，所述的電阻Rl連接著控制芯片的LED T2 I/O 口，所述的電阻R2連接著控制芯片的LED T3 I/O 口，所述的電阻R3連接著控制芯片的LED T5 I/O 口，所述的電阻R4連接著控制芯片的LED Tl I/O 口，所述的電阻R5連接著控制芯片的LED T4 I/O 口，所述的上拉電阻R6連接著控制芯片的LED R5 I/O 口，所述的上拉電阻R7連接著控制芯片的LED R3 I/O 口，所述的上拉電阻R8連接著控制芯片的LED R2 I/O 口，所述的上拉電阻R9連接著控制芯片的LED Rl I/O 口，所述的上拉電阻RlO連接著控制芯片的LED R4 I/O 口。所述光電發射板驅動電路包括Bi、B2和B3三個接口 ；Bl 連接著控制芯片的LED CTLl I/O 口，B2連接著控制芯片的LED CTL2和LED CTL3 I/O 口， B3連接著控制芯片的LED CTL4 I/O 口 ；所述光電接收板驅動電路包括B2和B4兩個接口， B2連接著控制芯片的LED CTLl和LED CTL2 I/O 口，B4連接著控制芯片的LED CTL3和LED CTL4 I/O 口。前述的光電直讀水表數據讀取裝置中，所述的光電板電路包括主板，主板表面設有一光電板組；光電板組包括單面發射光電板、雙面發射光電板和雙面接收光電板；光電板組中的光電板排列方式為頭尾兩塊單面發射光電板，中間為雙面發射光電板，單面發射光電板和雙面發射光電板之間設有一塊雙面接收光電板，所述的硬件編碼器設在相鄰兩塊光電板之間。前述的光電直讀水表數據讀取裝置中，所述的光電板呈矩形，矩形頂端開有凹槽； 光電板的接收面設有五個光電接收管；光電接收管圍繞凹槽半圓形排布，相鄰兩個燈管之間呈34度-38度夾角排布；發射面的光電發射管與接受面的光電接收管一一對應分布。前述的光電直讀水表數據讀取裝置中，所述的硬件編碼器采用字輪，其型號為 NJY8-443-018 ；所述的控制芯片采用單片機，其型號為MSP430F1232 ；所述的相鄰兩個燈管之間夾角為36度。與現有技術相比，本發明采用上述電路，通過控制芯片控制光電管輪流導通，降低了對控制芯片I/O 口輸出電流的要求，通過電路設計減少了控制芯片I/O 口的使用。使用本發明的數據讀取方法，讀數準確，不僅實現簡便，且成本低廉，在遠程抄表領域中優勢明顯。
圖1是本發明的電路結構框圖；圖2是本發明的光電發射板驅動電路電路圖；圖3是本發明的光電接收板驅動電路電路圖；圖4是本發明的光電板電路電路圖；圖5是本發明的光電板電路的結構示意圖；
圖6是硬件編碼器示意圖。附圖標記1-光電驅動電路，2-光電板電路，3-硬件編碼器，4-控制芯片，5-光電發射板驅動電路，6-光電接收板驅動電路，7-主板，8-光電板組，9-單面發射光電板，10-雙面發射光電板，11-雙面接收光電板。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的說明，但并不作為對本發明限制的依據。
具體實施例方式實施例。一種光電直讀水表的數據讀取方法，通過控制光電發射管組發出的紅外線，使其經過硬件編碼器后，對每位數據形成多個讀數狀態，并被光電接收管組接收后傳送給控制芯片，控制芯片根據每位數據的當前讀數狀態，確定每位數據的顯示狀態。通過控制光電發射管組發出的紅外線，是使光電發射管組中相鄰的光電發射管之間呈一個夾角設置；并使對應的光電接收管組中相鄰的光電接收管之間呈對應的夾角設置，夾角的范圍是34度-38度。夾角優選是36度。光電發射管組中，光電發射管的數量為5個；所述的多個讀數狀態，是初態、穩態禾口末態。