CN207409132U - 复用M-Bus通道的四表合一接口转换器及基于其的抄收*** - Google Patents
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Abstract
一种复用M‑Bus通道的四表合一接口转换器及基于其的抄收***，包括，指令接口、微处理器、M‑Bus电路和继电器模块。该接口转换器通过微处理器，在接收到指令接口下达的指令后，判断需通过M‑Bus通道传输数据时，控制所述继电器模块切换开关触点的连接状态，以此控制M‑Bus信号的传输。本实用新型能够在不影响水务局现有通道情况下，实现四表统一抄收的功能。基于上述接口转换器的远程抄收***，通过控制M‑Bus信号的传输方向，避免M‑Bus电路长期输出直流信号对线路器件及水、热、气表带来的能耗，延长***寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及用电信息采集装置领域，尤其涉及复用M-Bus(远程抄表***，symphonic mbus)通道的四表合一接口转换器及基于其的抄收***。
背景技术
为打造新型用能服务模式、全面支撑智慧城市建设，减少抄表工作量和硬件重复建设，国家电网公司目前正在重点推动“四表合一”工程。“四表合一工程”，即，利用电力***现有采集平台对水、电、暖、气等公共事业数据进行一体化远程抄收。
出于节省抄表成本目的考虑，由于目前四表均已具备远程抄收能力，四表合一往往可通过增设接口转换器，将四表数据上传至集中器进行统一抄收。考虑到智能电表已初步布局完善，用电信息采集***可覆盖广泛的采集终端和通信资源，因此，目前已安装水表通常可选择通过现有用电信息采集***进行统一抄表。
然而，目前的水表中，其抄表***主要分为无线方式和有线抄表方式两种。其中，有线方式又分为485传输方式和M-Bus传输方式两种。目前，有线水表在市场使用比重量较大，而由于M-Bus传输方式相比于485传输方式具有组网布线便捷、线缆要求低、电流损耗低等优势，其在抄表***内所占比重不容忽视。然而，M-Bus传输方式受有限传输方式单一性的舒服，往往仅能够实现单一水、热、气表数据的交互。
因此，目前急需一种能够在不影响原有信息采集通道条件下，解决有线传输方式单一性问题的技术方案。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种复用M- Bus通道的四表合一接口转换器，及利用该接口转换器的远程抄收***，能够在不影响原有信息采集通道条件下，解决有线传输方式单一性问题。
为实现上述目的，本实用新型提供的复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，包括指令接口、微处理器、M-Bus电路和继电器模块，其中，
所述指令接口连接所述微处理器，所述微处理器还同时与所述M-Bus电路和继电器模块连接；
所述继电器模块的第一开关触点连接所述M-Bus电路，所述继电器模块的第二开关触点用于作为连接M-Bus采集终端的接口，所述继电器模块的定触点用于作为连接M-Bus总线的接口。
进一步，如上所述的接口转换器，其中，所述指令接口包括电力线载波通信接口、微功率无线接口、RS485接口。
进一步，如上所述的接口转换器，其中，所述微处理器与所述M-Bus电路之间通过UART(通用异步收发传输器，Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)异步通信接口连接。
更进一步，上述接口转换器中，所述继电器模块的耐压值为2500VAC。
具体而言，上述接口转换器中，所述继电器模块包括，整流电路，DCDC 模块和继电器；所述整流电路依次级联所述DCDC电源管理模块和所述继电器电路，所述作整流电路为所述继电器模块的第一开关触点连接所述M-Bus电路；所述继电器电路的定触点用于作为连接M-Bus总线的接口；所述继电器电路的第二开关触点用于作为连接M-Bus采集终端的接口。此继电器模块采用M-Bus通讯时供电特性，通讯时由M-Bus电路给其供电，通过DCDC电源管理给其继电器供电，使继电器两个触点之间切换。
具体而言，上述接口转换器中，所述M-Bus电路包括：LDO(low dropoutregulator，低压差线性稳压器)电源芯片，比较器，两组光耦，以及若干稳压管；所述继电器模块的第一开关触点连接所述M-Bus电路中所述比较器的输入端；所述LDO电源芯片的输出端同样连接所述比较器的输入端；所述LDO 电源芯片的接地端通过所述稳压管级联至所述第一组光耦的输出端；所述比较器的输出端级联至所述第二组光耦的输入端。
基于上述的接口转换器，本实用新型同时还提供一种远程抄收***，包括用M-Bus通道的四表合一接口转换器、M-Bus数据采集表、采集终端；所述采集终端包括M-Bus采集终端和其他采集终端；
所述其他采集终端通过所述指令接口连接所述复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，所述括M-Bus采集终端通过所述第二开关触点连接所述复用M-Bus 通道的四表合一接口转换器；
所述M-Bus数据采集表通过所述定触点连接所述复用M-Bus通道的四表合一接口转换器。
其中，上述远程抄收***中，所述M-Bus数据采集表包括使用M-Bus总线通信的电表、水表、燃气表或热能表。
