CN109360404B - 一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置和方法 - Google Patents
一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109360404B CN109360404B CN201811526835.5A CN201811526835A CN109360404B CN 109360404 B CN109360404 B CN 109360404B CN 201811526835 A CN201811526835 A CN 201811526835A CN 109360404 B CN109360404 B CN 109360404B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- meter reading
- signal
- resistor
- meter
- mbus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C19/00—Electric signal transmission systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本发明提供了一种M‑Bus主站多通道智能抄表远传装置和远传方法，所述装置中：抄表平台/本地抄表操控模块的抄表请求信号输出端连接CPU的抄表请求信号输入端；CPU控制连接各智能通道的开关控制信号输入端；CPU的抄表控制信号输出端连接13/36V抄表信号调制模块的抄表控制信号输入端；13/36V抄表信号调制模块的Mbus‑调制信号输出端连接智能通道的Mbus‑调制信号输入端；智能通道的接表端同时连接多个表；各智能通道的Mbus+调制信号输出端共同连接双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端；双运放差分数据采集解调模数转换模块输出信号给CPU的数据输入端。
Description
技术领域
本发明属于智能抄表技术领域，具体涉及一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置和方法。
背景技术
当前水、电、气、热表智能终端不断发展，许多数据传输方式不断出现：
传统的TTL抄表技术需要电源线并且无法实现远距离传输，易受到现场环境的干扰，使数据在通信传输时出现错位的情况，施工成本大，不易维护，故障率偏高；
RS485通讯方式的抄表技术同样需要电源线，使用4根线来通信，致使使用成本和故障率大大提高，而且带载能力弱，导致使用成本大大增加；
M-Bus技术两线制，既满足远距离传输，还可以满足远程供电，使用成本和故障率大大降低，但是目前的M-Bus数据采集技术采用单端电流调制技术，对现场复杂环境的抗干扰能力明显不足，抄表不稳定，也限制了该技术在抄表领域的发展。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置，既满足远距离传输、远程供电，现场数据采集更加稳定可靠。
一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置，其中包括：抄表平台/本地抄表操控模块、CPU、13/36V抄表信号调制模块、双运放差分数据采集解调模数转换模块、多个智能通道模块，每个智能通道的接表端均相应连接有多个表；抄表平台/本地抄表操控模块的抄表请求信号输出端连接CPU的抄表请求信号输入端；CPU的各智能通道开关控制端一一对应连接相应智能通道的开关控制信号输入端；CPU的抄表控制信号输出端连接13/36V抄表信号调制模块的抄表控制信号输入端，CPU的待抄表地址信号输出端连接13/36V抄表信号调制模块的待抄表地址信号输入端；13/36V抄表信号调制模块的Mbus-调制信号输出端同时连接各智能通道的Mbus-调制信号输入端；每个智能通道的总线输出端同时连接相应多个表的总线输入端，每个表的总线输出端共同连接对应智能通道的总线输入端；各智能通道的Mbus+调制信号输出端共同连接双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端；双运放差分数据采集解调模数转换模块的采集数据差分放大信号输出端连接CPU的采集数据信号输入端；CPU的采集数据信号输出端连接抄表平台/本地抄表操控模块的采集数据信号输入端。
所述的M-Bus主站多通道智能抄表远传装置，其中：所述的13/36V抄表信号调制模块包括36V电源芯片，用于提供36V稳压电源；13/36V抄表信号调制模块还包括MBUS-调制信号输出电路：第七电阻的第一端连接CPU的待抄表地址信号输出端，第七电阻的第二端连接第二NPN三级管的基极，第七电阻的第二端与第二NPN三级管的基极的中间接点还通过第九电阻接地；第二NPN三级管的发射极接地，第二NPN三级管的集电极连接第四电阻的第一端，第四电阻的第二端连接第一MOS管的栅极，第一MOS管的漏极连接36V电源，该36V电源由电源芯片U4提供，第一二极管与第五电阻构成第一并联电路，第一并联电路连接在36V电源与第四电阻的第二端之间，第一二极管的正极连接第四电阻的第二端，第一并联电路还连接在第一MOS管的漏极与其栅极之间，第一二极管的正极连接第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极连接第四二极管的正极，第四二极管的负极连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的漏极与其栅极之间还连接有第二并联电路，第二并联电路由第五二极管与第十三电阻并联构成，第五二极管的正极连接第二MOS管的栅极；第四二极管的正极还通过第三二极管、第二二极管连接13V电源；第二MOS管的源极用于输出Mbus-调制信号给智能通道的Mbus-调制信号输入端；第二MOS管的栅极通过第十九电阻连接第九三级管的集电极，第九三级管的发射极接地，第九三级管的基极通过第二十七电阻连接第八三极管的集电极，第八三极管的集电极还通过第十五电阻连接CVCC1电源，第八三极管的发射极接地，第八三极管的基极连接第七三级管的集电极，第七三级管的集电极还通过第十六电阻连接3.3V电源，第七三级管的发射极接地，第七三级管的基极通过第二十四电阻连接CPU的抄表控制信号输出接脚。
