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CN110311845A - 一种电池供电式m-bus总线供电方法 - Google Patents

一种电池供电式m-bus总线供电方法 Download PDF

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Abstract

一种电池供电式M‑BUS总线供电方法，适用于M‑BUS总线集中采集器：包括由电池、容性辅助电池组成的电池供电单元、单片机控制单元、M‑BUS总线供电控制单元、M‑BUS总线高压升压电路单元、M‑BUS总线低压升压电路单元、M‑BUS总线从机信号接收单元、上行通讯单元，其实现降低电池功耗方法为：在M‑BUS总线主机往从机发送控制信号时采用符合M‑BUS总线标准要求的“1”、“0”电压信号传输主机发送的控制命令，当从机设备接收到主机发出的控制命令后，需要给从机设备提供电源，以及需要给从机设备进行数据解码时，采用传输空号“逻辑0”的总线电压，即总线低压作为供电电源，即在电流恒定的条件下通过降低电压来降低功耗。

Description

一种电池供电式M-BUS总线供电方法
技术领域：
本发明涉及一种电池供电式M-BUS总线供电方法，适应于M-BUS总线系统中主机管理从机、并处理从机设备的数据信号，与管理中心直接进行数据交互的电池供电的主机管理设备，尤其是管理通过M-BUS总线组成网络的系统中的总线式水表、气表、电表以及其他报警、监控设备的集中采集器。
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，其施工简便，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总线输出电平的规范是：主机往从机下发的控制信号为电压信号：其电平格式为：1、传送空号(逻辑电平为“0”)时：总线电压一般大于10V；2、传送传号(逻辑电平为“1”)时；总线电压比空号时的总线电压高，压差一般要求大于10V，同时总线电压应小于等于42V，在一般的应用中，很多使用者采用的电压值为24V的空号电压和36V的传号电压；从站通过在固定总线供电电压下的电流大小的变化实现信号传递：通常空号电流比传号电流高12mA-22mA，这样在36V的条件下，假设传送空号的电流为20mA，则传送空号时要求的供电功率为720mW，由于M-BUS总线的电平中主机发送的电压高，功率大，主控的集中采集设备采用交流供电，而交流供电网络中的各种电磁干扰的因素，引起烧毁M-BUS从机设备的情况很普遍，导致整个行业的维护量相当大，大大抑制了本技术的推广。
同时由于以往的设备采用市电供电，存在：1、取电不方便；2、施工不方便等时机情况，也抑制了本技术的推广。
发明内容：
本发明的设计目的是：提供一种电池供电式M-BUS总线供电方法，用于M-BUS总线的集中采集系统，使得M-BUS系统不再受供电的限制，以及减少交流供电对从机设备的干扰，同时使电池的供电寿命大大延长。
本发明提供的一种电池供电式M-BUS总线供电方法，由此方法而设计的M-BUS总线集中采集器：包括由电池、容性辅助电池组成的电池供电单元、单片机控制单元、M-BUS总线供电控制单元、M-BUS总线高压DC-DC升压电路单元、M-BUS总线低压DC-DC升压电路单元、M-BUS总线从机信号接收单元、上行通讯单元，其实现降低电池功耗与电池的带载电流的基本方法为：在M-BUS总线主机往从机发送控制信号时采用标准的符合“1”、“0”电压标准格式的电压信号传输主机对从机设备的控制信号，当从机设备接收到主机设备发出的控制命令后，当主机设备认为需要给从机设备提供电源，以及需要给从机设备进行数据解码时，主机设备通过单片机控制单元控制，采用传输空号的总线电压作为供电电源，即在主机设备的接收从机设备的回传数据时，以及从机设备接收主机设备的指令后，需要完成指定的工作时，由主控设备输出低压，而达到了降低功耗、减少电池供电电源的电流的目的。
为实现本发明的功能，本发明采用如下技术方案：
一：通过单片机系统控制，当需要对从机设备进行操作时，通过M-BUS总线供电控制单元，将M-BUS总线的高压与低压两路DC-DC升压电路单元的供电连通，不需要对从机设备进行操作时，通过单片机控制系统切断供电。
二：连通供电后，将电池单元提供的电压(3.6V)通过M-BUS总线高压DC-DC升压电路单元，升到满足M-BUS传输传号“1”的电平电压，该电压值可根据不同的使用要求与条件做适当的调整，这样通过DC-DC转换电路，得到高压Vhigh，通过一套由三极管与MOS管组成开关电路，实现了M-BUS总线的高压Vbush输出；将电池单元提供的电压(3.6V)通过M-BUS总线低压DC-DC升压电路单元，升到满足M-BUS传输空号“0”的电平电压，该电压值可根据不同的使用要求与条件做适当的调整，这样通过DC-DC转换电路，得到电压Vlow，通过一个二极管输出到总线，实现了M-BUS总线的低压Vbusl。
三：然后通过的单片机控制单元控制的的电源选通电路完成符合M-BUS总线的电源电压的输出，实现满足主机与从机之间通讯要求的规约电平。
四：主机下发给从机的控制信号完成后，主机给从机的控制电压，切换到输出低压，并维持低压供电。
