一种用于水表的高性能MBUS采集器制造技术

本申请提供了一种用于水表的高性能MBUS采集器，属于水表智能远程抄表领域。包括微控制器、可控开关电源电路、开关型MBUS发射电路、电容耦合型MBUS接收电路、采样电路、MBUS过载保护电路、采集器指示电路、调试接口电路、GPRS无线通信电路、大容量存储电路；所述微控制器与所述可控开关电源电路、开关型MBUS发射电路、电容耦合型MBUS接收电路、MBUS过载保护电路、采集器指示电路、GPRS无线通信电路、大容量存储电路、调试接口电路连接；所述可控开关电源电路与所述开关型MBUS发射电路连接；所述采样电路与所述电容耦合型MBUS接收电路与MBUS过载保护电路连接。本申请成本低、功耗低、可靠性高、容量大、集成度高。

A high performance MBUS collector for water meters

The application provides a high-performance MBUS collector for water meters, which belongs to the field of intelligent remote meter reading. Including microcontroller, controllable switching power supply circuit, switching type MBUS transmitting circuit, capacitive coupling type MBUS receiving circuit, sampling circuit, MBUS overload protection circuit, collector indication circuit, debugging interface circuit, GPRS wireless communication circuit, large capacity storage circuit, the microcontroller and the controllable switching power supply circuit. The switching type MBUS transmitting circuit, the capacitive coupling type MBUS receiving circuit, the MBUS overload protection circuit, the acquisition indicator circuit, the GPRS wireless communication circuit, the large capacity storage circuit and the debugging interface circuit are connected; the controllable switching power supply circuit is connected with the switching type MBUS transmitting circuit; the sampling circuit is coupled with the capacitor. The MBUS receiving circuit is connected with the MBUS overload protection circuit. The application cost is low, power consumption is low, reliability is high, capacity is large, and integration is high.

