藍(lán)牙通信裝置和用該裝置制成的儀表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型具體涉及一種藍(lán)牙通信裝置和用該裝置制成的儀表。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著藍(lán)牙通信技術(shù)的發(fā)展，智能家居、可穿戴設(shè)備和智能手機(jī)的普及，藍(lán)牙接入產(chǎn)品應(yīng)用越來(lái)越多，在電力、水利、燃?xì)獾葦?shù)據(jù)抄表和收費(fèi)應(yīng)用上，藍(lán)牙手持機(jī)、藍(lán)牙通信模塊等也逐漸開(kāi)始應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有的藍(lán)牙通訊電路，電路復(fù)雜，而且必須嵌入儀表的硬件電路，兼容性極差，給現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、安裝、排查帶來(lái)諸多不便；而且現(xiàn)有的老式儀表，其硬件電路已經(jīng)固定且無(wú)法改變，現(xiàn)有的藍(lán)牙通訊電路無(wú)法支持該類儀表。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的之一在于提供一種電路簡(jiǎn)單、安裝方便、兼容性好的藍(lán)牙通信
目.ο
[0005]本實(shí)用新型的目的之二在于提供一種應(yīng)用該藍(lán)牙通信裝置制成的儀表。
[0006]本實(shí)用新型提供的這種藍(lán)牙通信裝置，包括電源與接口電路，控制器電路、信號(hào)調(diào)制電路、天線阻抗匹配電路和天線，且電源與接口電路采用USB接口 ；電源與接口電路采用USB接口與儀表的控制器通信，并通過(guò)依次串接的控制器電路、信號(hào)調(diào)制電路、天線阻抗匹配電路和天線，將儀表的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為藍(lán)牙通信數(shù)據(jù)，并和外部設(shè)備以藍(lán)牙通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0007]所述的電源與接口電路包括電源芯片和USB接口器件；電源芯片通過(guò)USB接口從儀表的控制器獲取電能，并輸出藍(lán)牙通信裝置的專用電源。
[0008]所述的電源與接口電路還包括調(diào)試接口，調(diào)制接口與控制器連接，用于對(duì)控制器的程序進(jìn)行調(diào)試。
[0009]所述的控制器電路包括主芯片、晶振、基準(zhǔn)電阻、濾波電容、耦合電容、和復(fù)位電路；主芯片的2路晶振引腳與晶振連接，同時(shí)2路引腳各自連接一個(gè)濾波電容進(jìn)行濾波，基準(zhǔn)電阻連接主芯片的基準(zhǔn)電阻引腳，耦合電容連接主芯片的耦合電容引腳，復(fù)位電路連接主芯片的復(fù)位引腳，用于主芯片的復(fù)位。
[0010]所述的信號(hào)調(diào)制電路包括兩組一階電感-電容諧振濾波電路、換相電容、和高頻耦合電容；當(dāng)控制器處于接收模式時(shí)，射頻信號(hào)通過(guò)并聯(lián)一階電感-電容諧振濾波器后，經(jīng)過(guò)換相電容換相，再通過(guò)一組并聯(lián)一階電感-電容諧振濾波器，形成一組差分信號(hào)，該差分信號(hào)再經(jīng)過(guò)高頻耦合電容后，分別輸入到射頻負(fù)極和射頻正極；當(dāng)控制器處于發(fā)送模式時(shí)，差分信號(hào)分別經(jīng)過(guò)濾波器混頻之后，再輸出到后端所述的天線阻抗匹配電路。
[0011]所述的天線阻抗匹配電路包括T型濾波器、阻抗調(diào)節(jié)電容和穩(wěn)壓管；阻抗調(diào)節(jié)電容用于實(shí)現(xiàn)與外部天線的阻抗匹配，T型濾波器既可以增大天線的增益，減少信號(hào)反射系數(shù)，又可以實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送無(wú)線信號(hào)的濾波，穩(wěn)壓管用于天線保護(hù)。
[0012]所述的主芯片的型號(hào)為CC2540F128。
[0013]本實(shí)用新型還提供一種應(yīng)用所述的藍(lán)牙通信裝置制成的儀表。
[0014]本實(shí)用新型提供的這種藍(lán)牙通信裝置，由于采用了 USB接口電路和相應(yīng)的藍(lán)牙通信電路，因此能夠通過(guò)USB接口與現(xiàn)有的儀表連接，并以藍(lán)牙通信的方式與外部的藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)單，安裝方便，兼容性極好；應(yīng)用所述的藍(lán)牙通信裝置制成的儀表，也因此能夠通過(guò)藍(lán)牙通信與外部設(shè)備進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)傳輸，便于計(jì)量人員采用藍(lán)牙手持設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)抄讀；此外，計(jì)量人員也可以應(yīng)用該藍(lán)牙通信裝置安裝在現(xiàn)有的帶USB接口的設(shè)備上，如筆記本電腦，利用該裝置與自帶藍(lán)牙功能的計(jì)量?jī)x表通信并抄表。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的功能模塊圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的電源電路的電源隔離電路原理圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型的電源電路的電源芯片原理圖。
