專利名稱：一種M-Bus主機(jī)接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種接口裝置，特別是涉及到一種M-Bus總線 主機(jī)接口裝置。
(二) 背景技術(shù)：
M-Bus是專門用于公共事業(yè)儀表的總線結(jié)構(gòu)，稱Merer-Bus，簡(jiǎn) 稱M-Bus。 M-Bus儀表總線屬于局域網(wǎng)(Local Area Net-work，簡(jiǎn)稱 LAN),是處于同一幢建筑、同一大學(xué)或方圓幾公里遠(yuǎn)地域內(nèi)的專用 網(wǎng)絡(luò)，被用于連接遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)和工作站、測(cè)量?jī)x表等設(shè)備，以便 資源共享和數(shù)據(jù)傳輸。M-Bus儀表總線具有LAN的3個(gè)基本特征 (1)范圍，(2)傳輸技術(shù)，(3)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。LAN具有星形、環(huán)形、 和總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。M-Bus —般采用總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。M-Bus儀表總 線可以滿足由電池供電或遠(yuǎn)程供電的計(jì)量?jī)x表的特殊要求。 一般而言 掛接在儀表總線上的計(jì)量?jī)x表的數(shù)目可達(dá)數(shù)百個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x可 達(dá)數(shù)千米。M-Bus儀表總線是一種低成本的戶用電子系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn) 公共事業(yè)儀表的聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程抄表功能。公共事業(yè)儀表包括戶用電表、 水表、熱量表等計(jì)量?jī)x表。M-Bus具有通訊設(shè)備容量大，通訊速率高， 成本低，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，布線簡(jiǎn)便，抗干擾能力強(qiáng)，且可采用總線供電方 式。本通訊系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于三表集抄、智能家庭控制網(wǎng)絡(luò)、消防報(bào) 警及聯(lián)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、小區(qū)智能化控制網(wǎng)絡(luò)、中央空調(diào)控制系統(tǒng)等。M-Bus儀表總線應(yīng)用前景廣闊，但現(xiàn)在市場(chǎng)上，M-Bus主機(jī)接口 裝置并不多，而且存在著容量較小，不能滿足需要的問題，這種情況 下，主機(jī)所帶的從機(jī)數(shù)量受到限制，不利于M-Bus的推廣應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種帶載容量大，成本低， 布線簡(jiǎn)單無極性，抗干擾能力強(qiáng)，總線可提供電源的M-Bus主機(jī)接 口裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是
本實(shí)用新型包括M-Bus總線主機(jī)發(fā)送電路、接收電路和報(bào)警電 路，其特征是，所述的M-Bus主機(jī)發(fā)送電路包括隔離光耦及與之相 連的電源運(yùn)放器和補(bǔ)償比較器外圍電路。
所述的M-Bus主機(jī)接收電路包括肖特基二極管和比較器及外圍 電路。
所述的報(bào)警電路包括隔離光耦及LED顯示屏。
所述的M-Bus總線主機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)通過隔離光耦送到電源運(yùn) 放器的14引腳，電源運(yùn)放器的3、 6引腳傳出輻值調(diào)制標(biāo)志12V由 電阻R205、 R204及VCC設(shè)定，電源運(yùn)放器IC201配置為與地共模 模式以確保參考電壓VCC與總線電瓶和總線的低阻抗匹配，并以此 保證能精確設(shè)定輸出對(duì)地12V;電路的其他部分在從從設(shè)備向主設(shè)備 傳送數(shù)據(jù)時(shí)提供總線電流，總線上電壓變化由IC202檢測(cè)并由電流源 晶體管T202補(bǔ)償。
