[实用新型]一种应用于MBUS通讯总线的电子开关

说明书

一种应用于MBUS通讯总线的电子开关，适用于由电池供电、交流供电的M‑BUS总线连接的总线式水表、气表、电表的智能远程集抄系统或其他报警、监控设备等组成的网络系统，本电子开关的作用是为了将M‑BUS总线上所有从机设备进行物理分组与隔离，并给这些从机设备提供电源，接收、控制并处理从机设备的数据信号，同时承担与主设备进行数据交互，总线供电的条件下的开关初始状态为断开状态，后级输出所连接的从设备被物理分组并隔离；自带通讯模块，通过该模块可以接收主机的打开后级输出命令，从而将后级输出所连接的从设备接入总线。

技术领域：

本实用新型涉及一种M-BUS通讯总线的电子开关，适用于由电池供电、交流供电的M-BUS总线连接的总线式水表、气表、电表的智能远程集抄系统或其他报警、监控设备等组成的网络系统，本电子开关的作用是为了将M-BUS总线上所有从机设备进行物理分组与隔离，并给这些从机设备提供电源，接收、控制并处理从机设备的数据信号，同时承担与主设备进行数据交互。

背景技术：

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，但M-BUS总线网络在使用过程中，单台采集设备带的智能仪器、仪表的数量多至上百个，使得系统庞大，一旦接入的从机设备出现短路等问题，在数百个从机点中找出故障点将变得很麻烦，这样后期维护工作相当复杂，更严重的是经常出现由于M-BUS通讯总线的某个从机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。

发明内容：

本实用新型的设计目的是：设计一款M-BUS总线式网络系统的电子开关，应用于M-BUS总线方式连接的有线远程抄表系统，将M-BUS总线上所有从机设备进行物理分组与隔离，从而增强主机设备的带载能力，并减少后期维护、排查工作量，特别适用于电池供电的系统，因为常规的锂亚电池输出能力有限，如果总线负载太重，电池的输出能力将无法完成抄表工作，势必要在电路上增加成本加大电流输出能力，而使用本电子开关将从设备分组后，每次只对其中某一组从设备采集数据，总线的负载电流会成倍减少，常规锂亚电池即可满足要求。

本实用新型所提供的电子开关包括：单片机系统、总线输入、总线取电电源模块、通讯模块、总线输出，其中单片机系统至少内置一路ADC模块和模拟比较器模块，用于通讯模块接收数据，总线输入为两根有极性的M-BUS线，正极定义为BUSL1，负极定义为BUSL2，其中BUSL1经过一个隔离二极管D1；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；总线输出为两根有极性的M-BUS线，正极定义为BUS1，负极定义为BUS2。

本实用新型为实现上述目的，采用以下方案：

总线输入正极BUSL1经过隔离二极管D1后，直接作为输出的正极BUS1，输出的负极BUS2经由一个三级管T1控制，其中，T1的集电极接到BUS2，发射极接到GND，基极经过一个电阻R1连接到单片机的控制引脚CTR，CTR接入一个下拉电阻R2到GND。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通讯总线电子开关的系统电源，电源正极定义为：Vcc，电源负极定义为：GND，控制引脚CTR初始状态为输出“0”，此时，三极管T1截至，BUS2浮空，总线输入正极BUSL1经过隔离二极管D1后，直接作为输出的正极BUS1，因为BUS2浮空，所以BUS1与BUS2不能形成回路，整个输出关闭；通讯模块用于接收主机的开关命令，假设接收到了打开后级输出的命令，单片机的控制引脚CTR会输出“1”，此时，三极管T1导通，集电极的BUS2连接到发射集GND，总线输入正极BUSL1经过隔离二极管D1后直接作为输出的正极BUS1，经由BUS2回到GND形成一个完整回路，输出即被打开；通讯总线掉电，BUSL1断电，BUS1直接被切断，单片机系统进入掉电状态并等待重新上电。