[0018]圖4為本實(shí)用新型的接口電路的調(diào)試引腳示意圖。
[0019]圖5為本實(shí)用新型的接口電路的USB接口結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為本實(shí)用新型的控制器電路的電路原理圖。
[0021]圖7為本實(shí)用新型的信號(hào)調(diào)制電路的電路原理圖。
[0022]圖8為本實(shí)用新型的天線阻抗匹配電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示為本實(shí)用新型的功能模塊圖:包括電源與接口電路，控制器電路、信號(hào)調(diào)制電路、天線阻抗匹配電路和天線，且電源與接口電路采用USB接口 ；電源與接口電路采用USB接口與儀表的控制器通信，并通過(guò)依次串接的控制器電路、信號(hào)調(diào)制電路、天線阻抗匹配電路和天線，將儀表的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為藍(lán)牙通信數(shù)據(jù)，并和外部設(shè)備以藍(lán)牙通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0024]如圖2和圖3所示為本實(shí)用新型的接口與電源電路的電路原理圖:接口與電源電路主要包含電源芯片(圖中標(biāo)示D2)、隔離&濾波電容(圖中標(biāo)示C13、C14)、隔離電感(圖中標(biāo)示L6)、濾波電容(圖中標(biāo)示Cll、C12)、儲(chǔ)能電容(圖中標(biāo)示C16、C17)、USB接口器件(圖中標(biāo)示XS1)和調(diào)試接口(圖中標(biāo)示XS4);電源芯片的輸入端(引腳3)通過(guò)USB接口器件從外界獲取電源，并通過(guò)輸出引腳(引腳2、引腳4)輸出電源，電源芯片的接地引腳(引腳1)接地；濾波電容和儲(chǔ)能電容均分別連接在電源芯片的1腳和地之間，以及2腳和地之間；隔離電容并聯(lián)在電源和地之間；隔離電感串接在電源芯片的2腳上并輸出數(shù)字電源信號(hào)；調(diào)試接口與所述的控制器連接，用于控制器的程序調(diào)試。
[0025]如圖6所示為本實(shí)用新型的控制器電路的電路原理圖:控制器電路包括主芯片(圖中標(biāo)示D1)、晶振(圖中標(biāo)示XL1)、基準(zhǔn)電阻(圖中標(biāo)示Rl、R3)、濾波電容(圖中標(biāo)示C8、C9)、親合電容(圖中標(biāo)不C10)和復(fù)位電路(圖中標(biāo)不V2、R2);主芯片的2路晶振引腳與晶振連接，同時(shí)各路引腳均通過(guò)濾波電容與地連接，基準(zhǔn)電阻連接到主芯片的30引腳和11引腳，耦合電容連接到主芯片的耦合電容引腳；復(fù)位電路連接到主芯片的復(fù)位引腳。
[0026]主芯片采用QFN40封裝，符合歐盟ETSI EN300 328、日本ARIB STD-T66、美國(guó)FCCCFR47 Partl5等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)嵌工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8051 MCU核，128KB Flash存儲(chǔ)器，8KB SRAM，內(nèi)部帶硬件看門狗，支持應(yīng)用接口自定義開(kāi)發(fā)，支持分組處理、數(shù)據(jù)緩沖和突發(fā)傳輸?shù)裙δ堋?br>[0027]本實(shí)用新型電路的接收靈敏度為+97dBm@高增益模式，-87dBmi標(biāo)準(zhǔn)增益模式，一般室內(nèi)環(huán)境下通信距離超過(guò)30米，并可以與其他2.4GHz設(shè)備共存運(yùn)行。
[0028]本實(shí)用新型電路的控制器內(nèi)核運(yùn)行在32MHz時(shí)，接收模式下消耗電流值為19.6mA，發(fā)送模式下消耗電路值為24mA。
[0029]如圖7所示為本實(shí)用新型的信號(hào)調(diào)制電路的電路原理圖:信號(hào)調(diào)制電路包含兩組一階電感-電容諧振濾波電路(圖中標(biāo)示C3、C5、L3、L4 )、換相電容(圖中標(biāo)示C4 )和高頻耦合電容(圖中標(biāo)示C6、C7);當(dāng)控制器處于接收模式時(shí)，天線阻抗匹配電路射頻信號(hào)通過(guò)并聯(lián)一階電感-電容諧振濾波器后，經(jīng)過(guò)換相電容換相，再通過(guò)一組并聯(lián)一階電感-電容諧振濾波器，形成一組差分信號(hào)，該再經(jīng)過(guò)兩個(gè)高頻耦合電容后，分別輸入到射頻負(fù)極(圖中標(biāo)示RFN)和射頻正極(圖中標(biāo)示RFP);當(dāng)控制器處于發(fā)送模式時(shí)，差分信號(hào)分別經(jīng)過(guò)濾波器混頻之后，輸出到后端連接的所述天線阻抗匹配電路。
