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CN103926862A - 用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路及其通讯方法 - Google Patents

用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路及其通讯方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路,该电路与M-bus总线连接,该电路的整流桥电路与M-bus总线进线连接,整流桥电路的负端接地,正端连接可控恒流源电路的正端,可控恒流源电路的控制端接微处理器TX,可控恒流源电路的负端接稳压电路输入,稳压电路的输出接接收电路,为接收电路和加速电路提供参考电位,耦合接收电路和加速电路通过耦合电容接于整流桥电路正端,耦合接收电路和加速电路的输出端接反向电路的输入端,反向电路输出端接微处理器的RX端,所述RX端通过电阻接控制器电源。同时提供一种采用用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路的通讯方法。本发明的效果是应用该电路可以使稳态电流小于50微安,低于标准稳态电流30倍,通讯波特率可达9600。

Description

用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路及其通讯方法
技术领域
本发明涉及的是一种用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路,特别是用于水表、气表、热量表等相关计量类设备、仪表的数据采集系统中,用于与主机相连的从机设备、仪表中的微功耗M-bus电路。
背景技术
M-Bus由Paderborn大学提出,是一种专门为消耗测量仪器和计数器传送信息的数据总线设计的。M-Bus在建筑物和工业能源消耗数据采集有多方面的应用。
按照M-bus总线标准为EN1434-3的电气定义,其主机端向从机端传输的信号采用电压值的变化来表示,即主机端向从机端发送的信号是一种电压脉冲序列用+36V表示逻辑“1”,用+24V表示逻辑“0”,在稳态时,线路将保持“1”状态。从机端向主机端传输的信号采用电流变化来表示,即从机端向主机端发送的信号是一种电流脉冲序列,通常用1.5毫安的电流值表示逻辑“1”,当传输“0”时,由从机端控制可使电流值增加11~20毫安。在稳态时,线路上的值为持续的“1”状态。
TSS721等芯片是满足M-bus总线标准的从机收发芯片,但是价格偏高而且稳态电流大,长时间会造成大量电能浪费,尤其对于电池供电的电路环境中。简单分立元件电路可以节省成本,稳定性差,通讯可靠性低,通讯速度慢。
发明内容
针对现有技术中结构上的不足,本发明的目的是提供一种用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路及其通讯方法,以利于解决专用集成电路成本高,外围器件复杂及简单分立元件电路稳定性差,通讯可靠性低,通讯速度慢等缺点。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是提供用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路,该电路与M-bus总线连接,其特征是:该电路包括有整流桥电路、可控恒流源电路、稳压电路、耦合接收电路、加速电路、反向电路;
所述M-bus总线进线接整流桥电路,整流桥电路的负端接地,正端连接可控恒流源电路的正端,可控恒流源电路的控制端接微处理器TX,可控恒流源电路的负端接稳压电路输入,稳压电路的输出接接收电路,为接收电路和加速电路提供参考电位,耦合接收电路和加速电路通过耦合电容接于整流桥电路正端,耦合接收电路和加速电路的输出端接反向电路的输入端,反向电路输出端接微处理器的RX端,所述RX端通过电阻接控制器电源。
同时提供一种采用用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路的通讯方法。该方法的步骤是:当所述M-bus总线上存在数据信号后,接收电路接收到耦合电路耦合的M-bus总线上电压下降的下降沿,接收电路输出高电位给反向电路,反向电路输出低电位;若接收电路接收到耦合电路耦合的M-bus总线上电压上升的上升沿,接收电路的高电位失效,微处理器的RX端通过电阻缓慢恢复高电位,此时加速电路接收耦合电容耦合到M-bus总线上的上升沿,输出低电位给反向电路,反向电路输出高电位,加速微处理器的RX端恢复高电位的过程,耦合电容失效后加速电路关闭,达到微功耗。
本发明的效果是应用该电路可以使稳态电流小于50微安,低于标准稳态电流30倍,通讯波特率可达9600,使功耗降低的同时通讯速率不受影响,同时能够达到分立元件的成本。可广泛用于集抄的水、气、热表的通讯M-bus终端电路。
附图说明
图1是本发明的微功耗M-bus从机端电路原理示意图;
图2是本发明的微功耗M-bus从机端电路实施例原理图。
具体实施方式
结合附图对本发明的微功耗M-bus从机端电路及其通讯方法加以说明。
如图1所示,本发明的微功耗M-bus从机端电路,本发明通过整流电路1、可控恒流源电路2、稳压电路3、接收电路4、加速电路5、耦合电路6、反向电路7组成收发电路以及微处理器8。
所述M-bus总线进线接整流桥1,整流桥1负端接地,正端连接可控恒流源2正端。可控恒流源2控制端接微处理器8的TX端,由微处理器8控制,可控恒流源2负端接稳压电路3,稳压电路3输出接接收电路4和加速电路5,为接收电路4和加速电路5提供电平参考点,耦合电路6接接收电路4和加速电路5,为接收电路4和加速电路5提供信号输入,接收电路4和加速电路5的输出端接反向电路7的输入端,反向电路7的输出端接微处理器8的RX端。
采用用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路的通讯方法步骤是:当所述M-bus总线上存在数据信号后,接收电路4接收耦合电路6耦合到总线上电压下降的下降沿,接收电路4输出高电位给反向电路7,反向电路7输出低电位到微处理器8的RX端;若耦合到总线上电压上升的上升沿,接收电路4的高电位失效,微处理器8的RX端通过电阻9缓慢恢复高电位,此时加速电路5接收耦合电路耦合到总线上电压上升的上升沿,输出低电位给反向电路7,反向电路7输出高电位,加速微处理器8的RX端恢复高电位的过程。耦合电路失效后,进入稳态,加速电路5关闭,达到微功耗。
本发明的微功耗M-bus从机端电路及其通讯方法,其中电路如前述电路连接,可控恒流源2工作于两种电流状态,即:发送状态和静态,受微处理器8的TX端控制。TX高电位为静态,TX低电位为发送状态。发送电流约11毫安到20毫安,静态电流很小。为达到微功耗的目的,静态电流略大于稳压电路的静态电流和接收电路工作平均电流即可,小于50微安。
