專利名稱：M-bus總線控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于現(xiàn)場總線控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于M-BUS總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)目?制器，可用于M-BUS總線的水電氣熱表、工業(yè)現(xiàn)場儀表、消防報警及聯(lián)動控制、智能家居、樓 宇和小區(qū)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
M-BUS (Meter-BUS，EW434-3)是消費(fèi)類儀表國際通行標(biāo)準(zhǔn)。是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的 現(xiàn)場總線，具有良好的開放性，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線結(jié)構(gòu)，采用普通的兩芯電纜連接，同時完 成電源供電和數(shù)據(jù)通信的功能，在連接時不用區(qū)分極性，可按照任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)布線施工，其 施工成本和難度大大下降。M-BUS總線電氣接口應(yīng)符合下列要求
在從站由主站供電時，每個從站獲得不大于2mA的電流，主站驅(qū)動能力應(yīng)不小于64個 從站。主站至從站的信息傳輸是通過電平變化的方式來實(shí)現(xiàn)的。傳號(邏輯電平為“1”) 時總線電壓應(yīng)比空號時的總線電壓大10V，且總線電壓小于等于42V;空號(邏輯電平為 “0”)時總線電壓應(yīng)大于12V。從站至主站信息傳輸是通過從站電流大小的變化來實(shí)現(xiàn)的。傳號(邏輯電平“ 1 ”) 時傳號電流為OmA 1. 5mA ；空號(邏輯電平“0”)時空號電流為在傳號電流值的基礎(chǔ)上 增加約IlmA 20mA;總線空閑時，主、從站應(yīng)保持傳號狀態(tài)。M-BUS總線控制器(即主站)主要具有兩個功能，一是為M-BUS總線上連接的從 站提供足夠的供電電源，同時具有故障保護(hù)功能(即總線短路或超負(fù)荷電流異常時，切斷 M-BUS總線的供給電源)，二是與從站通信。當(dāng)前的M-BUS總線控制器或主站存在以下不足
數(shù)據(jù)發(fā)送電路比較復(fù)雜，一般要經(jīng)過整形濾波、比較、放大等電路才能實(shí)現(xiàn)M-BUS總線 電壓調(diào)制，存在電路繁瑣、調(diào)試復(fù)雜、維修困難、工作不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。M-BUS總線上串聯(lián)較大容量的采樣電阻，導(dǎo)致M-BUS總線輸出電壓降低，影響通信 距離、降低從站數(shù)量。接收電路靈敏度不高，抗干擾能力差，通信成功率低。無總線故障保護(hù)功能或故障保護(hù)功能差(響應(yīng)時間較慢、靈敏度較低、易誤動作 等)，影響系統(tǒng)工作或損環(huán)設(shè)備元器件。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種M-BUS總線控制器，其特征是發(fā)送電路 簡單可靠，接收電路靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，極小的電流采樣電阻，基本無電壓降，通信距 離遠(yuǎn)，總線故障保護(hù)功能響應(yīng)時間快、靈敏度高、無誤動作，采用矩陣開關(guān)擴(kuò)展總線通道，增 加控制器帶從站的數(shù)量，降低成本和能耗。
本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案