一種利用上述數據讀取方法的光電直讀水表數據讀取裝置如圖1-圖6所示，包括光電驅動電路1，光電驅動電路1連接有光電板電路2和控制芯片4，光電板電路2連接著硬件編碼器3和控制芯片4。光電驅動電路1包括光電發射板驅動電路5和光電接收板驅動電路6，光電驅動電路1還并聯五個電阻R1-R5和五個上拉電阻R6-R10，五個上拉電阻都連接著電源。Rl連接著控制芯片4的LED T2 I/O 口，R2連接著控制芯片4的LED T3 I/O 口，R3連接著控制芯片4的LEDT5 I/O 口，R4連接著控制芯片4的LED Tl I/O 口，R5連接著控制芯片4的LED T4 I/O 口，R6連接著控制芯片4的LED R5 I/O 口，R7連接著控制芯片4的LED R3 I/O 口，R8連接著控制芯片4的LEDR2 I/O 口，R9連接著控制芯片4的LED Rl I/O 口，RlO連接著控制芯片4的LED R4 I/O 口。光電發射板驅動電路5包括B1、B2和 B3三個接口 ；Bl連接著控制芯片4的LED CTLl I/O 口，B2連接著控制芯片4的LED CTL2 和LED CTL3 I/O 口，B3連接著控制芯片4的LEDCTL4 I/O 口 ；所述光電接收板驅動電路6 包括B2和B4兩個接口，B2連接著控制芯片4的LED CTLl和LED CTL2 I/O 口，B4連接著控制芯片4的LED CTL3和LED CTL4 I/O 口。光電板電路2包括主板7，主板7表面設有一光電板組8 ；光電板組8包括單面發射光電板9、雙面發射光電板10，和雙面接收光電板 11 ；光電板組8中的光電板排列方式為頭尾兩塊單面發射光電板9，中間為雙面發射光電板 10，單面發射光電板9和雙面發射光電板10之間設有一塊雙面接收光電板11，所述的硬件編碼器3架設在相鄰兩塊光電板之間。光電板呈矩形，矩形頂端開有凹槽；光電板的接收面設有五個光電接收管；光電接收管圍繞凹槽半圓形排布，相鄰兩個燈管之間呈34度-38度夾角排布；發射面的光電發射管與接受面的光電接收管一一對應分布。本實施例中，控制芯片4采用單片機，其型號為MSP430F1232。本實施例中，使用的硬件編碼器為市售遠傳水表字輪，型號為NJY8-443-018。光電板中的相鄰燈管之間的夾角為36度。 具體使用時，光電驅動電路1中B1，B2，B3，B4，B5接口為光電板的接口，其中R6， R7, R8, R9, RlO 這 5 個電阻連接電源實現上拉；LED_T1，LED_T2, LED_T3, LED_T4, LED_T5, LED_CTL1,LED_CTL2, LED_CTL3, LED_CTL4, LED_R1, LED_R2, LED_R3, LED_R4, LED_R5 均為單片機4的I/O 口 ；Bi，B3，B5為光電發射板的接口 ；B2，B4為光電接收板的接口 ；在不工作時，LED_T1，LED_T2, LED_T3, LED_T4, LED_T5, LED_CTL1, LED_CTL2, LED_CTL3, LED_CTL4,均輸出低電平。LED_R1，LED_R2, LED_R3, LED_R4, LED_R5，這5個管腳設置為輸入狀態；由于光電發射管Dll，D12，D13，D14，D15兩端均為低電平，不工作；光電接收管D6，D7，D8，D9， D10，由于沒有接收到發射管發出的光，也不起作用，單片機4在LED_R1，LED_R2, LED_R3, LED_R4, LED_R5管腳上接收到為高電平。 