當(dāng)M-Bus總線主機(jī)接收數(shù)據(jù)，即從設(shè)備向主設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí)，檢測(cè)電流脈沖的電流下降沿，使得電阻R208、 R213的電壓降低，肖 特基二極管D302和R302、 R303設(shè)定門檻電壓使得電容EC302存儲(chǔ) 的電壓長時(shí)間保持恒定，當(dāng)比較器IC301檢測(cè)到一個(gè)微小的電壓，就 能識(shí)別出該數(shù)據(jù)信號(hào)，最終并通過隔離U2送出接收到的數(shù)據(jù)。
當(dāng)M-Bus總線主機(jī)發(fā)送器電阻R213上的壓降(或分壓后)大于 R403的壓降，比較器則檢測(cè)出此過載信號(hào)，點(diǎn)亮LED401并通過隔 離光耦送出報(bào)警信號(hào)至其他設(shè)備。
本實(shí)用新型的有益效果是
1、 M-Bus通訊設(shè)備具有帶載容量大(可達(dá)500mA)，成本低， 布線簡(jiǎn)單無極性，抗干擾能力強(qiáng)，總線可提供電源，點(diǎn)亮過載報(bào)警發(fā) 光二極管，并隔離輸出報(bào)警信號(hào)的特點(diǎn)。
2、 實(shí)現(xiàn)了不同類型儀表(水、電，氣，熱)的集抄，有效利用 了資源并極大地節(jié)約了成本。
3、 并提供方便的控制端口，可關(guān)斷總線供電有效節(jié)省電能。
(四)

圖1為本實(shí)用新型一種M-Bus主機(jī)接口裝置的發(fā)送電路原理圖。 圖2為本實(shí)用新型一種M-Bus主機(jī)接口裝置的接收電i 各原理圖。 圖3為本實(shí)用新型一種M-Bus主機(jī)接口裝置的報(bào)警電路原理圖。
(五) 具體實(shí)施方式
M-Bus通信協(xié)議規(guī)定M-Bus總線主機(jī)發(fā)送電路通過控制總線電 壓(發(fā)送邏輯"l"時(shí)，輸出高電壓；發(fā)送邏輯"O"時(shí)，輸出低電壓。) 變化向從機(jī)發(fā)送信息，與之配套應(yīng)用的從機(jī)接收電路需要具有檢測(cè)總線電壓變化的能力。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)從設(shè)備的遠(yuǎn)程供電，總線上的碼流表示如下 主設(shè)備到從設(shè)備的通信信號(hào)是由電壓調(diào)制模塊提供的。通過電平
的變化實(shí)現(xiàn)主設(shè)備到從設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送，在總線驅(qū)動(dòng)器(主設(shè)備的一
部分)上邏輯"1" (MARK)對(duì)應(yīng)36V的電壓，在傳送邏輯"0" (SPACE)時(shí)，總線驅(qū)動(dòng)器將總線上的電壓從36V減少到24V。 從設(shè)備通過電流調(diào)制模塊向主設(shè)備發(fā)送信息。從設(shè)備到主設(shè)備的 數(shù)據(jù)傳遞通過調(diào)制從設(shè)備消耗的電流來實(shí)現(xiàn)，邏輯"1"用1.5mA的 恒定電流表示(從設(shè)備需要從M-BUS總線得到1.5毫安或3毫安的 電流，此值與從設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān))，邏輯"0"則需在1.5mA的基 礎(chǔ)上再加上11-20mA的電流。MARK值時(shí)的電流可以用來給接口電 路甚至是儀表或傳感器電路供電。
由于總線驅(qū)動(dòng)器的阻抗影響，從設(shè)備傳送低電平時(shí)總線上的電壓 會(huì)略微降低一些。此外還可以看到總線上的靜止?fàn)顟B(tài)是邏輯"l"，此 時(shí)總線驅(qū)動(dòng)器上的電壓是36V，從設(shè)備的靜態(tài)電流是1.5mA。當(dāng)所有 從設(shè)備都不輸出邏輯"0"時(shí)，總線驅(qū)動(dòng)器輸出一個(gè)恒定的電流以驅(qū) 動(dòng)總線，由于傳輸線的阻抗衰減，同時(shí)根據(jù)從設(shè)備和主設(shè)備的距離及 從設(shè)備總靜態(tài)電流的大小，在從設(shè)備端的實(shí)際電壓要略低于36V。因 此從設(shè)備在識(shí)別總線上的數(shù)據(jù)時(shí)是根據(jù)12V電平的偏移而不是根據(jù) 電壓的絕對(duì)值來進(jìn)行的。主設(shè)備在接收從設(shè)備發(fā)送的SPACE值時(shí)則 是根據(jù)總線電流有11-20mA的增加來判別。因此M-Bus在任何時(shí)候 數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蚴菃蜗虻?，從主設(shè)備到從設(shè)備或從從設(shè)備到主設(shè)備，這種通信方式不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)從設(shè)備的遠(yuǎn)程供電同時(shí)還獲得了對(duì)外部 干擾的很強(qiáng)的抵抗能力。
