[实用新型]一种程控带远程供电功能的仪表总线主机接口电路装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，具体地说是一种程控带远程供电功能的仪表总线主机接口电路装置，用于仪表总线通讯网络中的主站接口电路，进行仪表远程抄读。

背景技术

近年来，随着电子技术的飞快发展及社会进步，人们对设备的自动化控制需求越来越强烈，为此电子设备的低成本联网管理势在必行。虽然各种高速通讯网络发展迅速，其通讯介质复杂且昂贵，不适用于低端设备对低成本、安装使用简便的要求。

在自动抄表领域内，大量使用RS485总线，但在使用过程中遇到很多局限性：节点容量少，不能实现节点事件的快速响应，通讯速率低百米通讯速率＜2400bps，非隔离式不适合长距离户外通讯，总线不能给节点供电，通信频带窄，设备需要解决电源问题，通讯网络复杂安装调试不便等。为此RS485不能够满足设备对网络日益提高的要求。

行业内部目前已有的信号调制电路基本采用运算放大器来调制信号，但运算功率放大器在使用过程中普遍存在功率消耗大，发热量大，电路结构复杂不易生产调试，通信频带窄一般低于1200bps，双电源供电成本较高，总线保护电路容易在保护工作过程中发热烧坏，自我恢复性能不佳极易造成某些关键部件的烧坏，从而使系统瘫痪。

实用新型内容

为了克服上述已有技术的不足，我们提供一种程控带远程供电功能的仪表总线主机接口电路装置，它在下行电路长时间保护时不烧坏自身电路装置，使得仪表总线下行传输中具有低功耗、高保真、负载能力强、通信频带宽、低成本单电源供电。使其在水、电、气、热等计量表计以及一些低成本高可靠的智能终端中广泛使用。

一种程控带远程供电功能的仪表总线主机接口电路装置，由主电源电路、辅助电源电路、电气接口电路、MCU控制电路、Mbus信号解调电路、Mbus信号调制电路、短路/过载检测电路组成，辅助电源电路连接MCU控制电路，MCU控制电路连接电气接口电路、MCU控制电路、Mbus信号解调电路、Mbus信号调制电路，主电源电路为MCU控制电路、Mbus信号解调电路、Mbus信号调制电路供电。

所述的主电源电路输入220VAC，输出36VDC；辅助电源电路输入15VDC，输出5VDC。

所述的MCU控制电路由低功耗单片机及若干外围阻容电路组成，提供信号的调制、解调控制及同上位主控系统的数据收发控制。

所述的Mbus信号调制电路主要由开关信号控制集成电路及若干电阻、电容组成，将上位控制器的下发信号转换成仪表总线的开关量方波信号。

所述的Mbus信号解调电路由三极管、高精度电阻、电容、二极管组成，起上行电流信号的放大作用，供MCU控制器解调信号。

所述的短路/过载检测电路由三极管、精密电阻器、电容组成，按照主控MCU检测指令检测当前电流值，供MCU控制使用。

本实用新型与同类技术相比具有的优点：

1、本实用新型使用超低功耗MCU作为主控核心部件，系统整机功耗低；

2、本实用新型所使用的器件较市场主流接口电路结构简单，性能可靠成本低；

3、本实用新型系统使用单15V电源供电，二次开发外围电路简单，成本低；

4、通讯频带可达9600bps。

附图说明

图1是本实用新型组成的方框图

图2A是主电源电路图

图2B是辅助电源电路图

图2C是MCU控制电路图

图2D是信号调制电路图

图2E是信号解调电路图

图2F是电气接口电路图

具体实施方式

参照图1，一种程控带远程供电功能的仪表总线主机接口电路装置，由主电源电路、辅助电源电路、电气接口电路、MCU控制电路、Mbus信号解调电路、Mbus信号调制电路、短路/过载检测电路组成，辅助电源电路连接MCU控制电路，MCU控制电路连接电气接口电路、MCU控制电路、Mbus信号解调电路、Mbus信号调制电路，主电源电路为MCU控制电路、Mbus信号解调电路、Mbus信号调制电路供电。主电源电路输入220VAC，输出36VDC；辅助电源电路输入15VDC，输出5VDC。MCU控制电路由低功耗单片机及若干外围阻容电路组成，提供信号的调制、解调控制及同上位主控系统的数据收发控制。Mbus信号调制电路主要由开关信号控制集成电路及若干电阻、电容组成，将上位控制器的下发信号转换成仪表总线的开关量方波信号。Mbus信号解调电路由三极管、高精度电阻、电容、二极管组成，起上行电流信号的放大作用，供MCU控制器解调信号。短路/过载检测电路由三极管、精密电阻器、电容组成，按照主控MCU检测指令检测当前电流值，供MCU控制使用。MCU接受上位机PC的下发信号，交替控制开关管的开通关断，完成下行TTL到仪表总线的信号加载，完成信号由上位机PC到下行仪表总线的数据发送过程；仪表总线从机会发出15mA的交替电流调制信号，程控MCU控制实时检测调制电流信号，完成下行数据的接收。整个系统使用低功耗MCU作为核心器件，配合外围电路组成数据的接受，发送电路，反映灵敏，可靠性高，成本低。根据大量实践证明，该电路装置具有系统可靠稳定、成本低、通讯频带宽等优点，能够很好地满足于智能水、电、气、热表及相关非电量仪表的集中管理与数据传输场合，有着良好的推广意义及市场价值。