五：主机接收完从机的电流信号，并将数据解析完成后，如果还有从机设备需要操作，则主机设备通过其单片机系统，将输出电压切换到高压输出，同时需要至少维持发送1个字节长度的时长后，才能继续发送控制命令；如果已经完成工作，则直接控制断电，完成任务。
本发明具备有如下的优点：
1、电池供电，减少了交流供电对系统内设备的影响，同时由于不需要交流供电，具备有施工灵活的特点。
2、通过简单的电路，在仅增加了几个器件的情况下，将接收数据时的电池的功耗降低了很多，能大大的延长电池的寿命，减少了设备在寿命期内更换电池的风险，同时具备成本低的特点。
所以，该发明不仅方便而且成本低，具有很广的推广价值。
附图说明：
图1：本发明实施例M-BUS总线主机发送电压信号示意图。
图2：本发明实施例M-BUS总线从机回传电流信号示意图。
图3：本发明实施例M-BUS总线供电电源原理图。
具体实施方式：
下面结合附图，对本发明做进一步的说明：
如图1所示：对本实施例所涉及的M-BUS总线主机发送信号简易描述，在图中，所给定的主机传输信号为较常见的电压值，主机传号(维持高电平、或发送逻辑“1”信号)的电压：假设：Vmark＝20.8V-42V，主机空号(发送逻辑“0”信号)的电压：Vspace＝Vmark-10V。
在例证中：假定M-BUS总线主机的发送信号传输到M-BUS总线从机设备无衰减，假设Vmark＝22V，Vspace＝12V。
结合图2，对本实施例所涉及的M-BUS总线从机回传信号简易描述，在图中，所给定的从机回传电流信号为较常见的电流值，从机传号(从机正常工作以及发送逻辑“1”信号)时：Imark＝一个恒定电流，从机空号电流(发送逻辑“0”信号)的电流：Ispace＝Imark+Imc，Imc＝10mA-22mA，此时的工作电压为一个恒定值，对于M-BUS系统而言，该电压通常为M-BUS总线传号时的电压，因为通常M-BUS总线的供电方式为交流供电，所以其对功耗的要求不是特别的严格，所以在以往的M-BUS总线的从机回传电流以及从机工作时，通常工作在总线的高压状态下；但为了减少从机的功耗以及延长电池的工作寿命，我们将采用在低压状态下的解码方式。
在例证中：假定M-BUS系统中的从机设备的回传电流的特征如下：Imc＝20mA，Vmark＝2mA，则Ispace＝22mA，此时的供电电压为主机的空号电压，即：Vspace＝12V。
可以得到如下的数据：
在供电电压在：Vspace＝12V的条件下：
从机工作，以及传号(发送逻辑“1”)时的功耗为：P1＝12V*2mA＝24mW
从机空号(发送逻辑“0”)时的功耗为：P2＝12V*22mA＝264mW
而在供电电压在：Vmark＝22V的条件下：
从机工作，以及传号(发送逻辑“1”)时的功耗为：P1h＝22V*2mA＝44mW
从机空号(发送逻辑“0”)时的功耗为：P2h＝22V*22mA＝484mW
通过上面的计算，可以很明显的得到如下结论：
P1＝24mW，远低于P1h＝44mW，当总线下挂10个从机时，则可节省200mW的从机工作功耗。
P2＝264mW，远低于P1h＝484mW，当总线下挂10个从机时，由于回传信号的从一般只有一个，所以也则可节省220mW的从机回传数据逻辑“0”的功耗。
通过上面的例证，得到如下结论：在M-BUS总线系统中，当主机往从机发送完控制命令后，从机工作时，以及通过以电流方式回传数据信号时，当采用以总线输出低压时的电压作为供电电压时的功耗，比以总线输出高压时的电压作为供电电压时的功耗低很多，即可以大大延长电池的使用寿命。
至于如何实现，其方式有很多种电路支持，至于使用哪种电路，不一一罗列，但不管采用哪种电路来实现，都将落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种电池供电式M-BUS总线供电方法，适用于M-BUS总线系统中的主机管理设备：包括由电池、容性辅助电池组成的电池供电单元、单片机控制单元、M-BUS总线供电控制单元、M-BUS总线高压升压电路单元、M-BUS总线低压升压电路单元、M-BUS总线从机信号接收单元、上行通讯单元，其特征为：在M-BUS总线主机往从机发送控制信号时采用符合M-BUS总线标准要求的“1”、“0”电压标准格式的电压信号传输主机对从机设备的控制信号，当从机设备接收到主机发出的控制命令后，主机设备认为需要给从机设备提供电源，以及需要给从机设备进行数据解码时，采用传输空号“逻辑0”的总线电压，即以M-BUS总线低压作为从机供电电源。
2.根据权利要求1所述的电池供电式M-BUS总线供电方法，其特征在于：采用3.6V锂离子电池作为主机设备以及整个M-BUS系统中的供电电源。
3.根据权利要求1所述的电池供电式M-BUS总线供电方法，其特征在于：M-BUS总线输出的高压与低压由两个独立的升压电路单独完成。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101776931A (zh) * 2009-12-18 2010-07-14 云南大学 仪表总线从机的低功耗电源电路
WO2012025126A1 (en) * 2010-08-27 2012-03-01 Northq Aps A retrofittable system for automatic reading of utility meters and a template for aligning an optical sensor housing thereof