所述的M-Bus主站多通道智能抄表远传装置，其中：智能通道模块中：第六十九电阻的第一端用于连接CPU的相应智能通道开关控制接脚，第六十九电阻的第二端连接第三光电耦合器的输入侧阴极，第三光电耦合器的输入侧阳极通过第六十一电阻连接3.3V电源，第三光电耦合器的输出侧集电极通过第六十三电阻连接CVCC1电源，第三光电耦合器的输出侧发射极通过第七十九电阻连接第十六三级管的基极，第十六三级管的集电极连接第三信号继电器的控制端第10接脚，第十六三级管的发射极接地；第三信号继电器的第1接脚连接C13V电源，第三信号继电器的第3接脚用于连接所述的13/36V抄表信号调制模块中第二MOS管的源极，用于接收所述的13/36V抄表信号调制模块输送来的Mbus-调制信号；第三信号继电器的第4接脚通过第十一电感磁珠连接下发总线M2-的第一端，下发总线M2-的第二端同时连接该组所有待抄表的下发地址信号输入端；该组所有待抄表的上传信号输出端通过上传总线M2+连接第十电感磁珠的第二端，第十电感磁珠的第一端连接第三信号继电器K3的第7接脚，第三信号继电器K3的第8接脚用于输出包含当前待抄表数据信号和当前待抄表地址信号的Mbus+调制信号，第三信号继电器K3的第8接脚用于连接所述双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端。
所述的M-Bus主站多通道智能抄表远传装置，其中：所述双运放差分数据采集解调模数转换模块中，其Mbus+调制信号输入接脚同时连接两路信号传输电路：
第一路连接第二十三电容的第一端，第二路连接第四十七电阻的第一端；
第一路：第二十三电容的第二端串接第四十三电阻后接地，第二十三电容与第四十三电阻构成第一带通滤波器；
第二十三电容的第二端连接第二十一电容的第一端，第二十一电容的第二端串接第四十二电阻后接地，第二十一电容与第四十二电阻构成第二带通滤波器；
第二十一电容的第二端串接第四十一电阻后接入第一运算放大器的输入端负极；第一运算放大器的输入端负极与输出端之间连接第三十九反馈电阻；
第二路：第四十七电阻的第二端连接第五十一电阻后接地，第四十七电阻的第二端还连接第二十四电容的第一端；
第二十四电容的第二端串接第五十六电阻后接地，第二十四电容与第五十六电阻构成第三带通滤波器；
第二十四电容的第二端还连接第二十五电容的第一端，第二十五电容的第二端串接第五十四电阻后接地，第二十五电容与第五十四电阻构成第四带通滤波器；
第二十五电容的第二端串接第五十电阻后接入第一运算放大器的输入端正极，第一运算放大器的输入端正极还串接第五十五电阻后接地；
第一运算放大器的输出端串接第三十七电阻后接入第二运算放大器的输入端负极，第二运算放大器的输入端负极与输出端之间连接第三十八反馈电阻，第二运算放大器的输入端正极接地，第二运算放大器的输出端用于连接CPU的采集数据信号输入端。
所述的M-Bus主站多通道智能抄表远传装置，其中：所述的CPU采用Atemel处理器。
一种M-Bus主站多通道智能抄表远传抄表方法，其中包括如下步骤：1)、CPU判断其抄表请求信号输入端是否有抄表平台/本地抄表操控模块的抄表请求信号输出端输送来的抄表请求信号；之后，进入步骤2)；
2)、CPU读取其存储装置中预储存的所有待抄表的地址信息，判断并调出当前待抄表的地址信息，针对该当前待抄表的地址信息，CPU的相应智能通道开关控制端输出开关控制信号，输送给对应的智能通道的开关控制信号输入端，控制该智能通道打开；之后，进入步骤3)；
3)、CPU的抄表控制信号输出端对所述13/36V抄表信号调制模块的抄表控制信号输入端输出当前待抄表的抄表控制信号，CPU的待抄表地址信号输出端输出当前待抄表的地址信号给所述13/36V抄表信号调制模块的待抄表地址信号输入端；之后，进入步骤4)；
4)、CPU接收所述双运放差分数据采集解调模数转换模块的采集数据差分放大信号输出端输送入其采集数据信号输入端的当前待抄表采集数据信号，并储存当前待抄表采集数据信号，CPU判断该接收到的当前待抄表采集数据信号中的表地址信号是否是按照抄表顺序的最后一个待抄表的地址信号，若否，进入步骤2)，若是，进入步骤5)；
5)、CPU通过其采集数据信号输出端将所有表的数据信号输送至抄表平台/本地抄表操控模块的采集数据信号输入端。
所述的M-Bus主站多通道智能抄表远传抄表方法，其中：所述13/36V抄表信号调制模块的Mbus-调制信号输出端输出的Mbus-调制信号输出到智能通道的Mbus-调制信号输入端后，通过智能通道的总线输出端M2-输送到对应连接的多个待抄表的总线输入端，每个待抄表解读Mbus-调制信号中的地址信息，如果与自己的地址信息对应，该表就通过其自身总线输出端输出其自身的数据信号到智能通道的总线输入端M2+，智能通道再将该表的数据信号通过该智能通道的Mbus+调制信号输出端输送给双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端，之后由所述双运放差分数据采集解调模数转换模块进行处理。
所述的M-Bus主站多通道智能抄表远传抄表方法，其中：CPU的待抄表地址信号输出端每次对所述13/36V抄表信号调制模块的抄表控制信号输入端输出一个当前待抄表的地址信号，所述13/36V抄表信号调制模块的Mbus-调制信号输出端就对应输出一个包含当前待抄表地址信息的Mbus-调制信号，输送到智能通道的Mbus-调制信号输入端；
之后，对应该Mbus-调制信号中地址信息的待抄表通过总线上传其自身数据信号给智能通道，智能通道的Mbus+调制信号输出端将所读表的地址信息和该表数据信号输送给双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端；
CPU如此一发一收，直到将所有待抄表的数据信号均读取完毕。
本发明的M-Bus主站多通道智能抄表远传装置和方法，不仅可以远距离传输采集数据和远程供电，还通过13/36V抄表信号调制模块的信号调制、双运放差分数据采集解调模数转换模块的双运放差分解调模数转换技术以及待抄表端的智能通道模块，增加了现场环境的适应能力、抄表的稳定性，满足目前采集数据稳定性、设备运行可靠性要求高的抄表需求。
附图说明
图1为本发明M-Bus主站多通道智能抄表远传装置的结构框图；
图2为CPU的电路管脚示意图；
图3为13/36V抄表信号调制模块的电路原理图；
图4为双运放差分数据采集解调模数转换模块的电路原理图；
图5为智能通道模块的电路原理图。
具体实施方式