[0030]如圖8所示為本實(shí)用新型的天線阻抗匹配電路的電路原理圖:包括T型濾波器(圖中標(biāo)示L1、L2、C2)、阻抗調(diào)節(jié)電容(圖中標(biāo)示C1)、濾波電容(圖中標(biāo)示C15)和穩(wěn)壓管(圖中標(biāo)示VI);阻抗調(diào)節(jié)電容器用于實(shí)現(xiàn)與天線的阻抗50 Ω進(jìn)行阻抗匹配，使其與外置天線的阻抗50 Ω精確匹配，T型濾波器既可以增大天線的增益，減少信號(hào)反射系數(shù)，又可以實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送無(wú)線信號(hào)的濾波，穩(wěn)壓管用于天線的保護(hù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種藍(lán)牙通信裝置，其特征在于包括電源與接口電路，控制器電路、信號(hào)調(diào)制電路、天線阻抗匹配電路和天線，且電源與接口電路采用USB接口 ；電源與接口電路采用USB接口與儀表的控制器通信，并通過(guò)依次串接的控制器電路、信號(hào)調(diào)制電路、天線阻抗匹配電路和天線，將儀表的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為藍(lán)牙通信數(shù)據(jù)，并和外部設(shè)備以藍(lán)牙通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)牙通信裝置，其特征在于所述的電源與接口電路包括電源芯片和USB接口器件；電源芯片通過(guò)USB接口從儀表的控制器獲取電能，并輸出藍(lán)牙通信裝置的專用電源。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的藍(lán)牙通信裝置，其特征在于所述的電源與接口電路還包括調(diào)試接口，調(diào)制接口與控制器連接，用于對(duì)控制器的程序進(jìn)行調(diào)試。4.根據(jù)權(quán)利要求1~3之一所述的藍(lán)牙通信裝置，其特征在于所述的控制器電路包括主芯片、晶振、基準(zhǔn)電阻、濾波電容、耦合電容、和復(fù)位電路；主芯片的2路晶振引腳與晶振連接，同時(shí)2路引腳各自連接一個(gè)濾波電容進(jìn)行濾波，基準(zhǔn)電阻連接主芯片的基準(zhǔn)電阻引腳，耦合電容連接主芯片的耦合電容引腳，復(fù)位電路連接主芯片的復(fù)位引腳，用于主芯片的復(fù)位。5.根據(jù)權(quán)利要求1~3之一所述的藍(lán)牙通信裝置，其特征在于所述的信號(hào)調(diào)制電路包括兩組一階電感-電容諧振濾波電路、換相電容、和高頻耦合電容；當(dāng)控制器處于接收模式時(shí)，射頻信號(hào)通過(guò)并聯(lián)一階電感-電容諧振濾波器后，經(jīng)過(guò)換相電容換相，再通過(guò)一組并聯(lián)一階電感-電容諧振濾波器，形成一組差分信號(hào)，該差分信號(hào)再經(jīng)過(guò)高頻耦合電容后，分別輸入到射頻負(fù)極和射頻正極；當(dāng)控制器處于發(fā)送模式時(shí)，差分信號(hào)分別經(jīng)過(guò)濾波器混頻之后，再輸出到后端所述的天線阻抗匹配電路。6.根據(jù)權(quán)利要求1~3之一所述的藍(lán)牙通信裝置，其特征在于所述的天線阻抗匹配電路包括T型濾波器、阻抗調(diào)節(jié)電容和穩(wěn)壓管；阻抗調(diào)節(jié)電容用于實(shí)現(xiàn)與外部天線的阻抗匹配，T型濾波器既可以增大天線的增益，減少信號(hào)反射系數(shù)，又可以實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送無(wú)線信號(hào)的濾波，穩(wěn)壓管用于天線保護(hù)。7.根據(jù)權(quán)利要求1~3之一所述的藍(lán)牙通信裝置，其特征在于所述的主芯片的型號(hào)為CC2540F128。8.—種儀表，其特征在于包括如權(quán)利要求1~7之一所述的藍(lán)牙通信裝置。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種藍(lán)牙通信裝置，包括電源與接口電路，控制器電路、信號(hào)調(diào)制電路、天線阻抗匹配電路和天線，且電源與接口電路采用USB接口；電源與接口電路采用USB接口與儀表的控制器通信，并通過(guò)依次串接的控制器電路、信號(hào)調(diào)制電路、天線阻抗匹配電路和天線，將儀表和外部設(shè)備以藍(lán)牙通信的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；本實(shí)用新型還公開(kāi)了應(yīng)用所述藍(lán)牙通信裝置制成的儀表。本實(shí)用新型由于采用USB接口電路和藍(lán)牙通信電路，因此能夠通過(guò)USB接口與現(xiàn)有的儀表連接并以藍(lán)牙通信的方式與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，電路簡(jiǎn)單，安裝方便，兼容性好；應(yīng)用所述的藍(lán)牙通信裝置制成的儀表，便于計(jì)量人員采用藍(lán)牙手持設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)抄讀。
【IPC分類】H04B5/02, H04B1/40, G08C17/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205039811
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520711864
【發(fā)明人】王成, 王學(xué)信, 朱政堅(jiān), 尹真, 李智良
【申請(qǐng)人】威勝集團(tuán)有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年9月15日