CN202166856U (zh) * 2011-05-20 2012-03-14 深圳市骏普科技开发有限公司 一种m-bus总线的从机接收电路
CN102508508A (zh) * 2011-11-22 2012-06-20 昆明高驰科技有限公司 可程控的仪表总线从机电源电路
CN202383491U (zh) * 2011-12-12 2012-08-15 深圳市骏普科技开发有限公司 一种m-bus总线的从机供电和阀门控制电路
CN102710426A (zh) * 2012-04-23 2012-10-03 江苏迈拓智能仪表有限公司 一种使用M-Bus总线集中供电的方法
CN203398843U (zh) * 2013-08-14 2014-01-15 天津赛恩能源技术有限公司 一种基于m-bus总线设备的辅助电源
CN105526952A (zh) * 2014-09-28 2016-04-27 沈阳中科奥维科技股份有限公司 一种低功耗无线仪表实现装置和方法
CN107516412A (zh) * 2017-08-17 2017-12-26 洛阳愿景科技有限公司 一种电池供电的m‑bus多通道智能数据采集远传设备
CN208239974U (zh) * 2018-01-10 2018-12-14 北京纳衡仪器仪表有限公司 使用二总线同时提供电源和进行通信的主站机装置
CN208353365U (zh) * 2018-06-11 2019-01-08 济南和世智能科技有限公司 一种基于窄带物联网的智慧水表通讯控制装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101776931A (zh) * 2009-12-18 2010-07-14 云南大学 仪表总线从机的低功耗电源电路
WO2012025126A1 (en) * 2010-08-27 2012-03-01 Northq Aps A retrofittable system for automatic reading of utility meters and a template for aligning an optical sensor housing thereof
US20130213156A1 (en) * 2010-08-27 2013-08-22 Northq Aps Retrofittable system for automatic reading of utility meters and a template for aligning an optical sensor housing thereof
CN202166856U (zh) * 2011-05-20 2012-03-14 深圳市骏普科技开发有限公司 一种m-bus总线的从机接收电路
CN102508508A (zh) * 2011-11-22 2012-06-20 昆明高驰科技有限公司 可程控的仪表总线从机电源电路
CN202383491U (zh) * 2011-12-12 2012-08-15 深圳市骏普科技开发有限公司 一种m-bus总线的从机供电和阀门控制电路
CN102710426A (zh) * 2012-04-23 2012-10-03 江苏迈拓智能仪表有限公司 一种使用M-Bus总线集中供电的方法
CN203398843U (zh) * 2013-08-14 2014-01-15 天津赛恩能源技术有限公司 一种基于m-bus总线设备的辅助电源
CN105526952A (zh) * 2014-09-28 2016-04-27 沈阳中科奥维科技股份有限公司 一种低功耗无线仪表实现装置和方法
CN107516412A (zh) * 2017-08-17 2017-12-26 洛阳愿景科技有限公司 一种电池供电的m‑bus多通道智能数据采集远传设备
CN208239974U (zh) * 2018-01-10 2018-12-14 北京纳衡仪器仪表有限公司 使用二总线同时提供电源和进行通信的主站机装置
CN208353365U (zh) * 2018-06-11 2019-01-08 济南和世智能科技有限公司 一种基于窄带物联网的智慧水表通讯控制装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RASMUS MELCHIOR JACOBSEN: "Data recovery using side information from the wireless M-Bus protocol", 《2013 IEEE GLOBAL CONFERENCE ON SIGNAL AND INFORMATION PROCESSING》 *
小溢: "对M-BUS的个人理解", 《HTTPS://BLOG.51CTO.COM/WHYLINUX/1892860》 *
李晶: "户用低功耗超声式热量表的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库 (硕士) 工程科技Ⅱ辑》 *
谭文忠: "基于仪表总线的嵌入式通信接口的设计研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

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