本发明提供了一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置，如图1所示，包括：
抄表平台/本地抄表操控模块、CPU、13/36V抄表信号调制模块、双运放差分数据采集解调模数转换模块、多个智能通道模块，每个智能通道的接表端均相应连接有多个表；
抄表平台/本地抄表操控模块的抄表请求信号输出端连接CPU的抄表请求信号输入端；
CPU的各智能通道开关控制端一一对应连接相应智能通道的开关控制信号输入端；
CPU的抄表控制信号输出端连接13/36V抄表信号调制模块的抄表控制信号输入端，CPU的待抄表地址信号输出端连接13/36V抄表信号调制模块的待抄表地址信号输入端；
13/36V抄表信号调制模块的Mbus-调制信号输出端连接智能通道的Mbus-调制信号输入端；
智能通道的总线输出端同时连接多个表的总线输入端，每个表的总线输出端共同连接智能通道的总线输入端；
各智能通道的Mbus+调制信号输出端共同连接双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端；
双运放差分数据采集解调模数转换模块的采集数据差分放大信号输出端连接CPU的采集数据信号输入端；
CPU的采集数据信号输出端连接抄表平台/本地抄表操控模块的采集数据信号输入端。
在前述M-Bus主站多通道智能抄表远传装置的硬件基础上，本发明还提供了一种M-Bus主站多通道智能抄表远传抄表方法，其包括如下步骤：
1)、CPU判断其抄表请求信号输入端是否有抄表平台/本地抄表操控模块的抄表请求信号输出端输送来的抄表请求信号；之后，进入步骤2)；
2)、CPU读取其存储装置中预储存的所有待抄表的地址信息，判断并调出当前待抄表的地址信息，针对该当前待抄表的地址信息，CPU的相应智能通道开关控制端输出开关控制信号，输送给对应的智能通道的开关控制信号输入端，控制该智能通道打开；之后，进入步骤3)；
3)、CPU的抄表控制信号输出端对所述13/36V抄表信号调制模块的抄表控制信号输入端输出当前待抄表的抄表控制信号，CPU的待抄表地址信号输出端输出当前待抄表的地址信号给所述13/36V抄表信号调制模块的待抄表地址信号输入端；之后，进入步骤4)；
4)、CPU接收所述双运放差分数据采集解调模数转换模块的采集数据差分放大信号输出端输送入其采集数据信号输入端的当前待抄表采集数据信号，并储存当前待抄表采集数据信号，CPU判断该接收到的当前待抄表采集数据信号中的表地址信号是否是按照抄表顺序的最后一个待抄表的地址信号，若否，进入步骤2)，若是，进入步骤5)；
5)、CPU通过其采集数据信号输出端将所有表的数据信号输送至抄表平台/本地抄表操控模块的采集数据信号输入端。
另外，所述13/36V抄表信号调制模块的Mbus-调制信号输出端输出的Mbus-调制信号输出到智能通道的Mbus-调制信号输入端后，通过智能通道的总线输出端M2-输送到对应连接的多个待抄表的总线输入端，每个待抄表解读Mbus-调制信号中的地址信息，如果与自己的地址信息对应，该表就通过其自身总线输出端输出其自身的数据信号到智能通道的总线输入端M2+，智能通道再将该表的数据信号通过该智能通道的Mbus+调制信号输出端输送给双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端，之后由所述双运放差分数据采集解调模数转换模块进行处理。
CPU的待抄表地址信号输出端每次对所述13/36V抄表信号调制模块的抄表控制信号输入端输出一个当前待抄表的地址信号，所述13/36V抄表信号调制模块的Mbus-调制信号输出端就对应输出一个包含当前待抄表地址信息的Mbus-调制信号，输送到智能通道的Mbus-调制信号输入端；
之后，对应该Mbus-调制信号中地址信息的待抄表通过总线上传其自身数据信号给智能通道，智能通道的Mbus+调制信号输出端将所读表的地址信息和该表数据信号输送给双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端；
CPU如此一发一收，直到将所有待抄表的数据信号均读取完毕。
图2所示为CPU的电路管脚示意图，CPU采用Atemel处理器，型号为AT91SAM9625。
本实施例中，CPU有三个智能通道开关控制接脚，分别为23脚、24脚、83脚，分别连接到第一、第二、第三智能通道的开关控制信号输入端；本实施例中设置三个智能通道，每个智能通道连接1～20个待抄表。
CPU的抄表控制信号输出端为21脚，连接13/36V抄表信号调制模块的抄表控制信号输入端MBUS 485C；CPU的待抄表地址信号输出端为13脚，连接13/36V抄表信号调制模块的待抄表地址信号输入端TXD MBUS；13/36V抄表信号调制模块的电路图见图3。
双运放差分数据采集解调模数转换模块的采集数据差分放大信号输出端RXDMBUS连接CPU的采集数据信号输入端14脚；双运放差分数据采集解调模数转换模块的电路图见图4。
图3为13/36V抄表信号调制模块的电路原理图，13/36V抄表信号调制模块包括36V电源芯片U4，采用型号为XL6019，用于提供36V稳压电源；13/36V抄表信号调制模块还包括MBUS-调制信号输出电路：第七电阻R7的第一端连接CPU的待抄表地址信号输出端13脚，第七电阻R7的第二端连接第二NPN三级管N2的基极，第七电阻R7的第二端与第二NPN三级管N2的基极的中间接点还通过第九电阻R9接地；第二NPN三级管N2的发射极接地，第二NPN三级管N2的集电极连接第四电阻R4的第一端，第四电阻R4的第二端连接第一MOS管Q1的栅极G，第一MOS管Q1的漏极D连接36V电源，第一二极管D1与第五电阻R5构成第一并联电路，第一并联电路连接在36V电源与第四电阻R4的第二端之间，第一二极管D1的正极连接第四电阻R4的第二端，第一并联电路还连接在第一MOS管Q1的漏极D与其栅极G之间，第一二极管D1的正极连接第一MOS管Q1的栅极G，第一MOS管Q1的源极S连接第四二极管D4的正极，第四二极管D4的负极连接第二MOS管Q2的漏极D，第二MOS管Q2的漏极D与其栅极G之间还连接有由第五二极管D5与第十三电阻R13并联构成的第二并联电路，第五二极管D5的正极连接第二MOS管Q2的其栅极G；第四二极管D4的正极还通过第三二极管D3、第二二极管D2连接13V电源；
第二MOS管Q2的源极S用于输出Mbus-调制信号给智能通道的Mbus-调制信号输入端；
