[实用新型]一种基于单片机控制的数字智能M_bus集中器

说明书

技术领域

 本实用新型涉及仪表能耗监控领域，尤其是将MBus用于各类仪表或相关装置的能耗类智能管理系统，具体地说是一种基于单片机控制的数字智能M_bus集中器。

背景技术

仪表总线（meter bus,MBus）是一种新型总线结构，MBus主要特点是通过两条无极性传输线来同时供电和传输串行数据，而各个子站（以不同的ID确认）并联在MBus总线上。将MBus用于各类仪表或相关装置的能耗类智能管理系统中时，可对相关数据或信号进行采集并传递。

目前，住宅小区，办公场所等地区所安装的仪表通常采用没有进行能耗管理，采用人工抄表的方式进行数据采集，人工抄表不但效率低，且不利于科学管理，给城市管网的建模、分析、规划等都带来很大的困难。另外，现有的数据采集系统布线复杂，结构繁复，具有造价高昂和可靠性差的缺点。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种基于单片机控制的数字智能M_bus集中器。利用MBus总线连接各类仪表，可大大简化住宅小区，办公场所等能耗智能化管理系统的布线和连接，且具有结构简单、造价低廉、可靠性高的特点。

本实用新型的技术方案是：

一种基于单片机控制的数字智能M_bus集中器，它包括接收模块、发送模块接口电路、发送模块以及电源供电电路，所述的电源供电电路与接收模块、发送模块的供电信号端相连，所述的发送模块接口电路与远程的控制主机进行通信，接收主机的控制信号，所述的发送模块接口电路的控制信号输出端与发送模块的控制信号输入端相连，发送模块输出M_bus信号至并接在M_bus总线上的负载即各类仪表装置；接收模块作为基于单片机控制的数字智能M_bus集中器的反馈信号采集端与负载的串联电阻相连，采集负载的电流变化引起的串联电阻上的电压变化信号，并将其转换为TTL信号，该接收模块的信号输出通过发送模块接口电路反馈至控制主机。

本实用新型的接收模块包括MCU单片机处理器、由电阻RDAC与电容CDAC组成的积分电路，由负载的串联电阻R20、电阻R1和电容C102构成的AD采样滤波电路，比较器，由电阻R153、R103构成的分压电路以及由稳压二极管V6.5V、电阻R102和三极管Q3构成的输出电路，所述的MCU单片机处理器的A/D采样脚MCU_ADC1与电阻R1相连，电阻RDAC的一端与接收模块中的单片机PWM输出脚MCU_DAC，另一端与电容CDAC的一端串接，电容CDAC的另一端接地，电阻RDAC与电容CDAC的连接点与比较器的反相比例信号输入端相连，比较器的同相比例信号输入端串接电阻R103和电阻R20后接地，电容C102并接在电阻R20的两端，比较器的电源端、反相比例信号输入端和同相比例信号输入端之间并接分压电路，比较器的信号输出端依次串接稳压二极管V6.5V、电阻R102和三极管Q3，通过三极管Q3输出TTL信号至发送模块接口电路。

本实用新型的接收模块还包括瞬态抑制高压二极管VTS9V，瞬态抑制高压二极管VTS9V的正极接地，负极与比较器的同相比例信号输入端相连。

本实用新型的发送模块是将发送模块接口电路过来的TTL信号转换成M_bus信号既高电平36V低电平20V进行输出，包括稳压芯片、场效应管M2、二极管D3、三极管Q2以及外围电路构成，所述的电阻R101的一端作为发送模块的信号输入与发送模块接口电路的输出端相连，电阻R`01的另一端与三极管Q2基极相连，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极通过电阻R123、R2001与场效应管M2的源极和栅极相连组成高电平输出电路，稳压芯片与二极管D3组成低电平输出电路并接在场效应管M2的源极和漏极上，电容C101与电容C100组成电源滤波电路。

本实用新型的基于单片机控制的数字智能M_bus集中器还包括过载保护电路，该过载保护电路的一信号端与电源供电电路双向连接，另一信号端与负载即各类仪表装置双向连接。

本实用新型的发送模块接口电路由RS232转TTL接口芯片、RS485转TTL接口芯片以及波动开关构成。

本实用新型的电源供电电路采用宽电压9～12V 、2A 直流电源供电，一路通过隔离变压器输出+5V电源供发送模块接口电路使用，一路通过稳芯片供接收模块的MCU单片机处理器和发送模块接口电路使用，一路通过DC～DC升压芯片IC5203至+36V 供发送模块使用。

本实用新型的升压芯片IC5203工作频率为500KHz，通过电感L1和续流二极管D2及滤波电容C4、C5组成升压电路。 

本实用新型的有益效果：