【技术实现步骤摘要】
一种用于水表的高性能MBUS采集器
本申请属于水表智能远程抄表领域，涉及一种用于水表的高性能MBUS采集器。
技术介绍
目前远程抄表技术有无线抄表和有线抄表两大类，其中有线抄表通信技术常用的有RS485总线、MBUS总线技术，RS485由于需要对设备提供电源，接线较多，现场施工较为复杂，并且带载能力有限；MBUS是欧洲标准的两线制总线，主要用于消耗测量仪器诸如热表和水表系列，水表可以通过该总线获取电源，仅在抄表时才给水表供电，在空闲时，总线不带电，极大的节省了能耗；由于采用的是两线制，施工简便，带载能力强，通讯距离远，能够适应电网电压起伏不定的波动。现有水表MBUS采集器的电路方案常采用TI(德州仪器)的MBUS总线方案，该方案采用模拟器件及运算放大器搭建而成，该电路复杂，成本较高，负载适应能力较差；在发送电路中，通过功率运算发大器TLE2301输出调制电压，由于是线性元器件，效率较低，在通讯过程中，会严重发热；该方案的接收电路中，接收电路采用了完全硬件比较器的方法，需要依赖大阻值的采样电阻，高达27欧姆，当负载电流较大时，MBUS总线压降非常大，功耗也十分大，会造成总线失效。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本申请提供了一种用于水表的高性能MBUS采集器，成本低、功耗低、可靠性高、容量大、集成度高，由于自带GPRS无线通信模块本专利技术无需集中器就可以将数据传回至后台管理系统中。(二)技术方案本申请提供了一种用于水表的高性能MBUS采集器，其特征在于，包括微控制器、可控开关电源电路、开关型MBUS发射电路、电容耦合型MBUS接收电路、采样电路、MBUS过载保护电路、采集器指示电路、调试接口电路、GPRS无线通信电路、大容量存储电路；所述微控制器与所述可控开关电源电路、开关型MBUS发射电路、电容耦合型MBUS接收电路、MBUS过载保护电路、采集器指示电路、GPRS无线通信电路、大容量存储电路、调试接口电路连接；所述可控开关电源电路与所述开关型MBUS发射电路连接；所述采样电路与所述电容耦合型MBUS接收电路与MBUS过载保护电路连接。所述采样电路中采用的电阻阻值范围为1-5.1欧姆。在本申请的一些实施例中，所述可控开关电源电路中包括开关电源、Boost开关升压电路、第一开关降压电路、第二开关降压电路；所述开关电源分别与所述Boost开关升压电路、第一开关降压电路、第二开关降压电路连接；所述Boost开关升压电路与第三降压开关电路连接，所述Boost开关升压电路以及述开关降压电路为所述开关型MBUS发射电路提供电源。在本申请的一些实施例中，所述第一开关降压电路与所述GPRS无线通信电路连接，为所述GPRS无线通信电路提供电源。在本申请的一些实施例中，所述第二开关降压电路与所述微控制器连接，为所述微控制器提供电源。在本申请的一些实施例中，所述第二开关降压电路与所述微控制器之间设有线性稳压电路。在本申请的一些实施例中，所述Boost开关升压电路采用XL6019芯片。在本申请的一些实施例中，所述第一开关降压电路、第二开关降压电路以及第三开关降压电路均采用LM2596-ADJ芯片。在本申请的一些实施例中，所述大容量存储电路采用大容量的存储器芯片AT24CM01。在本申请的一些实施例中，所述AT24CM01芯片具有1Mbits容量，能够存储128块表的31天日冻结数据以及12个月的月冻结数据。在本申请的一些实施例中，所述电容耦合型MBUS接收电路中的运算放大器芯片为LM358，比较器芯片为LM393。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本申请至少具有以下有益效果其中之一：(1)本申请提供的用于水表的高性能MBUS采集器，具有成本低、功耗低、可靠性高、容量大、集成度高等优点，由于自带GPRS无线通信模块本专利技术无需集中器就可以将数据传回至后台管理系统中。(2)本申请提供的用于水表的高性能MBUS采集器，采用可控电源电路，电源转换芯片为开关型可控芯片，使用开关型电源芯片，能够有效降低整机功耗。(3)本申请提供的用于水表的高性能MBUS采集器，设有采样电路，其电路中的采样电阻仅为5.1欧姆，在负载较大时，在其上的压降也较小，进而降低了功耗。(4)本申请提供的用于水表的高性能MBUS采集器，设有开关型MBUS发射电路，其采用功率NMOS管的漏极跟随电路，并且微控制器与发射电路使用光耦进行隔离，可有效避免外界负载对微控制器产生干扰。附图说明图1为本申请用于水表的高性能MBUS采集器的总体结构示意图；图2为本申请用于水表的高性能MBUS采集器的可控电源电路示意图；图3为本申请用于水表的高性能MBUS采集器的开关型MBUS发射电路；图4为本申请用于水表的高性能MBUS采集器的电容耦合型MBUS接收电路。具体实施方式本申请提供了一种用于水表的高性能MBUS采集器，具有成本低、功耗低、可靠性高、容量大、集成度高等优点，由于自带GPRS无线通信模块本专利技术无需集中器就可以将数据传回至后台管理系统中。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种用于水表的高性能MBUS采集器，以下分别对本实施例的各个组成部分进行详细描述：在本申请的此实施例中：如图1所示，本申请提供了一种用于水表的高性能MBUS采集器，包括微控制器、可控开关电源电路、开关型MBUS发射电路、电容耦合型MBUS接收电路、采样电路、MBUS过载保护电路、采集器指示电路、调试接口电路、GPRS无线通信电路、大容量存储电路；所述微控制器与所述可控开关电源电路、开关型MBUS发射电路、电容耦合型MBUS接收电路、MBUS过载保护电路、采集器指示电路、GPRS无线通信电路、大容量存储电路、调试接口电路连接；所述可控开关电源电路与所述开关型MBUS发射电路连接；所述采样电路与所述电容耦合型MBUS接收电路与MBUS过载保护电路连接。所述采样电路中采用的电阻阻值范围为1-5.1欧姆。所述可控电源电路中的电源转换芯片为开关型可控芯片，其中升压芯片为XL6019，降压芯片为LM2596-ADJ，使用开关型电源芯片，能够有效降低整机功耗；所述微控制器通过采集器指示电路将采集的数据存储在所述大容量存储电路中，在需要发送数据时，再从所述大容量存储电路中读取数据，最后通过所述GPRS无线通信电路发送到后台管理系统，并且能够通过GPRS模块的基站定位功能实现对采集器的地图展示功能，极大方便了售后维护管理工作；在无需抄表的时间段中，所述微控制将关闭开关型MBUS发射电路的接口电源，以节省电能；进一步地，所述微控制器在需要抄表时，首先开启可控电源电路中的24V电源电路2秒后，才能进行开关型MBUS发射电路的数字信号调制输出，可以有效的降低突然上电时的负载冲击；所述大容量存储电路采用大容量的存储器芯片AT24CM01，该芯片具有1Mbits容量，能够存储128块表的31天日冻结数据以及12个月的月冻结数据；图2为本专利技术的可控电源电路示意图，单相220V交流电源接入15W的变压器中，产生18V的直流电压，该18V直流电压，用于三部分电路中，一路经过Boost升压电路产生36V的直流电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水表的高性能MBUS采集器，其特征在于，包括微控制器、可控开关电源电路、开关型MBUS发射电路、电容耦合型MBUS接收电路、采样电路、MBUS过载保护电路、采集器指示电路、调试接口电路、GPRS无线通信电路、大容量存储电路；所述微控制器与所述可控开关电源电路、开关型MBUS发射电路、电容耦合型MBUS接收电路、MBUS过载保护电路、采集器指示电路、GPRS无线通信电路、大容量存储电路、调试接口电路连接；所述可控开关电源电路与所述开关型MBUS发射电路连接；所述采样电路与所述电容耦合型MBUS接收电路与MBUS过载保护电路连接，所述采样电路中采用的电阻阻值范围为1‑5.1欧姆。

【技术特征摘要】
1.一种用于水表的高性能MBUS采集器，其特征在于，包括微控制器、可控开关电源电路、开关型MBUS发射电路、电容耦合型MBUS接收电路、采样电路、MBUS过载保护电路、采集器指示电路、调试接口电路、GPRS无线通信电路、大容量存储电路；所述微控制器与所述可控开关电源电路、开关型MBUS发射电路、电容耦合型MBUS接收电路、MBUS过载保护电路、采集器指示电路、GPRS无线通信电路、大容量存储电路、调试接口电路连接；所述可控开关电源电路与所述开关型MBUS发射电路连接；所述采样电路与所述电容耦合型MBUS接收电路与MBUS过载保护电路连接，所述采样电路中采用的电阻阻值范围为1-5.1欧姆。2.根据权利要求1所述的用于水表的高性能MBUS采集器，其特征在于，所述可控开关电源电路中包括开关电源、Boost开关升压电路、第一开关降压电路、第二开关降压电路；所述开关电源分别与所述Boost开关升压电路、第一开关降压电路、第二开关降压电路连接；所述Boost开关升压电路与第三降压开关电路连接，所述Boost开关升压电路以及述开关降压电路为所述开关型MBUS发射电路提供电源。3.根据权利要求2所述的用于水表的高性能MBUS采集器，其特征在于，所述第一开关降压...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊佩鑫，魏东升，陈海磊，
申请(专利权)人：南通德高环境监测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32