第二MOS管Q2的栅极通过第十九电阻R19连接第九三级管N9的集电极，第九三级管N9的发射极接地，第九三级管N9的基极通过第二十七电阻R27连接第八三极管N8的集电极，第八三极管N8的集电极还通过第十五电阻R15连接CVCC1电源，第八三极管N8的发射极接地，第八三极管N8的基极连接第七三级管N7的集电极，第七三级管N7的集电极还通过第十六电阻R16连接3.3V电源，第七三级管N7的发射极接地，第七三级管N7的基极通过第二十四电阻R24连接CPU的抄表控制信号输出接脚21脚。
CPU对所述13/36V抄表信号调制模块下发当前待抄表的抄表信号时，CPU的21脚一直输出高电平，CPU的13脚输出待抄表地址信号；
CPU的21脚输出的高电平通过电阻R24进入第七三级管N7的基极，第七三级管N7的集电极与发射极导通，第八三级管N8基极的高电平被拉低，第八三级管N8截止，第九三级管N9的基极通过电阻R27、R15连接到CVCC1电源，第九三级管N9导通，电阻R13与电阻R19之间有电流通过，加载在第二MOS管栅极G的电压匹配，第二MOS管的漏极D与源极S导通；CPU对所述13/36V抄表信号调制模块下发当前待抄表的抄表信号时，CPU的21脚一直输出高电平，保证第二MOS管的漏极D与源极S一直导通；
CPU的13脚输出的待抄表地址信号通过电阻R7到达第二三极管N2的基极，控制第二三极管N2导通或截止，CPU的13脚输出的待抄表地址信号是高/低电平信息，高/低电平控制第二三极管N2导通/截止。
第二三极管N2导通时，将第一MOS管Q1栅极上的电压拉高，第一MOS管Q1的漏极D、源极S导通，36V电源通过第一MOS管Q1漏极D和源极S到达第四二极管D4，之后到达第二MOS管Q2漏极D，此时，第二MOS管的漏极D与源极S已导通，MBUS-调制信号输出端输出36V高电平；
第二三极管N2截止时，第一MOS管截止，加载在第二MOS管漏极D上的电压只有13V电压，该13V电压由C13V电源通过第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4输送到第二MOS管漏极D上，通过第二MOS管源极S输出13V低电平，MBUS-调制信号输出端输出13V低电平；
图5为智能通道模块的电路原理图，本实施例以第一智能通道模块为例进行说明：第六十九电阻R69的第一端用于连接CPU的第一智能通道开关控制接脚23脚，第六十九电阻R69的第二端连接第三光电耦合器OP3的输入侧阴极，第三光电耦合器OP3的输入侧阳极通过第六十一电阻R61连接3.3V电源，第三光电耦合器OP3的输出侧集电极通过第六十三电阻R63连接CVCC1电源，光电耦合器OP3的输出侧发射极通过第七十九电阻R79连接第十六三级管N16的基极，第十六三级管N16的集电极连接第三信号继电器K3的控制端第10接脚，第十六三级管N16的发射极接地；第三信号继电器K3的第1接脚连接C13V电源，第三信号继电器K3的第3接脚用于连接所述的13/36V抄表信号调制模块中第二MOS管Q2的源极S，用于接收所述的13/36V抄表信号调制模块输送来的Mbus-调制信号；第三信号继电器K3的第4接脚通过第十一电感磁珠FB11连接下发总线M2-的第一端，下发总线M2-的第二端同时连接该组所有待抄表的下发地址信号输入端；该组所有待抄表的上传信号输出端通过上传总线M2+连接第十电感磁珠FB10的第二端，第十电感磁珠FB10的第一端连接第三信号继电器K3的第7接脚，第三信号继电器K3的第8接脚用于输出包含当前待抄表数据信号和当前待抄表地址信号的Mbus+调制信号，第三信号继电器K3的第8接脚用于连接所述双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端。
CPU的第一智能通道开关控制接脚23脚由高电平转变成低电平时，启动第一智能通道打开：第三光电耦合器OP3输入端正负极之间产生电流，第三光电耦合器OP3输出端的集电极与发射极导通，第十六三级管N16的基极通过电阻R79、R63得到高电平，第十六三级管N16导通，第三信号继电器K3的10脚电平拉低，第三信号继电器K3的3脚接收所述13/36V抄表信号调制模块输送来的MBUS-调制信号，第三信号继电器K3将该MBUS-调制信号通过其第4脚输出给第十一电感磁珠FB11的第一端，之后经第十一电感磁珠FB11的第二端输送到下发总线M2-，下发总线M2-所连接的待抄表将收到的MBUS-调制信号中的地址信号解析出来，与其本身地址信号对比，若与自身的地址信号不对应的待抄表不上传自身数据信号，若与自身的地址信号相对应的待抄表将自身数据信号通过自身数据信号输出端上传到上传总线M2+，经第十磁珠FB10输送到第三信号继电器K3的7脚，第三信号继电器K3将收到的当前表数据信号调制成MBUS+信号，通过第三信号继电器K3的8脚输送给所述双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入接脚；
图4为双运放差分数据采集解调模数转换模块的电路原理图，所述双运放差分数据采集解调模数转换模块中，其Mbus+调制信号输入接脚同时连接两路信号传输电路：
第一路连接第二十三电容C23的第一端，第二路连接第四十七电阻R47的第一端；
第一路：第二十三电容C23的第二端串接第四十三电阻R43后接地，第二十三电容C23与第四十三电阻R43构成第一带通滤波器；
第二十三电容C23的第二端连接第二十一电容C21的第一端，第二十一电容C21的第二端串接第四十二电阻R42后接地，第二十一电容C21与第四十二电阻R42构成第二带通滤波器；
第二十一电容C21的第二端串接第四十一电阻后接入第一运算放大器U8A的输入端负极；第一运算放大器U8A的输入端负极与输出端之间连接第三十九反馈电阻R39；
第二路：第四十七电阻R47的第二端连接第五十一电阻后接地，第四十七电阻R47的第二端还连接第二十四电容C24的第一端；
第二十四电容C24的第二端串接第五十六电阻R56后接地，第二十四电容C24与第五十六电阻R56构成第三带通滤波器；
第二十四电容C24的第二端还连接第二十五电容C25的第一端，第二十五电容C25的第二端串接第五十四电阻R54后接地，第二十五电容C25与第五十四电阻R54构成第四带通滤波器；
第二十五电容C25的第二端串接第五十电阻R50后接入第一运算放大器U8A的输入端正极，第一运算放大器U8A的输入端正极还串接第五十五电阻R55后接地；