當需要讀取數據時，以接口(B1，B2)為例，單片機4將LED_T1輸出高電平，其他管腳電平不變；這時Bl接口上的光電發射管工作；光電發射管發出的光經過字輪輸出到對應的光電接收管上；如果光電接收管接收到，則B2接口上對應的LED_R1變為低電平，從而可以被單片機4接收到；如此，5個光電管輪流導通，單片機4就可以讀出相應的字輪3的編碼，再讀出相應的數值。本實施例采用上述電路，通過單片機控制光電管輪流導通，降低了對單片機I/O 口輸出電流的要求，通過電路設計減少了單片機I/O 口的使用。本實施例使用5對光電管進行讀數，每個字輪3顯示為0到9，10個阿拉伯數字。 5對光電管的接收狀態可以提供32種不重復的編碼，除去全接收和全未接收兩種編碼外， 剩余的30種編碼對應10個數字，每個數字可以對應3個不重復的編碼。這3個不重復的編碼對應輪數字三個不同的位置狀態。每個字輪數字的三個位置狀態按照實際數值位置分為初態位置，穩態位置，末態位置。初態指讀數剛從窗口中顯示，由于進位代替剛剛上一個讀數。穩定指該讀數已經在窗口的中心位置。末態指讀數處于進位狀態，由于進位即將被下一個數代替。光電直讀水表讀取的是字輪3的窗口值，整個讀數過程非常快，可以認為數據讀取的過程是一個靜止的過程。具體的讀數過程為單片機控制光電管驅動電路驅動光電板電路中的光電發射管組發出紅外線組；光電發射管組發出的紅外線組經過字輪，字輪將其讀數及讀數所處的狀態通過遮擋加載到紅外線組中，然后紅外線組被光電板電路中的光電接收管組接收，得到字輪讀數狀態的接收信號硬件編碼；光電板電路將接收信號硬件編碼傳遞給單片機；單片機確認硬件編碼器讀數及讀數的狀態；單片機根據字輪讀數及讀數的狀態讀出字輪的讀數。光電板電路和單片機可以遠程連接。本實施例采用上述數據讀取方法，準確讀數，，不僅實現簡便，且成本低廉，在遠程抄表領域中優勢明顯。舉例說明，字輪3中的數據1存在3個硬件編碼，為A，B，C，分別為A (初態)，B (穩態)，C(末態)。同理數據9有3個編碼為D(初態)，E(穩態)，F(末態)。如不運用本數據讀取方法，當單片機讀出十位的數據編碼為A時，同時單片機讀出個位的數據編碼為F。 由于編碼A對應1，編碼F對應9，最終讀出數據為19。運用本數據讀取方法，由于1的編碼A處于數據1的初態且編碼F處于的數據9的末態。根據位置理論，可以得出實際正確讀數正處于09到10的進位狀態，即該光電直讀水表計數器的讀數十位和個位正處于09將要消失，10即將出現的狀態。從而可以最終讀出， 正確數據為10。
權利要求
1.一種光電直讀水表的數據讀取方法，其特征在于通過控制光電發射管組發出的紅外線，使其經過硬件編碼器后，對每位數據形成多個讀數狀態，并被光電接收管組接收后傳送給控制芯片，控制芯片根據每位數據的當前讀數狀態，確定每位數據的顯示狀態。
2.根據權利要求1所述的光電直讀水表數據讀取方法，其特征在于所述通過控制光電發射管組發出的紅外線，是使光電發射管組中相鄰的光電發射管之間呈一個夾角設置； 并使對應的光電接收管組中相鄰的光電接收管之間呈對應的夾角設置，夾角的范圍是34 度-38度。
3.根據權利要求2所述的光電直讀水表數據讀取方法，其特征在于所述的夾角是36度。
4.根據權利要求1所述的光電直讀水表數據讀取方法，其特征在于所述的光電發射管組，光電發射管的數量為5個，所述的光電接收管組，光電接收管的數量為5個；所述的多個讀數狀態，是初態、穩態和末態。
5.一種利用權利要求1-4任一權利要求所述數據讀取方法的光電直讀水表數據讀取裝置，其特征在于包括光電驅動電路(1)，光電驅動電路(1)連接有光電板電路( 和控制芯片G)，光電板電路(2)連接著硬件編碼器(3)和控制芯片0)。