本实用新型和现有方案相比具有如下技术效果:
1.本实用新型的微处理器在接收到指令接口下达的指令后，在需通过M- Bus通道传输数据时，控制所述继电器模块切换开关触点的连接状态，以此控制M-Bus信号的传输，从而在不影响水务局现有通道情况下，实现四表统一抄收的功能；
2.本实用新型可通过继电器模块开关触点的切换来选择M-Bus数据上传的路径，可有效解决现有M-Bus通道传输方向单一性的弊端，可在不增设传输通道不增加硬件成本的同时，达到可控的双向传输，提高了抄收效率，降低了运维成本，便于现场施工；
3.进一步，本实用新型在完成M-Bus通道切换的同时，由于采用了耐压较高的继电器模块，因此，可有效防止误接220VAC/380VAC时对电路元器件造成的损害；同时，此继电器模块对M-Bus电路与外界接口还能够起到隔离阻断的作用，可有效提高通信接口转换器的EMC电磁兼容性能；
4.由于M-Bus接口采用电压电流型通信方式，常态下，若没有继电器模块进行控制，M-Bus电路将会长期输出+36VDC。如此一来，通信接口转换器负载将长期处于临界值。长期如此，会影响电路中器件的使用寿命，也会使M-Bus下连接的水表、热能表、燃气表一直处于工作状态，增加远程抄收***的能耗，长期以往同样也会影响其***寿命，加大通信接口转换器功耗。而本实用新型中，M-Bus电路仅在继电器模块选择其工作时工作，如此可相对的延长线路器件的寿命。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本实用新型的实施例一起，用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为根据本实用新型的复用M-Bus通道的四表合一接口转换器模块示意图；
图2为根据本实用新型的继电器模块内部框图；
图3为根据本实用新型的继电器模块电路结构图；
图4为根据本实用新型的M-Bus电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1为根据本实用新型的复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，及利用该接口转换器的远程抄收***，能够在不影响原有信息采集通道条件下，解决有线传输方式单一性问题。
为实现上述目的，本实用新型提供的复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，包括指令接口、微处理器、M-Bus电路和继电器模块，其中，
所述指令接口连接所述微处理器，所述微处理器还同时与所述M-Bus电路和继电器模块连接；
所述继电器模块的第一开关触点连接所述M-Bus电路，所述继电器模块的第二开关触点用于作为连接M-Bus采集终端的接口，所述继电器模块的定触点用于作为连接M-Bus总线的接口。
进一步，如上所述的接口转换器，其中，所述指令接口包括电力线载波通信接口、微功率无线接口、RS485接口。
进一步，如上所述的接口转换器，其中，所述微处理器与所述M-Bus电路之间通过UART异步通信接口连接。
更进一步，上述接口转换器中，所述继电器模块的耐压值为2500VAC。
具体而言，参考图2与图3所示，上述接口转换器中，所述继电器模块包括，整流电路(对应图3中桥式整流二极管D6部分)，DCDC模块(对应U1 芯片)和继电器(其连接关系参照图3下侧箭头所指部分)；所述整流电路依次级联所述DCDC电源管理模块和所述继电器电路，所述作整流电路为所述继电器模块的第一开关触点连接所述M-Bus电路；所述继电器电路的定触点用于作为连接M-Bus总线的接口；所述继电器电路的第二开关触点用于作为连接M-Bus采集终端的接口。此继电器模块采用M-Bus通讯时供电特性，通讯时由M-Bus电路给其供电，通过DCDC电源管理给其继电器供电，使继电器两个触点之间切换。
具体而言，参考图4，上述接口转换器中，所述M-Bus电路包括：LDO电源芯片(对应U3，选用LM7808)，比较器(对应U2A，选用LM193D)，两组光耦(分别对应输入端U4与输出端U1)，以及若干稳压管；所述继电器模块的第一开关触点连接所述M-Bus电路中所述比较器的输入端；所述LDO电源芯片的输出端同样连接所述比较器的输入端；所述LDO电源芯片的接地端通过所述稳压管级联至所述第一组光耦的输出端；所述比较器的输出端级联至所述第二组光耦的输入端。
基于上述的接口转换器，本实用新型同时还提供一种远程抄收***，包括用M-Bus通道的四表合一接口转换器、M-Bus数据采集表、采集终端；所述采集终端包括M-Bus采集终端和其他采集终端；
所述其他采集终端通过所述指令接口连接所述复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，所述括M-Bus采集终端通过所述第二开关触点连接所述复用M-Bus 通道的四表合一接口转换器；
所述M-Bus数据采集表通过所述定触点连接所述复用M-Bus通道的四表合一接口转换器。
其中，上述远程抄收***中，所述M-Bus数据采集表包括使用M-Bus总线通信的电表、水表、燃气表或热能表。
下面举例说明本远程抄收***的工作过程：