实施例1:
如图1、2所示,对应图2中的实施例电路,由三极管Q1、三极管Q3、三极管Q4和电阻R2、电阻R3组成可控恒流源2电路,其中由三极管Q3、三极管Q4和电阻R2、电阻R3组成恒流源电路,电阻R1和三极管Q1是恒流源控制电路。电容C1、稳压管D2和上述可控恒流源电路组成稳压电路3,电容C2和电阻R4组成耦合电路6。三极管Q2和电阻R7组成接收电路4,三极管Q6、三极管Q7、三极管Q8和电阻R5、电阻R6组成加速电路5,三极管Q5和电阻R8组成反向电路7。
实施例2:
在实施例1的电路基础上,数据通讯方法,总线上提供一个稳定的初始电压,当有数据时,总线上出现一个下降沿,电压降低,接收电路4接收到信号由高向低的变化,由三极管Q2输出一个高电位,通过电阻R7至反向电路7,反向后输出给RX低电平;当总线接下来恢复初始电压,电压上升,会出现由低向高的上升沿信号,接收电路中三极管Q2截止,接收电路4关闭,加速电路5中三极管Q7导通,使三极管Q6导通,进而使三极管Q8导通,从而加速三极管Q5截止,RX输出高电平。由此完成接收数据全过程的物理电路。发送电路由微控制器8,如:单片机。通过TX控制三极管Q1改变可控恒流源2的电流,当发送数据0时,三极管Q1导通,加大恒流源电流,当发送数据1时,三极管Q1截止,电流源恢复稳态。
需要声明的是:根据实施例描述的原理,可以看出的几个问题:
选用不同的微处理器,有不同的RX和TX逻辑,并不能说TX的低电位就一定代表发送,高电位就一定代表稳态;反之RX也类似。根据不同的需要只需变换逻辑或增删反向电路7亦或改变晶体管的极性均可以衍生出类似的电路结构满足相应需求。
所述加速电路5输出端接反向电路7输入端,但不难开出,加速电路5输出端根据需要可直接接于微处理器8的RX端,或者同时接于两者,附图1中以虚线标出,达到加速的目的。针对这个调整,亦不超出本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路,该电路与M-bus总线连接,其特征是:该电路包括有整流桥电路、可控恒流源电路、稳压电路、耦合接收电路、加速电路、反向电路;
所述M-bus总线进线接整流桥电路,整流桥电路的负端接地,正端连接可控恒流源电路的正端,可控恒流源电路的控制端接微处理器(TX),可控恒流源电路的负端接稳压电路输入,稳压电路的输出接接收电路,为接收电路和加速电路提供参考电位,耦合接收电路和加速电路通过耦合电容接于整流桥电路正端,耦合接收电路和加速电路的输出端接反向电路的输入端,反向电路输出端接微处理器的(RX)端,所述(RX)端通过电阻接控制器电源。
2.一种采用用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路的通讯方法,该方法的步骤是:当所述M-bus总线上存在数据信号后,接收电路接收到耦合电路耦合的M-bus总线上电压下降的下降沿,接收电路输出高电位给反向电路,反向电路输出低电位;若接收电路接收到耦合电路耦合的M-bus总线上电压上升的上升沿,接收电路的高电位失效,微处理器的(RX)端通过电阻缓慢恢复高电位,此时加速电路接收耦合电容耦合的M-bus总线上的上升沿,输出低电位给反向电路,反向电路输出高电位,加速微处理器的(RX)端恢复高电位的过程,耦合电容失效后加速电路关闭,达到微功耗。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104683118A (zh) * 2015-02-04 2015-06-03 合肥瑞纳表计有限公司 基于mbus的供电通讯装置及方法
CN105841769A (zh) * 2016-03-30 2016-08-10 宁波市精诚科技股份有限公司 一种光电直读水表防止气泡干扰的电路
CN105976595A (zh) * 2016-07-19 2016-09-28 天津市炳华节能技术有限公司 一种低功耗m-bus主站的实现方法
CN109728784A (zh) * 2017-10-30 2019-05-07 佛山芯珠微电子有限公司 一种可工作于50uA下的低功耗信号处理器前端IC设计改进方法
CN113296436A (zh) * 2021-05-07 2021-08-24 宁波水表(集团)股份有限公司 基于mbus总线模拟电路的从站设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19646219A1 (de) * 1996-06-17 1997-12-18 Conducta Endress & Hauser Schaltung für die Kommunikation externer Geräte mit einer zentralen/dezentralen Datenverarbeitungsanlage über einen Bus
CN101776931A (zh) * 2009-12-18 2010-07-14 云南大学 仪表总线从机的低功耗电源电路
CN102298345A (zh) * 2011-05-20 2011-12-28 深圳市骏普科技开发有限公司 一种m-bus总线的通讯方法
CN202475247U (zh) * 2012-03-13 2012-10-03 北京嘉洁能科技有限公司 一种M-Bus从站电路
JP5054588B2 (ja) * 2008-03-26 2012-10-24 日本電信電話株式会社 電流分配装置
CN203838509U (zh) * 2014-04-03 2014-09-17 天津炳华科技研发有限公司 用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19646219A1 (de) * 1996-06-17 1997-12-18 Conducta Endress & Hauser Schaltung für die Kommunikation externer Geräte mit einer zentralen/dezentralen Datenverarbeitungsanlage über einen Bus
JP5054588B2 (ja) * 2008-03-26 2012-10-24 日本電信電話株式会社 電流分配装置
CN101776931A (zh) * 2009-12-18 2010-07-14 云南大学 仪表总线从机的低功耗电源电路
CN102298345A (zh) * 2011-05-20 2011-12-28 深圳市骏普科技开发有限公司 一种m-bus总线的通讯方法
CN202475247U (zh) * 2012-03-13 2012-10-03 北京嘉洁能科技有限公司 一种M-Bus从站电路
CN203838509U (zh) * 2014-04-03 2014-09-17 天津炳华科技研发有限公司 用于智能仪表通讯的微功耗M-bus从机端电路

