具有自适应功能的M‑BUS通讯处理系统技术方案

本发明专利技术提供一种具有自适应功能的M‑BUS通讯处理系统，包括用以将信号由主设备发送至从设备的发送电路模块、用以将信号由从设备发送至主设备的接收电路模块、用以供电的电源模块、微处理器模块。本发明专利技术能够使主设备和从设备之间的信号传输不受总线上从设备数量的影响；利用主设备向从设备发送的电压信号实现对从设备的供电；该系统具有自我休眠功能，在无信号传递时自动进入休眠状态；该系统还具有自我保护功能，当总线发生异常时自动切断通讯线路，避免通讯处理系统损坏，当总线恢复正常时，不需人工干涉即可恢复使用，减少人工成本和时间成本。

M BUS communication processing system with adaptive function

The invention provides a self-adaptive M BUS communication processing system, including the signal sent to the master device from the transmitting circuit module and equipment for the signal from the receiving circuit module, sent from the device to the main equipment for power supply module, microprocessor module. The invention can make the main equipment and signal transmission from between devices by bus from the influence of the number of devices; to the voltage signal from the device to send the equipment from the power supply by the master device; the system has self sleep function, automatically enter the sleep state in the absence of signal transmission; the system also has a self protecting function when the bus communication line, cut off automatically when an exception occurs, to avoid damage to the communication system, when the bus back to normal, without artificial interference can be used, reducing the labor cost and time cost.