6.根據權利要求5所述的光電直讀水表數據讀取裝置，其特征在于所述的光電驅動電路⑴包括光電發射板驅動電路(5)和光電接收板驅動電路(6)，光電驅動電路⑴還并聯五個電阻R1-R5和五個上拉電阻R6-R10，五個上拉電阻都連接著電源。
7.根據權利要求5所述的光電直讀水表數據讀取裝置，其特征在于所述的電阻Rl連接著控制芯片(4)的LED T2 I/O 口，所述的電阻R2連接著控制芯片(4)的LED T3 I/O 口， 所述的電阻R3連接著控制芯片(4)的LED T5 I/O 口，所述的電阻R4連接著控制芯片的LED Tl I/O 口，所述的電阻R5連接著控制芯片(4)的LEDT4 I/O 口，所述的上拉電阻R6 連接著控制芯片⑷的LED R5 I/O 口，所述的上拉電阻R7連接著控制芯片(4)的LED R3 I/O 口，所述的上拉電阻R8連接著控制芯片(4)的LED R2 I/O 口，所述的上拉電阻R9連接著控制芯片的LED Rl I/O 口，所述的上拉電阻RlO連接著控制芯片的LED R4 I/ 0 口。所述光電發射板驅動電路(5)包括B1、B2和B3三個接口 ；Bl連接著控制芯片(4)的 LED CTLl I/O 口，B2連接著控制芯片(4)的LED CTL2和LED CTL3 I/O 口，B3連接著控制芯片⑷的LED CTL4 I/O 口 ；所述光電接收板驅動電路(6)包括B2和B4兩個接口，B2連接著控制芯片(4)的LED CTLl和LED CTL2 I/O 口，B4連接著控制芯片(4)的LED CTL3和 LED CTL4 I/O 口。
8.根據權利要求5所述的光電直讀水表數據讀取裝置，其特征在于所述的光電板電路( 包括主板(7)，主板(7)表面設有一光電板組(8)；光電板組(8)包括單面發射光電板(9)、雙面發射光電板(10)和雙面接收光電板(11)；光電板組(8)中的光電板排列方式為頭尾兩塊單面發射光電板(9)，中間為雙面發射光電板(10)，單面發射光電板(9)和雙面發射光電板(10)之間設有一塊雙面接收光電板(11)，所述的硬件編碼器C3)設在相鄰兩塊光電板之間。
9.根據權利要求8所述的直讀水表光電直讀板，其特征在于所述的光電板呈矩形， 矩形頂端開有凹槽；光電板的接收面設有五個光電接收管；光電接收管圍繞凹槽半圓形排布，相鄰兩個燈管之間呈34度-38度夾角排布；發射面的光電發射管與接受面的光電接收管一一對應分布。
10.根據權利要求9所述的光電直讀水表數據讀取裝置，其特征在于所述的硬件編碼器(3)采用字輪，其型號為NJY8-443-018 ；所述的控制芯片(4)采用單片機，其型號為 MSP430F1232 ；所述的相鄰兩個燈管之間的夾角為36度。
全文摘要
本發明公開了一種光電直讀水表數據讀取方法及裝置。該方法為通過控制光電發射管組發出的紅外線，使其經過硬件編碼器后，對每位數據形成多個讀數狀態，并被光電接收管組接收后傳送給控制芯片，控制芯片根據每位數據的當前讀數狀態，確定每位數據的顯示狀態。該裝置包括光電驅動電路(1)、光電板電路(2)、硬件編碼器(3)和控制芯片(4)。本發明采用上述電路，通過控制芯片控制光電管輪流導通，降低了對控制芯片I/O口輸出電流的要求，減少了控制芯片I/O口的使用。使用本發明的數據讀取方法，讀數準確，不僅實現簡便，且成本低廉，在遠程抄表領域中優勢明顯。
文檔編號G08C23/04GK102496261SQ20111040311
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者陳秋煌, 雷俊勇, 馬立波 申請人:利爾達科技有限公司