第一运算放大器U8A的输出端串接第三十七电阻后接入第二运算放大器U8B的输入端负极，第二运算放大器U8B的输入端负极与输出端之间连接第三十八反馈电阻R38，第二运算放大器U8B的输入端正极接地，第二运算放大器U8B的输出端用于连接CPU的采集数据信号输入端。
所述双运放差分数据采集解调模数转换模块中，其Mbus+调制信号输入接脚输入的Mbus+调制信号分成两路：
第一路通过第一带通滤波器、第二带通滤波器滤除其他干扰信号后，输入第一运算放大器U8A的输入端负极；第二路通过第三带通滤波器、第四带通滤波器滤除其他干扰信号后，输入第一运算放大器U8A的输入端正极；第一路与第二路两者形成信号大小相等，极性相反的输入信号，根据运算放大器的的差分放大原理，差动对管电流增量的大小相等，极性相反，导致第一运算放大器U8A的输出端1脚(OUTA)输出对地的电压量增加，可有效地放大差模信号，同时抑制了共模信号，将有效的信号放大并刷选；设置电阻R37与电阻R38的比值为第二运算放大器U8B的放大倍数，将第一运算放大器U8A的输出端1脚输出的信号送入第二运算放大器U8B的输入端负极6脚(INB-)，根据第二运算放大器U8B的输入端正极5脚(INB+)基准进行电压比较，从第二运算放大器U8B的输出端7脚(OUTB)输出有用的数字信号给CPU串口的采集数据信号输入端14脚。
CPU可通过GPRS/以太网等通讯方式上传表端数据至抄表平台或者显示在本地的显示屏上。
以上所述仅为发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明范围之内。
Claims (6)
1.一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置，其特征在于包括：
抄表平台/本地抄表操控模块、CPU、13/36V抄表信号调制模块、双运放差分数据采集解调模数转换模块、多个智能通道模块，每个智能通道的接表端均相应连接有多个表；抄表平台/本地抄表操控模块的抄表请求信号输出端连接CPU的抄表请求信号输入端；CPU的各智能通道开关控制端一一对应连接相应智能通道的开关控制信号输入端；CPU的抄表控制信号输出端连接13/36V抄表信号调制模块的抄表控制信号输入端，CPU的待抄表地址信号输出端连接13/36V抄表信号调制模块的待抄表地址信号输入端；13/36V抄表信号调制模块的Mbus-调制信号输出端同时连接各智能通道的Mbus-调制信号输入端；每个智能通道的总线输出端同时连接相应多个表的总线输入端，每个表的总线输出端共同连接对应智能通道的总线输入端；各智能通道的Mbus+调制信号输出端共同连接双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端；双运放差分数据采集解调模数转换模块的采集数据差分放大信号输出端连接CPU的采集数据信号输入端；CPU的采集数据信号输出端连接抄表平台/本地抄表操控模块的采集数据信号输入端；
所述的13/36V抄表信号调制模块包括36V电源芯片，用于提供36V稳压电源；13/36V抄表信号调制模块还包括MBUS-调制信号输出电路：第七电阻的第一端连接CPU的待抄表地址信号输出端，第七电阻的第二端连接第二NPN三级管的基极，第七电阻的第二端与第二NPN三级管的基极的中间接点还通过第九电阻接地；第二NPN三级管的发射极接地，第二NPN三级管的集电极连接第四电阻的第一端，第四电阻的第二端连接第一MOS管的栅极，第一MOS管的漏极连接36V电源，该36V电源由电源芯片U4提供，第一二极管与第五电阻构成第一并联电路，第一并联电路连接在36V电源与第四电阻的第二端之间，第一二极管的正极连接第四电阻的第二端，第一并联电路还连接在第一MOS管的漏极与其栅极之间，第一二极管的正极连接第一MOS管的栅极，第一MOS管的源极连接第四二极管的正极，第四二极管的负极连接第二MOS管的漏极，第二MOS管的漏极与其栅极之间还连接有第二并联电路，第二并联电路由第五二极管与第十三电阻并联构成，第五二极管的正极连接第二MOS管的栅极；第四二极管的正极还通过第三二极管、第二二极管连接13V电源；第二MOS管的源极用于输出Mbus-调制信号给智能通道的Mbus-调制信号输入端；第二MOS管的栅极通过第十九电阻连接第九三级管的集电极，第九三级管的发射极接地，第九三级管的基极通过第二十七电阻连接第八三极管的集电极，第八三极管的集电极还通过第十五电阻连接CVCC1电源，第八三极管的发射极接地，第八三极管的基极连接第七三级管的集电极，第七三级管的集电极还通过第十六电阻连接3.3V电源，第七三级管的发射极接地，第七三级管的基极通过第二十四电阻连接CPU的抄表控制信号输出接脚；
智能通道模块中：第六十九电阻的第一端用于连接CPU的相应智能通道开关控制接脚，第六十九电阻的第二端连接第三光电耦合器的输入侧阴极，第三光电耦合器的输入侧阳极通过第六十一电阻连接3.3V电源，第三光电耦合器的输出侧集电极通过第六十三电阻连接CVCC1电源，第三光电耦合器的输出侧发射极通过第七十九电阻连接第十六三级管的基极，第十六三级管的集电极连接第三信号继电器的控制端第10接脚，第十六三级管的发射极接地；第三信号继电器的第1接脚连接C13V电源，第三信号继电器的第3接脚用于连接所述的13/36V抄表信号调制模块中第二MOS管的源极，用于接收所述的13/36V抄表信号调制模块输送来的Mbus-调制信号；第三信号继电器的第4接脚通过第十一电感磁珠连接下发总线M2-的第一端，下发总线M2-的第二端同时连接此组所有待抄表的下发地址信号输入端；此组所有待抄表的上传信号输出端通过上传总线M2+连接第十电感磁珠的第二端，第十电感磁珠的第一端连接第三信号继电器K3的第7接脚，第三信号继电器K3的第8接脚用于输出包含当前待抄表数据信号和当前待抄表地址信号的Mbus+调制信号，第三信号继电器K3的第8接脚用于连接所述双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端。
2.如权利要求1所述的M-Bus主站多通道智能抄表远传装置，其特征在于：所述双运放差分数据采集解调模数转换模块中，其Mbus+调制信号输入接脚同时连接两路信号传输电路：
第一路连接第二十三电容的第一端，第二路连接第四十七电阻的第一端；
第一路：第二十三电容的第二端串接第四十三电阻后接地，第二十三电容与第四十三电阻构成第一带通滤波器；
第二十三电容的第二端连接第二十一电容的第一端，第二十一电容的第二端串接第四十二电阻后接地，第二十一电容与第四十二电阻构成第二带通滤波器；