一種M-BUS總線控制器，主要包括穩(wěn)壓電源、數(shù)據(jù)發(fā)送單元、電流采樣電阻、數(shù)據(jù)接收 單元、總線保護(hù)單元、第一電子開關(guān)、矩陣開關(guān)單元和控制單元，其特征在于
所述穩(wěn)壓電源第一極和第二極連接至所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元的輸入端，所述穩(wěn)壓電源第三 極連接至所述第一電子開關(guān)輸入端。穩(wěn)壓電源輸出為三個極，根據(jù)OV參考極的不同，分為 三種情況，所以某一極的正或負(fù)是不固定的，詳見實(shí)施例。所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元的控制端連接至所述控制單元。所述電流采樣電阻串聯(lián)在M-BUS總線上，電流采樣電阻的一端與所述數(shù)據(jù)發(fā)送單 元輸出端連接，另一端作為M-BUS總線的輸出，連接至所述矩陣開關(guān)單元的輸入端，所述電 流采樣電阻兩端還連接至所述數(shù)據(jù)接收單元，通過所述數(shù)據(jù)接收單元采集M-BUS總線的電
流信號。所述數(shù)據(jù)接收單元還分別連接至所述總線保護(hù)單元和控制單元，所述數(shù)據(jù)接收單 元對電流采樣電阻兩端電壓信號進(jìn)行差分檢測放大處理，實(shí)現(xiàn)總線數(shù)據(jù)的解調(diào)接收，供控 制單元處理，所述數(shù)據(jù)接收單元的部分信號還輸出到所述總線保護(hù)單元。所述總線保護(hù)單元還分別連接至所述控制單元和第一電子開關(guān)控制端，所述總線 保護(hù)單元對所述數(shù)據(jù)接收單元輸出信號進(jìn)行處理判斷，控制第一電子開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷，實(shí) 現(xiàn)總線故障保護(hù)，控制單元通過總線保護(hù)單元控制第一電子開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷。所述第一電子開關(guān)輸出端為M-BUS總線的輸出，連接至所述矩陣開關(guān)單元的輸入 端，控制端連接至所述總線保護(hù)單元。所述矩陣開關(guān)單元輸入端連接至M-BUS總線，輸出端為各通道M-BUS總線輸出，控 制端連接至所述控制單元。根據(jù)M-BUS總線標(biāo)準(zhǔn)要求，主站至從站的信息傳輸是通過電平變化的方式來實(shí)現(xiàn) 的。傳號(邏輯電平為“1”)時總線電壓應(yīng)比空號時的總線電壓大10V，且總線電壓小于等 于42V ；空號(邏輯電平為“0”)時總線電壓應(yīng)大于12V。所述穩(wěn)壓電源輸出的電壓第一極與第三極間電壓小于等于42V,第一極與第二 極間電壓大于10V，第二極與第三極間電壓大于12V。所述的數(shù)據(jù)發(fā)送單元包括一個第二電子開關(guān)和一個二極管，穩(wěn)壓電源第一極通過 第二電子開關(guān)連接到輸出端，穩(wěn)壓電源第二極通過二級管連接到輸出端，當(dāng)發(fā)送邏輯“0” 時，控制單元控制第二電子開關(guān)關(guān)斷，穩(wěn)壓電源第二極通過二級管連接到輸出端，輸出低電 壓，當(dāng)發(fā)送邏輯“1”時，控制單元控制第二電子開關(guān)導(dǎo)通，二極管的陰極電壓高于陽極電壓 (第一極電壓 > 第二極電壓)，二極管截止，穩(wěn)壓電源第一極連接到輸出端，輸出高電壓，從 而實(shí)現(xiàn)M-BUS總線發(fā)送電壓的調(diào)制。所述的電流采樣電阻串聯(lián)在M-BUS總線上，總線電流在此電阻上產(chǎn)生電壓降信 號，提供給數(shù)據(jù)接收單元處理，電流采樣電阻小于1 Ω，其產(chǎn)生的電壓降可以忽略不計。所述的數(shù)據(jù)接收單元包括電流檢測放大電路、信號轉(zhuǎn)換電路、信號比較電路、信號 嵌位電路。