【技术实现步骤摘要】
具有自适应功能的M-BUS通讯处理系统
本专利技术涉及远程抄表系统领域，具体而言涉及一种具有自适应功能的M-BUS通讯处理系统。
技术介绍
对于一个远程抄表系统来讲，总线上传输的数据就是终端用户所消费的水、电、气等重要数据,因此对总线的抗外部干扰性要求非常高，要能抵抗各种容性、感性的偶合干扰，所有从设备(从机)之间、从设备和主设备(主机)之间都相互隔离。目前的远程抄表系统，存在以下三个问题：第一，主设备和从设备之间的信号传输仍然存在相互干扰问题，在某些时候信号传输会发生错误或者异常。第二，当一条总线上的从设备数量变多时，信号传输异常也变得频繁，换言之，目前一条总线上能够容纳的最大从设备数量较少。第三，从设备的供电方式仍需要采用电池或者家用供电，使用不方便。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种具有自适应功能的M-BUS通讯处理系统，主设备和从设备之间的信号传输不受总线上从设备数量的影响；利用主设备向从设备发送的电压信号实现对从设备的供电；该系统具有自我休眠功能，在无信号传递时自动进入休眠状态；该系统还具有自我保护功能，当总线发生异常时自动切断通讯线路，避免通讯处理系统损坏，当总线恢复正常时，不需人工干涉即可恢复使用，减少人工成本和时间成本。为达成上述目的，本专利技术提及一一种具有自适应功能的M-BUS通讯处理系统，适于实现主设备与总线上各从设备之间的相互通讯，包括用以将信号由主设备发送至从设备的发送电路模块、用以将信号由从设备发送至主设备的接收电路模块、用以供电的电源模块、微处理器模块；所述微处理器模块具有一信号发送端、一信号接收端；所述微处理器模块接收主设备发送的信息，将之解析成由高、低电平组成的第一电压信号，再将第一电压信号发送至信号发送端；所述发送电路模块电连接信号发送端和M-BUS总线，接收第一电压信号，将第一电压信号转换成由一第一电压和一第二电压组成的第二电压信号，再将第二电压信号发送至M-BUS总线上的从设备；所述从设备响应于第二电压信号，反馈一电流信号至M-BUS总线；所述接收电路模块电连接M-BUS总线和信号接收端，包括依次连接的采样单元、具有延迟功能的第一降压电路、第一比较器；所述第一比较器包括一第一比较输入端、一第二比较输入端、一第一比较输出端；所述接收电路模块接收该电流信号，通过采样单元将从设备发送的电流信号转换成第三电压信号后传递至第一比较输入端；所述第三电压信号还经由第一降压电路降压并且在设定时间后传递至第二比较输入端；所述第一降压电路降低的电压幅值小于第三电压信号的幅值；所述第一比较器响应于比较结果，生成由高、低电平信号组成的第四电压信号，并且通过第一比较输出端发送至微处理器模块的信号接收端；所述微处理器模块接收来自信号接收端发送的第四电压信号，将之解析后发送至主设备。由以上本专利技术的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于，1、主设备和从设备之间的信号传输不受总线上从设备数量的影响；2、利用主设备向从设备发送的电压信号实现对从设备的供电；3、该系统具有自我休眠功能，在无信号传递时自动进入休眠状态；4、该系统还具有自我保护功能，当总线发生异常时自动切断通讯线路，避免通讯处理系统损坏，当总线恢复正常时，不需人工干涉即可恢复使用，减少人工成本和时间成本。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：图1是本专利技术的通讯处理系统的结构示意图。图2是本专利技术的电源模块的结构示意图图3是本专利技术的发送电路模块的结构示意图。图4是本专利技术的接收电路模块的结构示意图。图5是本专利技术的保护电路模块的结构示意图。具体实施方式为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本专利技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本专利技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本专利技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本专利技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本专利技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。M-bus是一个层次化的系统，由一个主设备100、若干从设备200和一对连接线缆组成，所有从设备200并行连接在总线上，由主设备100控制总线上的所有串行通信进程。为了实现对从设备200的远程供电，总线上的码流表示如下：通过电平的偏移实现主设备100到从设备200的码流传递，在总线驱动器(主设备100的一部分)上：逻辑“1”(MARK)对应36V的电压，在传送逻辑“0”(SPACE)时，总线驱动器将总线上的电压从36V减少到24V。应当理解，这里涉及到的逻辑“1”和逻辑“0”的对应电压值并非固定设置为36V和24V，只需要在两者之间具有一个较大的压差即可，优选的，这一压差不小于8V，但也不宜过大，避免造成能源浪费。而从设备200到主设备100的码流传递则通过调制从设备200消耗的电流来实现。逻辑“1”用从机工作的静态电流(注：一般单个水表低于1.5mA)表示，逻辑“0”则需在静态电流的基础上再加上11-20mA的电流。MARK值时的电流可以用来给接口电路甚至是仪表或传感器电路供电。从设备200传送低电平时总线上的电压会略微降低一些。总线上的静止状态是逻辑“1”，此时总线驱动器上的电压是36V，从设备200的静态电流是1.5mA。当所有从设备200都不输出逻辑“0”时，总线驱动器输出一个恒定的电流以驱动总线，由于传输线的阻抗衰减，同时根据从设备200和主设备100的距离及从设备200总静态电流的大小，在从设备200端的实际电压要略低于36V。因此从设备200在识别总线上的码流时是根据12V电平的偏移而不是根据电压的绝对值来进行的。主设备100在接收从设备200发送的SPACE值时则是根据总线电流有11-20mA的增加来判别。因此M-bus在任何时候数据传输的方向是单向的，由主设备100到从设备200或由从设备200到主设备100，这种通信方式不仅实现了对从设备200的远程供电同时还获得了对外部干扰的很强的抵抗能力。在此通讯传输方式的基础上，结合图1，本专利技术提出一种具有自适应功能的M-BUS通讯处理系统，适于实现主设备100与总线上各从设备200之间的相互通讯。该通讯处理系统包括用以将信号由主设备100发送至从设备200的发送电路模块20、用以将信号由从设备200发送至主设备100的接收电路模块30、用以供电的电源模块60、微处理器模块10。下面先阐述一下本申请的电源模块60。由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自适应功能的M‑BUS通讯处理系统，适于实现主设备与总线上各从设备之间的相互通讯，其特征在于，包括用以将信号由主设备发送至从设备的发送电路模块、用以将信号由从设备发送至主设备的接收电路模块、用以供电的电源模块、微处理器模块；所述微处理器模块具有一信号发送端、一信号接收端；所述微处理器模块接收主设备发送的信息，将之解析成由高、低电平组成的第一电压信号，再将第一电压信号发送至信号发送端；所述发送电路模块电连接信号发送端和M‑BUS总线，接收第一电压信号，将第一电压信号转换成由一第一电压和一第二电压组成的第二电压信号，再将第二电压信号发送至M‑BUS总线上的从设备；所述从设备响应于第二电压信号，反馈一电流信号至M‑BUS总线；所述接收电路模块电连接M‑BUS总线和信号接收端，包括依次连接的采样单元、具有延迟功能的第一降压电路、第一比较器；所述第一比较器包括一第一比较输入端、一第二比较输入端、一第一比较输出端；所述接收电路模块接收该电流信号，通过采样单元将从设备发送的电流信号转换成第三电压信号后传递至第一比较输入端；所述第三电压信号还经由第一降压电路降压并且在设定时间后传递至第二比较输入端；所述第一降压电路降低的电压幅值小于第三电压信号的幅值；所述第一比较器响应于比较结果，生成由高、低电平信号组成的第四电压信号，并且通过第一比较输出端发送至微处理器模块的信号接收端；所述微处理器模块接收来自信号接收端发送的第四电压信号，将之解析后发送至主设备。...