第二十一电容的第二端串接第四十一电阻后接入第一运算放大器的输入端负极；第一运算放大器的输入端负极与输出端之间连接第三十九反馈电阻；
第二路：第四十七电阻的第二端连接第五十一电阻后接地，第四十七电阻的第二端还连接第二十四电容的第一端；
第二十四电容的第二端串接第五十六电阻后接地，第二十四电容与第五十六电阻构成第三带通滤波器；
第二十四电容的第二端还连接第二十五电容的第一端，第二十五电容的第二端串接第五十四电阻后接地，第二十五电容与第五十四电阻构成第四带通滤波器；
第二十五电容的第二端串接第五十电阻后接入第一运算放大器的输入端正极，第一运算放大器的输入端正极还串接第五十五电阻后接地；
第一运算放大器的输出端串接第三十七电阻后接入第二运算放大器的输入端负极，第二运算放大器的输入端负极与输出端之间连接第三十八反馈电阻，第二运算放大器的输入端正极接地，第二运算放大器的输出端用于连接CPU的采集数据信号输入端。
3.如权利要求2所述的M-Bus主站多通道智能抄表远传装置，其特征在于：所述的CPU采用Atemel处理器。
4.一种应用于如权利要求1-3任一项所述的M-Bus主站多通道智能抄表远传装置的抄表方法，其特征在于包括如下步骤：
1）、CPU判断其抄表请求信号输入端是否有抄表平台/本地抄表操控模块的抄表请求信号输出端输送来的抄表请求信号；之后，进入步骤2）；
2）、CPU读取其存储装置中预储存的所有待抄表的地址信息，判断并调出当前待抄表的地址信息，针对该当前待抄表的地址信息，CPU的相应智能通道开关控制端输出开关控制信号，输送给对应的智能通道的开关控制信号输入端，控制该智能通道打开；之后，进入步骤3）；
3）、CPU的抄表控制信号输出端对13/36V抄表信号调制模块的抄表控制信号输入端输出当前待抄表的抄表控制信号，CPU的待抄表地址信号输出端输出当前待抄表的地址信号给所述13/36V抄表信号调制模块的待抄表地址信号输入端；之后，进入步骤4）；
4）、CPU接收双运放差分数据采集解调模数转换模块的采集数据差分放大信号输出端输送入其采集数据信号输入端的当前待抄表采集数据信号，并储存当前待抄表采集数据信号，CPU判断该接收到的当前待抄表采集数据信号中的表地址信号是否是按照抄表顺序的最后一个待抄表的地址信号，若否，进入步骤2），若是，进入步骤5）；
5）、CPU通过其采集数据信号输出端将所有表的数据信号输送至抄表平台/本地抄表操控模块的采集数据信号输入端。
5.如权利要求4所述的抄表方法，其特征在于：所述13/36V抄表信号调制模块的Mbus-调制信号输出端输出的Mbus-调制信号输出到智能通道的Mbus-调制信号输入端后，通过智能通道的总线输出端M2-输送到对应连接的多个待抄表的总线输入端，每个待抄表解读Mbus-调制信号中的地址信息，如果与自己的地址信息对应，该表就通过其自身总线输出端输出其自身的数据信号到智能通道的总线输入端M2+，智能通道再将该表的数据信号通过该智能通道的Mbus+调制信号输出端输送给双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端，之后由所述双运放差分数据采集解调模数转换模块进行处理。
6.如权利要求5所述的抄表方法，其特征在于：CPU的待抄表地址信号输出端每次对所述13/36V抄表信号调制模块的抄表控制信号输入端输出一个当前待抄表的地址信号，所述13/36V抄表信号调制模块的Mbus-调制信号输出端就对应输出一个包含当前待抄表地址信息的Mbus-调制信号，输送到智能通道的Mbus-调制信号输入端；
之后，对应该Mbus-调制信号中地址信息的待抄表通过总线上传其自身数据信号给智能通道，智能通道的Mbus+调制信号输出端将所读表的地址信息和该表数据信号输送给双运放差分数据采集解调模数转换模块的Mbus+调制信号输入端；
CPU如此一发一收，直到将所有待抄表的数据信号均读取完毕。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811526835.5A CN109360404B (zh) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | 一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811526835.5A CN109360404B (zh) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | 一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置和方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109360404A CN109360404A (zh) | 2019-02-19 |
| CN109360404B true CN109360404B (zh) | 2023-08-15 |
Family
ID=65329594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811526835.5A Active CN109360404B (zh) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | 一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109360404B (zh) |
Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005210222A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Sony Corp | 演算増幅器およびそれを備えたアクティブフィルタ、並びにデータ伝送システム |
| WO2005085878A1 (fr) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Changyuan Qi | Procede pour proteger les donnees d'un compteur electrique a prepaiement, et dispositif de systeme de mesure enregistreur |