電流檢測放大電路是一個差分檢測放大電路，對輸入的信號進(jìn)行差分放大，有 效地實(shí)現(xiàn)對共模輸入(干擾)信號的抑制作用和對差模輸入(有效)信號的放大作用；信號轉(zhuǎn) 換電路是一個由運(yùn)算放大器組成的減法器電路，經(jīng)此處理后的信號一方面供給信號比較電 路，另一方面供給總線保護(hù)單元；信號比較電路是一個高速比較器電路，輸入的信號經(jīng)此較后得到包含有效接收數(shù)據(jù)的信號；信號嵌位電路限制輸入到控制單元的信號幅值，使之在 允許的安全范圍內(nèi)。所述的總線保護(hù)單元是一個故障檢測電路，監(jiān)視數(shù)據(jù)接收單元輸出的信號，同時 控制第一電子開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷，當(dāng)M-BUS總線的電流在正常范圍內(nèi)時，第一電子開關(guān)處于 導(dǎo)通狀態(tài)，一旦M-BUS總線負(fù)載出現(xiàn)異常(短路或電流超負(fù)荷)，經(jīng)電流采樣電阻和數(shù)據(jù)接收 單元處理后的信號也超出允許范圍，故障檢測電路監(jiān)視到此異常信號后，立即自動地控制 第一電子開關(guān)關(guān)斷，切斷M-BUS供給電源，有效的保護(hù)了整個系統(tǒng)。所述的矩陣開關(guān)單元實(shí)現(xiàn)M-BUS總線一到多通道的擴(kuò)展，一個M-BUS總線控制器 可輪流接通多個通道，擴(kuò)大了帶從站的數(shù)量。本發(fā)明的有益效果數(shù)據(jù)發(fā)送電路簡單，調(diào)試維護(hù)簡單方便；串聯(lián)的電流采樣電 阻小，基本無電壓降，通信距離遠(yuǎn)；接收電路采用差分電流檢測技術(shù)，靈敏度高，抗干擾能 力強(qiáng)；具有總線故障保護(hù)功能，響應(yīng)時間快、靈敏度高、無誤動作，有效地保護(hù)了系統(tǒng)不易損 壞；采用矩陣開關(guān)擴(kuò)展了總線通道，大大地增加了控制器帶從站的數(shù)量，降低了成本和能
耗 o


圖1是本發(fā)明的總體原理示意圖2A是本發(fā)明中數(shù)據(jù)發(fā)送單元第二電子開關(guān)電路實(shí)施方式之一原理示意圖； 圖2B是本發(fā)明中數(shù)據(jù)發(fā)送單元第二電子開關(guān)電路實(shí)施方式之二原理示意圖； 圖3是本發(fā)明中數(shù)據(jù)接收單元的電路原理示意圖； 圖4是本發(fā)明中總線保護(hù)單元的電路原理示意圖； 圖5是本發(fā)明中矩陣開關(guān)單元原理示意圖6A是本發(fā)明中矩陣開關(guān)單元第1通道開關(guān)電路實(shí)施方式之一原理示意圖； 圖6B是本發(fā)明中矩陣開關(guān)單元第1通道開關(guān)電路實(shí)施方式之二原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明
如附圖1所示，M-BUS總線控制器主要包括穩(wěn)壓電源、數(shù)據(jù)發(fā)送單元1、電流采樣電阻2、 數(shù)據(jù)接收單元、總線保護(hù)單元、第一電子開關(guān)3、矩陣開關(guān)單元和控制單元。所述穩(wěn)壓電源第一極和第二極連接至所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元1的輸入端，所述穩(wěn)壓電 源第三極連接至所述第一電子開關(guān)3輸入端。所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元1的控制端連接至所述控制單元。所述電流采樣電阻2串聯(lián)在M-BUS總線上，電流采樣電阻2的一端與所述數(shù)據(jù)發(fā) 送單元1輸出端連接，另一端作為M-BUS總線的輸出，連接至所述矩陣開關(guān)單元的輸入端， 所述電流采樣電阻2兩端還連接至所述數(shù)據(jù)接收單元，通過所述數(shù)據(jù)接收單元采集M-BUS 總線的電流信號。所述數(shù)據(jù)接收單元1還分別連接至所述總線保護(hù)單元和控制單元，所述數(shù)據(jù)接收 單元對電流采樣電阻2兩端電壓信號進(jìn)行差分檢測放大處理，實(shí)現(xiàn)總線數(shù)據(jù)的解調(diào)接收， 供控制單元處理，所述數(shù)據(jù)接收單元的部分信號還輸出到所述總線保護(hù)單元。