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李春丽 等: "基于HART协议的智能仪表通信电路设计", 《单片机与嵌入式系统应用》 *
黄斌 等: "数据通信测试仪表的应用", 《电力系统通信》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104683118A (zh) * 2015-02-04 2015-06-03 合肥瑞纳表计有限公司 基于mbus的供电通讯装置及方法
CN104683118B (zh) * 2015-02-04 2017-11-14 合肥瑞纳表计有限公司 基于mbus的供电通讯装置及方法
CN105841769A (zh) * 2016-03-30 2016-08-10 宁波市精诚科技股份有限公司 一种光电直读水表防止气泡干扰的电路
CN105841769B (zh) * 2016-03-30 2021-01-01 宁波市精诚科技股份有限公司 一种光电直读水表防止气泡干扰的电路
CN105976595A (zh) * 2016-07-19 2016-09-28 天津市炳华节能技术有限公司 一种低功耗m-bus主站的实现方法
CN109728784A (zh) * 2017-10-30 2019-05-07 佛山芯珠微电子有限公司 一种可工作于50uA下的低功耗信号处理器前端IC设计改进方法
CN113296436A (zh) * 2021-05-07 2021-08-24 宁波水表(集团)股份有限公司 基于mbus总线模拟电路的从站设备
CN113296436B (zh) * 2021-05-07 2022-07-15 宁波水表(集团)股份有限公司 基于mbus总线模拟电路的从站设备

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