| CN101504793A (zh) * | 2009-03-18 | 2009-08-12 | 成都千嘉科技有限公司 | 远程抄表***的保护方法与电子式保护装置 |
| CN101520940A (zh) * | 2008-09-25 | 2009-09-02 | 杭州利尔达科技有限公司 | M-bus主机发送端电路及数据发送方法 |
| CN101520941A (zh) * | 2008-09-25 | 2009-09-02 | 杭州利尔达科技有限公司 | Mbus主机发送端电路及数据发送方法 |
| CN101976828A (zh) * | 2010-11-12 | 2011-02-16 | 重庆市智能水表有限责任公司 | M-bus总线本质安全栅 |
| CN101995876A (zh) * | 2010-12-18 | 2011-03-30 | 重庆市智能水表有限责任公司 | M-bus总线控制器 |
| EP2437074A2 (en) * | 2010-10-01 | 2012-04-04 | Broadcom Corporation | Powerline modem device |
| CN202565263U (zh) * | 2012-05-28 | 2012-11-28 | 湖南威铭能源科技有限公司 | 通讯适配器 |
| CN203149559U (zh) * | 2013-03-18 | 2013-08-21 | 呼和浩特市睿城科技有限责任公司 | 一种多从结构mbus主机装置 |
| CN204242390U (zh) * | 2014-11-24 | 2015-04-01 | 华北电力大学（保定） | 一种m-bus主机收发机制模块 |
| CN104597301A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-05-06 | 郑州三晖电气股份有限公司 | 新型专变采集终端 |
| CN204480459U (zh) * | 2015-01-13 | 2015-07-15 | 烟台智慧云谷云计算有限公司 | 一种远程自动抄表*** |
| CN205068751U (zh) * | 2015-10-30 | 2016-03-02 | 国网山东省电力公司枣庄供电公司 | 一种智能抄表*** |
| CN106023572A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-10-12 | 天津市炳华节能技术有限公司 | 一种远传水表m-bus通讯芯片与单片机的连接结构 |
| CN106781411A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-05-31 | 武汉盛帆智能科技有限公司 | M‑Bus双主机并网方法及通信接口转换器、M‑Bus双主机控制*** |
| CN107464411A (zh) * | 2017-09-25 | 2017-12-12 | 河南卓正电子科技有限公司 | 一种用于集中抄表***中的mbus电路 |
| CN207097220U (zh) * | 2017-08-30 | 2018-03-13 | 北京华夏运通科技有限公司 | 智能抄表器及远程数据传输*** |
| CN108417002A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-08-17 | 南通德高环境监测技术有限公司 | 一种用于水表的高性能mbus采集器 |
| CN108492542A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-04 | 辛成辉 | 一种改进的电能抄表装置 |
| CN207909118U (zh) * | 2018-02-08 | 2018-09-25 | 湖南东润智能仪表有限公司 | 一种M-bus通道选择电路 |
| CN209028810U (zh) * | 2018-12-13 | 2019-06-25 | 湖南常德牌水表制造有限公司 | 一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2628249B1 (en) * | 2010-10-15 | 2017-03-15 | NXP USA, Inc. | Integrated circuit device, wireless communication unit and method of manufacture therefor |
-
2018
- 2018-12-13 CN CN201811526835.5A patent/CN109360404B/zh active Active
Patent Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005210222A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Sony Corp | 演算増幅器およびそれを備えたアクティブフィルタ、並びにデータ伝送システム |
| WO2005085878A1 (fr) * | 2004-03-01 | 2005-09-15 | Changyuan Qi | Procede pour proteger les donnees d'un compteur electrique a prepaiement, et dispositif de systeme de mesure enregistreur |
| CN101520940A (zh) * | 2008-09-25 | 2009-09-02 | 杭州利尔达科技有限公司 | M-bus主机发送端电路及数据发送方法 |
| CN101520941A (zh) * | 2008-09-25 | 2009-09-02 | 杭州利尔达科技有限公司 | Mbus主机发送端电路及数据发送方法 |
| CN101504793A (zh) * | 2009-03-18 | 2009-08-12 | 成都千嘉科技有限公司 | 远程抄表***的保护方法与电子式保护装置 |
| EP2437074A2 (en) * | 2010-10-01 | 2012-04-04 | Broadcom Corporation | Powerline modem device |