所述總線保護(hù)單元還分別連接至所述控制單元和第一電子開關(guān)3控制端，所述總 線保護(hù)單元對所述數(shù)據(jù)接收單元輸出信號進(jìn)行處理判斷，控制第一電子開關(guān)3導(dǎo)通或關(guān) 斷，實(shí)現(xiàn)總線故障保護(hù)，控制單元通過總線保護(hù)單元控制第一電子開關(guān)3導(dǎo)通或關(guān)斷。所述第一電子開關(guān)3輸出端為M-BUS總線的輸出，連接至所述矩陣開關(guān)單元的輸 入端，控制端連接至所述總線保護(hù)單元。所述矩陣開關(guān)單元輸入端連接M-BUS總線，輸出端為各通道M-BUS總線輸出，控制 端連接至所述控制單元。其工作原理為發(fā)送數(shù)據(jù)時，控制單元控制數(shù)據(jù)發(fā)送單元調(diào)制成發(fā) 送電壓信號，該電壓信號經(jīng)電流采樣電阻連接到矩陣開關(guān)單元，接收數(shù)據(jù)時，M-BUS總線的 電流信號在電流采樣電阻兩端產(chǎn)生電壓降信號，數(shù)據(jù)接收單元處理該電壓降信號后傳輸?shù)?控制單元，該電壓降信號同時提供給總線保護(hù)單元，一旦總線負(fù)載出現(xiàn)異常(短路或電流超 負(fù)荷)，總線保護(hù)單元立即自動地控制第一電子開關(guān)關(guān)斷，切斷電源與M-BUS總線負(fù)極的連 接。控制單元控制矩陣開關(guān)單元選擇相應(yīng)的M-BUS總線通道，實(shí)現(xiàn)M-BUS總線一到多通道 的擴(kuò)展。根據(jù)M-BUS總線標(biāo)準(zhǔn)要求，主站至從站的信息傳輸是通過電平變化的方式來實(shí)現(xiàn) 的。傳號(邏輯電平為“1”)時總線電壓應(yīng)比空號時的總線電壓大10V，且總線電壓小于等 于42V ；空號(邏輯電平為“0”)時總線電壓應(yīng)大于12V。穩(wěn)壓電源輸出的電壓第一極與第三極間電壓小于等于42V，第一極與第二極間 電壓大于10V，第二極與第三極間電壓大于12V。根據(jù)參考極(0V電壓)的不同，分為以下3 種情況
1、第一極為參考極(0V)，則第二極電壓范圍為-10V至-30V，第三極電壓范圍為-22V 至-42V。2、第二極為參考極(0V)，則第一電壓范圍為+10V至+30V，第三極電壓范圍為-12V 至-32V ；
3、第三極為參考極(0V)，則第一電壓范圍為+22V至+42V，第二極電壓范圍為+10V至 +30V ；
如附圖1所示，數(shù)據(jù)發(fā)送單元1包括一個第二電子開關(guān)4和一個二極管5，穩(wěn)壓電源第 一極通過第二電子開關(guān)4連接到輸出端，穩(wěn)壓電源第二極通過二級管5連接到輸出端，當(dāng)發(fā) 送邏輯“0”時，控制單元控制第二電子開關(guān)4關(guān)斷，穩(wěn)壓電源第二極通過二級管5連接到輸 出端，輸出0V電壓，當(dāng)發(fā)送邏輯“1”時，控制單元控制第二電子開關(guān)4導(dǎo)通，二極管5的陰 極電壓高于陽極電壓，二極管5截止，穩(wěn)壓電源第一極連接到輸出端，輸出正電壓，從而實(shí) 現(xiàn)M-BUS總線發(fā)送電壓的調(diào)制。如附圖2A所示，附圖1的第二電子開關(guān)4由三極管Q1、M0SFET管Q2和電阻R2、 R3、R4、R5組成，M0SFET管Q2的源極連接到穩(wěn)壓電源第一極，M0SFET管Q2的漏極連接到二 極管5的陰極，二極管5的陽極連接至穩(wěn)壓電源第二極，二極管5的陰極為數(shù)據(jù)發(fā)送單元的 輸出端。如附圖2B所示，附圖1中的第二電子開關(guān)4電子開關(guān)由三極管Q3、繼電器K1、二 極管D1和電阻R6、R7組成，繼電器K1的一端連接到穩(wěn)壓電源第一極，另一端連接到二極管 5的陰極，二極管D1為繼電器的續(xù)流二極管，二極管5的陽極連接穩(wěn)壓電源第二極，二極管 5的陰極為數(shù)據(jù)發(fā)送單元的輸出端。