本实用新型针对例如TC-GY100型的通信接口转换器，通过增加对继电器模块的控制实现数据线路切换。远程抄收***中，由RS485接口连接电表及 RS485水表，由电力线载波通信接口及(上行)微功率无线接口连接国网技术规范一型采集器标准模块；(下行低功耗)微功率无线接口模块连接对应方案的燃气表，M-Bus电路通过继电器模块连接M-Bus水表及热能表等表箱。在现场有水务局采集通道时，把水务局采集信号通道连接至继电器模块的第二开关触点(即M-Bus采集终端的接口)，通过单片微处理器对M-Bus通道进行切换。切换的具体方式为：
在无需对水表进行信息采集时，接口转换器中继电器模块的第二开关触点连接至M-Bus采集终端的接口，使水表M-Bus总线与水务局采集装置上的 M-Bus总线短路。故不进行信息采集时，M-Bus通道按照原有方式保持工作。当***主站通过集中器使用电力线载波或者微功率无线下发抄读水、热、气表指令时，接口转换器内的(单片)微处理器通过电力线载波或者微功率无线模块收到后，通过I/O输出控制信号给继电器电路，继电器控制电路被信号触发动作，第一开关触点触发连接至所述M-Bus电路，使得接口转换器M- Bus电路输出端与水表M-bus总线连接，同时水表M-Bus总线与水务局采集装置上的M-Bus总线断开，使得原有信息采集通道开路，单片微处理器通过 UART异步端口和M-Bus电路对水表进行信息采集；信息采集完成单片微处理器通过I/O控制，使得恢复原水务局的M-Bus通道，从而在不影响水务局现有通道情况下，实现四表统一抄收的功能
本实用新型符合国家电网公司的《电力用户用电信息采集***》系列标准，电磁兼容性能优良，能抵御高压尖峰脉冲、强磁场、强静电、雷击浪涌的干扰，且具有较强的温度自适应能力范围。
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，其特征在于，包括，指令接口、微处理器、M-Bus电路和继电器模块，
所述指令接口连接所述微处理器，所述微处理器还同时与所述M-Bus电路连接，
所述继电器模块的第一开关触点连接所述M-Bus电路，所述继电器模块的第二开关触点用于作为连接M-Bus采集终端的接口，所述继电器模块的定触点用于作为连接M-Bus总线的接口。
2.如权利要求1所述的复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，其特征在于，所述指令接口包括电力线载波通信接口、微功率无线接口、RS485接口。
3.如权利要求1所述的复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，其特征在于，所述微处理器与所述M-Bus电路之间通过UART异步通信接口连接。
4.如权利要求3所述的复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，其特征在于，所述继电器模块的耐压值为2500VAC。
5.如权利要求3所述的复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，其特征在于，所述继电器模块包括，整流电路、DCDC电源管理模块和继电器电路；
所述整流电路依次级联所述DCDC电源管理模块和所述继电器电路，所述整流电路为所述继电器模块的第一开关触点连接所述M-Bus电路；
所述继电器电路的定触点用于作为连接M-Bus总线的接口；
所述继电器电路的第二开关触点用于作为连接M-Bus采集终端的接口。
6.如权利要求3所述的复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，其特征在于，所述M-Bus电路包括：LDO电源芯片，比较器，第一组光耦，第二组光耦，以及稳压管；
所述继电器模块的第一开关触点连接所述M-Bus电路中所述比较器的输入端；所述LDO电源芯片的输出端同样连接所述比较器的输入端；所述LDO电源芯片的接地端通过所述稳压管级联至所述第一组光耦的输出端；所述比较器的输出端级联至所述第二组光耦的输入端。
7.一种基于权利要求1所述复用M-Bus通道的四表合一接口转换器的远程抄收***，其特征在于，包括用M-Bus通道的四表合一接口转换器、M-Bus数据采集表、采集终端；所述采集终端包括M-Bus采集终端和其他采集终端；
所述其他采集终端通过所述指令接口连接所述复用M-Bus通道的四表合一接口转换器，所述括M-Bus采集终端通过所述第二开关触点连接所述复用M-Bus通道的四表合一接口转换器；
所述M-Bus数据采集表通过所述定触点连接所述复用M-Bus通道的四表合一接口转换器。
8.如权利要求7所述的远程抄收***，其特征在于，所述M-Bus数据采集表包括使用M-Bus总线通信的电表、水表、燃气表或热能表。
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| CN112489410A (zh) * | 2019-09-11 | 2021-03-12 | 李冰 | 一种用于光电信号的收发装置及其运行方法 |
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| CN112489410A (zh) * | 2019-09-11 | 2021-03-12 | 李冰 | 一种用于光电信号的收发装置及其运行方法 |
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