【技术特征摘要】
1.一种具有自适应功能的M-BUS通讯处理系统，适于实现主设备与总线上各从设备之间的相互通讯，其特征在于，包括用以将信号由主设备发送至从设备的发送电路模块、用以将信号由从设备发送至主设备的接收电路模块、用以供电的电源模块、微处理器模块；所述微处理器模块具有一信号发送端、一信号接收端；所述微处理器模块接收主设备发送的信息，将之解析成由高、低电平组成的第一电压信号，再将第一电压信号发送至信号发送端；所述发送电路模块电连接信号发送端和M-BUS总线，接收第一电压信号，将第一电压信号转换成由一第一电压和一第二电压组成的第二电压信号，再将第二电压信号发送至M-BUS总线上的从设备；所述从设备响应于第二电压信号，反馈一电流信号至M-BUS总线；所述接收电路模块电连接M-BUS总线和信号接收端，包括依次连接的采样单元、具有延迟功能的第一降压电路、第一比较器；所述第一比较器包括一第一比较输入端、一第二比较输入端、一第一比较输出端；所述接收电路模块接收该电流信号，通过采样单元将从设备发送的电流信号转换成第三电压信号后传递至第一比较输入端；所述第三电压信号还经由第一降压电路降压并且在设定时间后传递至第二比较输入端；所述第一降压电路降低的电压幅值小于第三电压信号的幅值；所述第一比较器响应于比较结果，生成由高、低电平信号组成的第四电压信号，并且通过第一比较输出端发送至微处理器模块的信号接收端；所述微处理器模块接收来自信号接收端发送的第四电压信号，将之解析后发送至主设备。2.根据权利要求1所述的具有自适应功能的M-BUS通讯处理系统，其特征在于，所述电源模块包括第一稳压源、第二稳压源、升压电路、第二降压电路，其中：所述第一稳压源与微处理器模块电连接，用以给微处理器模块供电，并且辅助微处理器模块实现第一电压信号的输出；所述升压电路具有第一电压输入端和第一电压输出端，第二降压电路具有第二电压输入端和第二电压输出端；所述第二稳压源的输出端分别与升压电路的第一电压输入端和第二降压电路的第二电压输入端电连接；所述第一电压输出端用以提供第一电压，所述第二电压输出端用以提供第二电压；所述第一电压与第二电压之间的压差大于等于8V。3.根据权利要求2所述的具有自适应功能的M-BUS通讯处理系统，其特征在于，所述第一稳压源的电压采用3.3V，第二稳压源的电压采用24V；所述第一电压采用36V，第二电压采用15V。4.根据权利要求1所述的具有自适应功能的M-BUS通讯处理系统，其特征在于，所述发送电路模块包括第一开关单元、MOS管、第一二极管；所述第一开关单元的输入端与微处理器模块的信号发送端电连接，第一开关单元的输出端与MOS管的栅极电连接；所述MOS管的漏极与一提供第一电压的稳压源电连接，MOS管的源极与第一二极管的输出端电连接；所述第一二极管的输入端与一提供第二电压的稳压源电连接；所述MOS管的源极与第一二极管的输出端的连接点被定义成发送节点，发送节点与M-BUS总线电连接；所述第一开关单元响应于信号发送端发送的第一电压信号，控制MOS管的通断状态，进而控制发送节点处的电压值，形成由第一电压和第二电压交替组成的第二电压信号，并且发送给M-BUS总线上的从设备。5.根据权利要求1所述的具有自适应功能的M-BUS通讯处理系统，其特征在于，所述采样单元包括采样电阻、传递电阻和放大电路；所述采样电阻的第一端部与M-BUS总线电连接，采样电阻的第二端部接地；所述采样电阻的第一端部被定义成接收节点，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志明，夏国平，王紫田，丁武锋，马如明，蔡宏武，
申请(专利权)人：南京天溯自动化控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32