如附圖3所示，數(shù)據(jù)接收單元包括電流檢測放大電路、信號轉(zhuǎn)換電路、信號比較電 路、信號嵌位電路。電流檢測電路由電流檢測芯片Ul和電阻R9、R10組成，信號轉(zhuǎn)換電路由 運(yùn)算放大器U2A和電阻R11、R12、R13、R14組成，信號比較電路由比較器U3A、二極管D2、電 容Cl和電阻R15、R16、R17組成，信號嵌位電路由二極管D3和電阻R18、R19組成。電流檢 測放大電路是一個差分檢測放大電路，對輸入的信號進(jìn)行差分放大，有效地實(shí)現(xiàn)了對共模 輸入(干擾)信號的抑制作用和對差模輸入(有效)信號的放大作用；信號轉(zhuǎn)換電路是一個由 運(yùn)算放大器組成的減法器電路，經(jīng)此處理后的信號一方面供給信號比較電路，另一方面供 給總線保護(hù)單元；信號比較電路是一個高速比較器電路，輸入的信號經(jīng)比較后得到包含有 效數(shù)據(jù)信息的信號；信號嵌位電路限制輸入到控制單元的信號幅值，使之在允許的安全范 圍內(nèi)。如附圖4所示，總線保護(hù)單元包括信號比較電路、信號嵌位電路和信號鎖存電路。 信號比較電路由U3B和電阻R20、R21、R22、R23組成，信號嵌位電路由二極管D4、電容C2和 電阻R24、R25、R26組成，信號鎖存電路由鎖存器U4A、電阻R27、R28組成，通過電阻R20和 R21設(shè)定總線的故障保護(hù)電流值。如附圖5所示，為矩陣開關(guān)電路原理示意圖，包含16個相同的通道開關(guān)(通道數(shù)量 可根據(jù)需要增減)，每個通道開關(guān)的輸入端與M-BUS總線連接，輸出端連接到輸出端子，控制 端與控制單元連接。通過通道開關(guān)，控制信號可同時控制M-BUS總線正極、負(fù)極與輸出端子 的導(dǎo)通或關(guān)斷。通道開關(guān)是一個雙刀開關(guān)。在本實(shí)施例中，以矩陣開關(guān)電路的第1通道開關(guān)為例說明其電路結(jié)構(gòu)原理。如附圖6A所示，為矩陣開關(guān)電路的第1通道開關(guān)電路實(shí)施方式之一原理示意圖。 圖5中的通道開關(guān)Sl由4個電子開關(guān)組成由電阻RA1、RA4和三極管QA2組成的第1電子 開關(guān)，由電阻RA2、RA3和MOSFET管QAl組成的第2電子開關(guān)，由二極管DAl、電阻RA5和三 極管QA3組成的第3電子開關(guān)，由電阻RA6、RA7和MOSFET管QA4組成的第4電子開關(guān)；其 中電阻RA4的一端連接到三極管QA2的基極，另一端連接到控制單元；MOSFET管QAl的源 極連接到M-BUS總線的負(fù)極，漏極為該通道的負(fù)極輸出，連接到輸出端子；MOSFET管QA4的 源極連接到M-BUS總線的正極，漏極為該通道的正極輸出，連接到輸出端子；
工作原理為控制單元控制第1電子開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷，第1電子開關(guān)控制第2電子開關(guān) 和第3電子開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷，第3電子開關(guān)控制第4電子開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷，即輸入控制信號 同時控制M-BUS總線正極、負(fù)極與輸出端子的導(dǎo)通或關(guān)斷。如附圖6B所示，為矩陣開關(guān)電路的第1通道開關(guān)電路實(shí)施方式之二原理示意圖。 圖5中的通道開關(guān)Sl由第5電子開關(guān)和繼電器KA1、二極管DA2組成，其中第5電子開關(guān)由 電阻RA8、RA9和三極管QA5組成，與繼電器KAl并聯(lián)的二極管DA2起續(xù)流作用，M-BUS總線 的正極和負(fù)極分別連接到繼電器KAl的公共端，繼電器KAl的常開端分別連接到該通道的 輸出端子?？