如圖1所示，上位機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)通過隔離光耦Ul送到電源運(yùn) 放器IC201-14腳，電源運(yùn)放器3、 6引腳傳出輻值調(diào)制標(biāo)志12V由電 阻R205、 R204及VCC設(shè)定，電源運(yùn)放器IC201配置為與地共模模 式以確保參考電壓VCC與總線電瓶和總線的低阻抗匹配，并以此保 證能精確設(shè)定輸出對(duì)地12V;電路的其他部分在從從設(shè)備向主設(shè)備傳 送數(shù)據(jù)時(shí)提供總線電流，總線上電壓變化由IC202檢測(cè)并由電流源晶 體管T202補(bǔ)償。
如圖2所示，當(dāng)M-Bus總線主機(jī)接收數(shù)據(jù)，即從設(shè)備向主設(shè)備 傳送數(shù)據(jù)時(shí)，檢測(cè)電流脈沖的電流下降沿，使得電阻R208、 R213的 電壓降低，肖特基二極管D302和R302、 R303設(shè)定門檻電壓使得電 容EC302存儲(chǔ)的電壓長時(shí)間保持恒定，當(dāng)比較器IC301檢測(cè)到一個(gè) 微小的電壓，就能識(shí)別出該數(shù)據(jù)信號(hào)，最終并通過隔離U2送出接收 到的數(shù)據(jù)。
如圖3，發(fā)送器電阻R213上的壓降(或分壓后)大于R403的壓 降，比較器IC301則檢測(cè)出此過載信號(hào)，點(diǎn)亮LED401并通過隔離光 耦U3送出報(bào)警信號(hào)至其他設(shè)備。
所述通訊隔離光耦采用P521或6N139，電源運(yùn)放器采用了 LE2301，補(bǔ)償比較器IC202采用了 TLE2021， R208、 R213分別為27 Q、 1Q;電流源補(bǔ)償晶體管采用了TIP117，從機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)接收比較 器IC301A采用了 LM393;總線輸出高電壓為36.6V，低電壓為24V。
權(quán)利要求1、一種M-Bus主機(jī)接口裝置，包括M-Bus總線主機(jī)發(fā)送電路、接收電路和報(bào)警電路，其特征是，所述的M-Bus主機(jī)發(fā)送電路包括隔離光耦及與之相連的電源運(yùn)放器和補(bǔ)償比較器外圍電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種M-Bus主機(jī)接口裝置，其特征是 所述的M-Bus主機(jī)接收電路包括肖特基二極管和比較器及外圍 電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種M-Bus主機(jī)接口裝置，其特征是 所述的報(bào)警電路包括隔離光耦及LED顯示屏。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種M-Bus主機(jī)接口裝置，其特征是 通訊隔離光耦采用P521或6N139，電源運(yùn)放器采用LE2301， 補(bǔ)償比較器IC202采用了 TLE2021，電流源補(bǔ)償晶體管采用了 TIP117，從機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)接收比較器IC301A采用了 LM393。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種接口裝置，特別是涉及到一種M-Bus總線主機(jī)接口裝置。本實(shí)用新型包括M-Bus總線主機(jī)發(fā)送電路、接收電路和報(bào)警電路，其特征是，所述的M-Bus主機(jī)發(fā)送電路包括隔離光耦及與之相連的電源運(yùn)放器和補(bǔ)償比較器外圍電路。接收電路包括肖特基二極管和比較器及外圍電路。報(bào)警電路包括隔離光耦及LED顯示屏。本實(shí)用新型的有益效果是M-Bus通訊設(shè)備具有帶載容量大(可達(dá)500mA)，成本低，布線簡(jiǎn)單無極性，抗干擾能力強(qiáng)，總線可提供電源，點(diǎn)亮過載報(bào)警發(fā)光二極管，并隔離輸出報(bào)警信號(hào)的特點(diǎn)。并提供方便的控制端口，可關(guān)斷總線供電有效節(jié)省電能。
文檔編號(hào)G08C19/00GK201397573SQ200920089970
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月4日
發(fā)明者朱天宏, 焦曉軍, 袁金龍, 費(fèi)戰(zhàn)波 申請(qǐng)人:河南新天科技有限公司