電子百科
M-BUS(Meter BUS)總線又稱為戶用儀表總線,是一種用于非電力戶用儀表傳輸?shù)臍W洲總線標(biāo)準。 1996年以前,歐洲因熱能(量)水表電子化發(fā)展的需要,歐洲著名水表廠商BRAZIL、ZENNER、VIENNA等與研究機構(gòu)合作開發(fā)一種適用于熱能表在線抄讀與供電的儀表總線,以徹底解決電池供電所帶來的諸多 問題,并推廣應(yīng)用到冷水表、氣表等非電力戶用儀表傳輸中,并寫入熱能(量)表標(biāo)準ENl434:1997。
隨著 技術(shù)的廣泛推廣應(yīng)用,歐洲M-BUS總線協(xié)會收集了整個歐洲的儀表應(yīng)用需求,特別是北歐、東歐等國家 有關(guān)非電力表的應(yīng)用需求,于2000年形成歐洲標(biāo)準CEN/TC 294,此標(biāo)準進一步完善和兼容了所有非電力 戶用儀表及安防產(chǎn)品方面的需求,也考慮了帶電池和不帶電池儀表的應(yīng)用需求。 M-BUS總線具有布線簡單、拓撲無關(guān)、在線供電、抗干擾強等特點,在技術(shù)上更適合非電力用戶用儀 表的數(shù)據(jù)傳輸,明顯優(yōu)于RS485、Lonwork等總線在非電力儀表中的適用性。我國建設(shè)部制定的《市政戶 用計量儀表信號傳輸技術(shù)條件》(行業(yè)標(biāo)準)中也包含了M-BUS總線標(biāo)準內(nèi)容。目前,國內(nèi)M-BUS總 線技術(shù)的應(yīng)用十分活躍,諸多樓宇系統(tǒng)集成商和表具廠商都在開發(fā)相關(guān)的產(chǎn)品和系統(tǒng),但從技術(shù)成熟度 和應(yīng)用規(guī)模上看還處于起步階段。
M-Bus是一個層次化的系統(tǒng),由一個主設(shè)備、若干從設(shè)備和一對連接線纜組成,所有從設(shè)備并行連接在總線上,由主設(shè)備控制總線上的所有串行通信進程。如圖1所示。
為了實現(xiàn)對從設(shè)備的遠程供電,總線上的碼流表示如下:
通過電平的偏移實現(xiàn)主設(shè)備到從設(shè)備的碼流傳遞,在總線驅(qū)動器(主設(shè)備的一部分)上:邏輯“1”(MARK)對應(yīng)36V的電壓,在傳送邏輯“0”(SPACE)時,總線驅(qū)動器將總線上的電壓從36V減少到24V。從設(shè)備到主設(shè)備的碼流傳遞則通過調(diào)制從設(shè)備消耗的電流來實現(xiàn)。邏輯“1”用1.5mA的恒定電流表示,邏輯“0”則需在1.5mA的基礎(chǔ)上再加上11-20mA的電流。MARK值時的電流可以用來給接口電路甚至是儀表或傳感器電路供電。圖2表示了主、從設(shè)備碼流傳送時電壓和電流的變化。
從上圖可以看到由于總線驅(qū)動器的阻抗影響,從設(shè)備傳送低電平時總線上的電壓會略微降低一些。此外還可以看到總線上的靜止?fàn)顟B(tài)是邏輯“1”,此時總線驅(qū)動器上的電壓是36V,從設(shè)備的靜態(tài)電流是1.5mA。當(dāng)所有從設(shè)備都不輸出邏輯“0”時,總線驅(qū)動器輸出一個恒定的電流以驅(qū)動總線,由于傳輸線的阻抗衰減,同時根據(jù)從設(shè)備和主設(shè)備的距離及從設(shè)備總靜態(tài)電流的大小,在從設(shè)備端的實際電壓要略低于36V。因此從設(shè)備在識別總線上的碼流時是根據(jù)12V電平的偏移而不是根據(jù)電壓的絕對值來進行的。主設(shè)備在接收從設(shè)備發(fā)送的SPACE值時則是根據(jù)總線電流有11-20mA的增加來判別。因此M-Bus在任何時候數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蚴菃蜗虻模瑥闹髟O(shè)備到從設(shè)備或從從設(shè)備到主設(shè)備,這種通信方式不僅實現(xiàn)了對從設(shè)備的遠程供電同時還獲得了對外部干擾的很強的抵抗能力。
1. 高速穩(wěn)定的通訊速率,在4.8kb/s 的通訊速率時可達到2.4Km的可靠通訊距離;
2. 在4.8kb/s、2.4Km的可靠通訊距離時,可有多達500個接點的容量;
3. 允許串型、星型、交叉等任意接線分支的布線方式;
4. 極低的靜態(tài)功耗,低達200uA;
5. 使用普通雙絞線,無極性二線制安裝接線;
6. 隔離通訊設(shè)備可保證在遭雷擊時可靠工作,
7. 恒流的電流環(huán)通訊方式,抗干擾性強;
8. 具有設(shè)備自動登錄等功能,可容納多種設(shè)備,預(yù)留多種通訊協(xié)議,擴展方便;
9. 通過總線可向從設(shè)備提供200mA電流;
M-Bus總線的工作狀態(tài)分為數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)和空閑工作方式兩種,數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)又分為主站至從站的數(shù)據(jù)傳輸和從站至主站的數(shù)據(jù)傳輸。主站至從站的數(shù)據(jù)傳輸只允許一個主站連接到戶用儀表總線。主站工作時應(yīng)向總線提供電源。
家用公共事業(yè)儀表通過擴展M-Bus總線,使其具有與M-Bus儀表總線通訊的功能,從而實現(xiàn)遠程抄表功能。