[發明專利]光電直讀解碼器及解碼方法

有效

• 申請號: 201210500199.5
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102980604A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 鄧生根;汪恒宇;熊金華
• 申請（專利權）人: 深圳市華旭科技開發有限公司
• 主分類號: G01D13/00
• 分類號: G01D13/00;G01D5/347
• 代理公司: 深圳市睿智專利事務所 44209
• 代理人: 郭文姬;羅興元

技術領域?本發明涉及計量儀表光電傳感技術，尤其是涉及水表、氣表和電表等儀表的機械計數器字輪上的數字解碼轉成可供儀表識別的數字信號的光電直讀解碼器及解碼方法。

背景技術?目前，在IC卡儀表和遠程抄表的儀表中，采用光電傳感技術實現對機械字輪數據解碼的技術越來越普及了，其優點在于無需定期去采樣脈沖計量信號，只需要讀取數據的時候才通電讀取字輪數據，省電、可靠。光電直讀儀表采用的字輪主要有反射式和透射式兩種，透射式字輪因編碼也比較容易，易于加工，因此最為普及。然而，現有技術中，采用光電傳感技術的光電直讀儀表，解碼數據與字輪數據有時候不一致、存在穩定可靠性不高等缺陷。

發明內容?本發明要解決的技術問題在于避免上述現有技術的不足之處而提出一種穩定可靠的光電直讀解碼器及解碼方法。

本發明解決所述技術問題可以通過采用以下技術方案來實現：

設計、制作一種光電直讀解碼器，用于對儀表上機械字輪的計數進行解碼實現自動讀表，包括中央處理器、至少一組紅外光電傳感器模組、通信組件和直流電源；所述中央處理器具有通信接口、至少四路ADC接口和至少五路I/O端口；一組紅外光電傳感模組對應儀表的一個字輪，包括至少四對紅外收發管對，每對紅外收發管對包括一個紅外光發射二極管和一個紅外光敏三極管；紅外光發射二極管的負極與紅外光敏三極管的發射極相連并接至中央處理器的Cr腳，紅外光發射二極管的正極串聯一電阻接至中央處理器的I/O端口，紅外光敏三極管的集電極接至中央處理器的ADC接口和串聯一電阻連接至直流電源；初始時，設置中央處理器的Cr腳為低電平，對紅外光電傳感器模組的紅外光發射二極管發出一定周期的高/低電平脈沖信號，同時檢測紅外光敏三極管上的Vce，并對采樣到的Vce進行ADC逐級量化處理，獲取接收紅外脈沖序列低電平時的平均值電壓VHavr和接收紅外脈沖序列高電平時的平均值電壓VLavr，計算VLavr和VHavr之和并除以2后得到的動態平均閾值電壓VHLavr，比較VLavr+V（V為偏置常量）和VHLavr，當（VLavr+V）＞VHLavr時，得到的邏輯電平為“1”，否則為邏輯電平“0”；繼續計算同一組字輪上的其它紅外收發管對的邏輯電平，并對這四組邏輯電平進行組合編碼，再通過軟件查表解出紅外收發管對所對應的字輪的數碼，最后經通信接口和通信組件將數據傳輸出去。

所述通信接口為USART接口。

一般而言，儀表的機械字輪有多個，對應地，本發明光電直讀解碼器具有多組紅外光電傳感模組，每組紅外光電傳感模組又具有四對以上的紅外收發管對；中央處理器具有不少于紅外收發管對數量的ADC接口和I/O端口；每個紅外光電傳感模組上所有紅外光敏三極管的發射極與紅外光發射二極管的負極全部相連在一起并連接至中央處理器上相對應的一個Cr腳；初始時，中央處理器設置選定需要解碼的紅外光電傳感模組所對應的Cr腳為低電平，無需解碼的紅外光電傳感模組所對應的Cr腳為高電平，依次對該模組的紅外發射二極管發出一定周期的高/低電平脈沖信號，同時檢測對應紅外光敏三極管上的Vce，并對采樣到的數據ADC逐級量化處理，獲取接收紅外脈沖序列低電平時的平均值電壓VHavr和接收紅外脈沖序列高電平時的平均值電壓VLavr，計算VLavr和VHavr之和并除以2后得到的動態平均閾值電壓VHLavr，比較VLavr+V（V為偏置常量）和VHLavr，當（VLavr+V）＞VHLavr時，得到的邏輯電平為“1”，否則為邏輯電平“0”。采用該方法繼續計算同一組字輪上的其它紅外收發管對的邏輯電平，并對這四組邏輯電平進行組合編碼，再通過軟件查表解出紅外收發管對所對應的字輪的數碼。接著設置已解碼字輪的紅外光電傳感模組的Cr腳為高電平，釋放操作控制權限。設置下一組字輪的紅外光電傳感模組的Cr為低電平，依照上述的解碼方法逐個解出該組紅外光電傳感模組上各紅外收發管對各所對應字輪的數碼。

各紅外收發管所包括的紅外光發射二極管和紅外光敏三極管的紅外線波長一致。

本發明的另一發明目的是：

提出一種光電直讀解碼的方法，用于對儀表的機械字輪的計數予以解碼，包括如下步驟：

A.?????設置中央處理器、至少一組紅外光電傳感器模組、通信組件和直流電源；所述中央處理器具有通信接口、至少四路ADC接口和至少五路I/O端口；一組紅外光電傳感模組對應儀表的一個字輪，包括至少四對紅外收發管對，每對紅外收發管對包括一個紅外光發射二極管和一個紅外光敏三極管；