水表、电表红外通信接口、光学接口、红外光口

在相关国家标准和行业标准中,红外通信接口命名为​​光学接口​​​或者​​红外光口​​。

有关标准

​《CJ/T 188-2018 户用计量仪表数据传输技术条件》​​​ 采用 ​​接触式光学接口​​​ 和 ​​开放式光学接口​​​。接触式光学接口引用了 ​​《GBT 19897.1-2005 自动抄表系统低层通信协议 第1部分:直接本地数据交换》​​​ 中的 ​​4.3 光学接口​​​ 部分;开放式光学接口引用了​​《GBT 19897.1-2005 自动抄表系统低层通信协议 第1部分:直接本地数据交换》​​​ 中的 ​​附录F 开放式光学接口​​ 部分 。

​《CJ/T 224-2012 电子远传水表》​​​仅采用 ​​开放式光学接口​​​。在 ​​附录D 光电收发接口​​ 中定义。

​《DLT 645-2007 多功能电能表通信协议》​​​采用​​接触式红外光口​​​和​​调制式红外光口​​​ 。分别在 ​​4.1 接触式红外光口​​​ 和 ​​4.2 调制式红外光口​​ 章节中定义。

调制式红外光口

开放式光学接口、调制式红外光口,都是指38KHz调制的红外通信。也就是说,UART发送的信号首先调制上38KHz信号,然后再驱动红外发光管。UART发送低电平时,红外发光管发送38KHz脉冲,UART发送高电平时红外发光管停止发送。这种接口的波特率比较低,一般在1200及以下。红外遥控用的也是38KHz调制通信模式。

调制式的红外通信必须有专门的接收电路,该接收电路有放大器、带通滤波、解调器等单元构成。例如IRM-3638M2:

水表、电表红外通信接口、光学接口、红外光口_数据交换


其系统框图为:

水表、电表红外通信接口、光学接口、红外光口_数据交换_02


38K调制发送还是比较简单的:

水表、电表红外通信接口、光学接口、红外光口_通信协议_03


发送管原本接VCC的那一端用38K的方波替代,这38K的方波可以使用MCU的PWM产生,也可以用两个非门加RC电路搭个振荡器。

接触式红外光口

接触式光学接口、接触式红外光口,是指无调制的红外通信。UART发送的信号直接驱动红外发光管,UART发送低电平时红外发光管发光,UART发送高电平时红外发光管不发光。

接触式红外通信就是作为光耦来使用,只不过平常使用的光耦,其发送管和接收管是封装在一起的,而红外通信的发送管和接收管是分开的。

水表、电表红外通信接口、光学接口、红外光口_红外_04


就这么简单,两个管子分开的光耦,D1和Q2构成一个光耦,Q1和D2构成一个光耦,RXD可以直接接到MCU的IO口,根据需要调整R1~R4的电阻值。

接收管推荐带滤光的那种,就是看起来黑黑的那种接收管,例如PT1504-6B。

IrDA

还有一种红外通信机制是IrDA,这是早些年的手机上用的红外通信,在表计上没有应用。现在基本上被蓝牙取代了。IrDA采用3/16 调制。