| CN101976828A (zh) * | 2010-11-12 | 2011-02-16 | 重庆市智能水表有限责任公司 | M-bus总线本质安全栅 |
| CN101995876A (zh) * | 2010-12-18 | 2011-03-30 | 重庆市智能水表有限责任公司 | M-bus总线控制器 |
| CN202565263U (zh) * | 2012-05-28 | 2012-11-28 | 湖南威铭能源科技有限公司 | 通讯适配器 |
| CN203149559U (zh) * | 2013-03-18 | 2013-08-21 | 呼和浩特市睿城科技有限责任公司 | 一种多从结构mbus主机装置 |
| CN204242390U (zh) * | 2014-11-24 | 2015-04-01 | 华北电力大学（保定） | 一种m-bus主机收发机制模块 |
| CN204480459U (zh) * | 2015-01-13 | 2015-07-15 | 烟台智慧云谷云计算有限公司 | 一种远程自动抄表*** |
| CN104597301A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-05-06 | 郑州三晖电气股份有限公司 | 新型专变采集终端 |
| CN205068751U (zh) * | 2015-10-30 | 2016-03-02 | 国网山东省电力公司枣庄供电公司 | 一种智能抄表*** |
| CN106023572A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-10-12 | 天津市炳华节能技术有限公司 | 一种远传水表m-bus通讯芯片与单片机的连接结构 |
| CN106781411A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-05-31 | 武汉盛帆智能科技有限公司 | M‑Bus双主机并网方法及通信接口转换器、M‑Bus双主机控制*** |
| CN207097220U (zh) * | 2017-08-30 | 2018-03-13 | 北京华夏运通科技有限公司 | 智能抄表器及远程数据传输*** |
| CN107464411A (zh) * | 2017-09-25 | 2017-12-12 | 河南卓正电子科技有限公司 | 一种用于集中抄表***中的mbus电路 |
| CN207909118U (zh) * | 2018-02-08 | 2018-09-25 | 湖南东润智能仪表有限公司 | 一种M-bus通道选择电路 |
| CN108492542A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-09-04 | 辛成辉 | 一种改进的电能抄表装置 |
| CN108417002A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-08-17 | 南通德高环境监测技术有限公司 | 一种用于水表的高性能mbus采集器 |
| CN209028810U (zh) * | 2018-12-13 | 2019-06-25 | 湖南常德牌水表制造有限公司 | 一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109360404A (zh) | 2019-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108230652B (zh) | 一种大功率mbus主控器电路 | |
| CN207835496U (zh) | 工业物联网适配器 | |
| CN208208079U (zh) | 一种用于水表的高性能mbus采集器 | |
| CN109360404B (zh) | 一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置和方法 | |
| CN108417002A (zh) | 一种用于水表的高性能mbus采集器 | |
| CN209028810U (zh) | 一种M-Bus主站多通道智能抄表远传装置 | |
| CN103049984A (zh) | 基于Wireless HART通信技术的可燃气体报警仪 | |
| CN219145526U (zh) | 基于usb串口的抄表总线接口电路 | |
| CN201654548U (zh) | 变电站智能模拟屏*** | |
| CN108108318B (zh) | 一种ttl转mbus通讯终端 | |
| CN203573477U (zh) | 一种粮食烘干设备效能无线监测数据收发装置 | |
| CN213879816U (zh) | 一种智能断路器通讯模块 | |
| CN212992615U (zh) | 模板工程及支撑体系监测***中通用型无线节点采集电路 | |
| CN203732930U (zh) | 一种具有两路rs485接口的能源数据采集终端 | |
| CN205722190U (zh) | 一种无线通信预付费功能的智能电能表 | |
| CN209881495U (zh) | 馈线终端线损装置 | |
| CN204833682U (zh) | 具有短路自保护功能的仪表总线转换电路 | |
| CN211183539U (zh) | 一种大学宿舍的用电安全公共管理*** | |
| CN203786221U (zh) | 一种具有两路rs485接口的能效数据采集终端 | |
| CN207720135U (zh) | 一种基于Boost升压电路的MBus-RS485数据中继器 | |
| CN212274993U (zh) | 燃气管井数据采集传输装置及其监测装置 | |
| CN107357199B (zh) | 一种电力运维*** | |
| CN206584191U (zh) | 基于物联网的水肥一体化首部控制器 | |
| CN110850751A (zh) | 一种mbus采集电路 | |
| CN212484123U (zh) | 一种hart协议通信电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |