一种M-BUS通讯总线的短路保护器制造技术

一种M-BUS通讯总线的短路保护器，用于M-BUS总线通讯系统内的总线线路短路、通讯总线连接的被管理设备内部短路的故障保护，包括：单片机系统、总线输入模块，总线取电电源模块、继电器、继电器控制模块，继电器采用双刀双掷型继电器，系统上电时，M-BUS通讯总线的短路保护器保持后级M-BUS通讯总线与输入M-BUS通讯总线隔离的状态，利用从总线上获取的能源所提供的采样点电平与预先设定阈值电平比较，判断后级总线是否存在短路的情况，如后级总线短路，则直接将短路点旁路；如不短路，则切换继电器的触点，连通后级通讯总线与输入通讯总线，对于上电以后的后级总线短路采用分压网络测量，具有响应速度快，稳定的特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种M-BUS通讯总线的短路保护器，适用于M-BUS总线系统中总线线路短路、通讯总线连接的被管理设备内部短路的故障保护，尤其是与管理主机通过M-BUS总线组成网络的无源数传直读式水表、气表、电表以及其他报警、监控设备的通讯系统。技术背景近几年，符合EN1343-3标准的Meter-BUS总线，简称M-BUS总线网络，由于其通讯只需要两芯导线，无极性输入，以及可以星形连接，使施工简便，大大降低了施工劳动强度，提高系统的稳定性，使M-BUS总线的通讯网络在远程数字抄表系统、报警监控系统中得到·了广泛的应用，M-BUS总线网络在使用过程中，经常出现由于通讯总线的某个位置短路或连接若干个被管理设备中的某一个被管理设备短路，导致整个系统瘫痪，且为了寻找短路点，需对线路一段、一段的排查，工作量非常大，严重影响了技术的推广与使用
技术实现思路
本技术的设计目的是提供一种M-BUS通讯总线的短路保护器，用于M-BUS总线通讯系统内的总线线路短路、通讯总线连接的被管理设备内部短路的故障保护，通过采用M-BUS通讯总线的短路保护器，将M-BUS通讯总线的短路保护器之后的短路点从总线系统内旁路掉，使M-BUS通讯总线的短路保护器之前的通讯总线线路不受后级短路点的影响。本技术所提供的M-BUS通讯总线的短路保护器，包括单片机系统、总线输入模块、总线取电电源模块、继电器、继电器控制模块，其中单片机系统内置有多路ADC模块，即模数转换器模块、或者同时内置有多路ADC模块和模拟比较器模块，总线输入模块包含整流桥BI，电阻分压电路，电容储能及隔离电路；总线取电电源模块输出的电源正极定义为Vcc，电源负极定义为GND。本技术为实现上述目的，采用以下方案继电器采用双刀双执型继电器，继电器的一组触点连接M-BUS通讯总线BUSL1、BUSL2，另一组触点中的一个触点连接取样电阻Rl的一端、另一个触点连接电源负极GND，取样电阻Rl的另一端连接电源正极Vcc，取样电阻Rl连接继电器的引脚同时输入单片机系统的一路ADC输入端口 Vinl ;M-BUS通讯总线同时连接整流桥BI，整流桥BI的输出端连接电阻R2、电阻R2的另一引脚连接电阻R3、电阻R3的另一引脚连接电阻R4、电阻R4的另一引脚电源负极GND，整流桥BI的输出端连接隔离二极管D1，隔离二极管Dl的负端与电源负极GND之间跨接一颗储能电容Cl，电阻R2与电阻R3之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口 Vin2，电阻R3与电阻R4之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口 Vin3。其电气工作原理为通讯总线上电时，总线取电电源模块从总线上获取电能，作为M-BUS通讯总线短路保护器的系统电源，电源正极定义为Vcc，电源负极定义为GND，取样电阻Rl连接电源Vcc，继电器的初始触点状态为触点Kl连接取样电阻Rl，连接点定义为取样点Vinl ;触点K2连接电源GND，取样点Vinl输入到单片机系统的一路ADC输入端口，设通讯总线后级线路短路与非短路的比较阀值电平为Vrefl，当取样点Vinl电平低于比较阀值电平Vrefl时，判断为后级通讯总线短路，继电器的触点方向维持初始状态，切断后级通讯总线与通讯总线的连接；当取样点Vinl电平高于比较阀值电平Vrefl时，判断为后级通讯总线不短路，启动继电器控制模块，改变继电器的触点方向，触点Kl连接通讯总线BUSLlJ^g K2连接通讯总线BUSL2，连通后级通讯总线与输入通讯总线；为了判断在通讯过程中的后级通讯总线是否短路，整流桥BI的输出端连接电阻R2、电阻R2的另一引脚连接电阻R3、电阻R3的另一引脚连接电阻R4、电阻R4的另一引脚电源负极GND，整流桥BI的输出端连接隔离二极管Dl，隔离二极管Dl的负端与电源负极GND之间跨接一颗储能电容Cl，电阻R2与电阻R3之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口 Vin2，定义为取样点Vin2，电阻R3与电阻R4之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口 Vin3，定义为取样点Vin3，取样点Vin2用于判断总线的后级线路短路与非短路，取样点Vin2用于判断通讯总线是否掉电；设定对应第二个采样点Vin2，判断总线的后级线路短路与非短路的比较阀值电平为Vref2，当取样点Vin2电平高于比较阀值电平Vref2时，后级通讯总线不短路，继电器的触点方向维持Kl连接通讯总线BUSLl，K2连接通讯总线BUSL2的模式；当取样点Vin2电平低于比较阀值电平Vref2时，后级通讯总线短路，启动继电器控制模块，使继电器的触点方向切换到触点Kl连接取样电阻R1，触点K2连接电源负极GND，的初始状态，并启用初始状态判别；，第三个采样点Vin3用于判断通讯总线是否掉电，设定对应第三个采样点Vin3，判断总线是否掉电的比较阀值电平为Vref3，当取样点Vin3电平高于比较阀值电平Vref3时，通讯总线没有发生掉电的情况，继电器的触点方向维持触点Kl连接通讯总线BUSLlJi点K2连接通讯总线BUSL2的模式；当取样点Vin3电平低于比较阀值电平Vref3时，通讯总线掉电，启动继电器控制模块，使继电器的触点方向切换到触点Kl连接取样电阻R1，触点K2连接电源负极GND，的初始状态，等待重新上电，并启用初始状态判别。判断在通讯过程中的后级通讯总线是否短路与判断通讯总线是否掉电的取样电平Vin，与比较阀值电平Vref可统一为同样一组值，可进一步简化电路与简化运算处理。在后级通讯总线短路与通讯总线掉电的情况下，继电器的控制能源为储能电容储存的能量。为降低依照本技术实施的M-BUS通讯总线短路保护器自身功耗，继电器采用自保持继电器，该继电器的特点是只有在动作的瞬间需要耗电，动作完成后，不需要消耗电能维持继电器的状态。本技术优点在于I、通讯总线上电时，不直接供给后级总线，由本技术实施的M-BUS通讯总线短路保护器，判断是否合适供给后级总线，对通讯系统无冲击，有效的保护了通讯系统设备。2、依照本技术实施的M-BUS通讯总线短路保护器，响应速度快，器件少，成本低。附图说明图I :本技术实施例M-BUS总线管理设备发送信号示意图。图2 :本技术实施例电原理示意图具体实施方式以下结合附图，对本技术做进一步的说明如图I所示对本实施例所涉及的M-BUS总线管理设备发送信号简易描述，在图中，所给定的主机传输信号为较常见的电压值，管理设备传号(维持高电平、或发送逻辑“I”信号)的电压Vmark = 20. 8V-42V，管理设备空号(发送逻辑“0”信号)的电压Vspace=Vmark-IOV0在例证中假定M-BUS总线管理设备的发送信号传输到M-BUS总线从机设备无衰减，假设 Vmark = 30V, Vspace = 20V,。结合图2，具体分析本是技术的具体实施方式，M-BUS通讯总线的短路保护器，包括单片机系统、总线输入模块、总线取电电源模块、继电器、继电器控制模块，其中单片机系统内置有多路ADC模块，即模数转换器模块、或者同时内置有多路ADC模块和模拟比较器模块，总线输入模块包含整流桥BI，电阻分压电路，电容储能及隔离电路；总线取电电源模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种M?BUS通讯总线的短路保护器，用于M?BUS总线通讯系统内的总线线路短路、通讯总线连接的被管理设备内部短路的故障保护，包括：单片机系统、总线输入模块，总线取电电源模块、继电器、继电器控制模块，其中单片机系统内置有多路ADC模块，即模数转换器模块、或者同时内置有多路ADC模块和模拟比较器模块，总线输入模块包含整流桥B1，电阻分压电路，电容储能及隔离电路；总线取电电源模块输出的电源正极定义为Vcc，电源负极定义为GND；其特征为：继电器采用双刀双掷型继电器，继电器的一组触点连接M?BUS通讯总线BUSL1、BUSL2，另一组触点中的一个触点连接取样电阻R1的一端、另一个触点连接电源负极GND，取样电阻R1的另一端连接电源正极Vcc，取样电阻R1连接继电器的引脚同时输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin1；M?BUS通讯总线同时连接整流桥B1，整流桥B1的输出端连接电阻R2、电阻R2的另一引脚连接电阻R3、电阻R3的另一引脚连接电阻R4、电阻R4的另一引脚电源负极GND，整流桥B1的输出端连接隔离二极管D1，隔离二极管D1的负端与电源负极GND之间跨接一颗储能电容C1，电阻R2与电阻R3之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin2，电阻R3与电阻R4之间的连接引脚输入单片机系统的一路ADC输入端口Vin3。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明星，
申请(专利权)人：吴明星，
类型：实用新型
国别省市：