刂茊卧ㄟ^電子開關(guān)驅(qū)動繼電器控制M-BUS總線的輸出端正極、負(fù)極與輸出 端子的導(dǎo)通或關(guān)斷。本發(fā)明申請人結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的實(shí)施例做了詳細(xì)的說明與描述，但是本 領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，詳盡的說明只是為了幫 助讀者更好地理解本發(fā)明精神，而并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，相反，任何基于本發(fā)明的 發(fā)明精神所作的任何改進(jìn)或修飾都應(yīng)當(dāng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種M BUS總線控制器，主要包括穩(wěn)壓電源、數(shù)據(jù)發(fā)送單元、電流采樣電阻、數(shù)據(jù)接收單元、總線保護(hù)單元、第一電子開關(guān)、矩陣開關(guān)單元和控制單元，其特征在于所述穩(wěn)壓電源第一極和第二極連接至所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元的輸入端，所述穩(wěn)壓電源第三極連接至所述第一電子開關(guān)輸入端； 所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元的控制端連接至所述控制單元；所述電流采樣電阻串聯(lián)在M BUS總線上，電流采樣電阻的一端與所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元輸出端連接，另一端作為M BUS總線的輸出，連接至所述矩陣開關(guān)單元的輸入端，所述電流采樣電阻兩端還連接至所述數(shù)據(jù)接收單元，通過所述數(shù)據(jù)接收單元采集M BUS總線的電流信號；所述數(shù)據(jù)接收單元還分別連接至所述總線保護(hù)單元和控制單元，所述數(shù)據(jù)接收單元對電流采樣電阻兩端電壓信號進(jìn)行差分檢測放大處理，實(shí)現(xiàn)總線數(shù)據(jù)的解調(diào)接收，供控制單元處理，所述數(shù)據(jù)接收單元的部分信號還輸出到所述總線保護(hù)單元；所述總線保護(hù)單元還分別連接至所述控制單元和第一電子開關(guān)控制端，所述總線保護(hù)單元對所述數(shù)據(jù)接收單元輸出信號進(jìn)行處理判斷，控制第一電子開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)總線故障保護(hù)，控制單元通過總線保護(hù)單元控制第一電子開關(guān)導(dǎo)通或關(guān)斷；所述第一電子開關(guān)輸出端為M BUS總線的輸出，連接至所述矩陣開關(guān)單元的輸入端，控制端連接至所述總線保護(hù)單元；所述矩陣開關(guān)單元輸入端連接至M BUS總線，輸出端為各通道M BUS總線輸出，控制端連接至所述控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的M-BUS總線控制器，其特征在于所述穩(wěn)壓電源輸出的電壓 第一極與第三極間電壓小于等于42V，第一極與第二極間電壓大于10V，第二極與第三極間 電壓大于12V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的M-BUS總線控制器，其特征在于所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊包括一 個第二電子開關(guān)和一個二極管，所述穩(wěn)壓電源第一極通過第二電子開關(guān)連接到M-BUS總 線，穩(wěn)壓電源第二極通過所述二級管連接到M-BUS總線，當(dāng)發(fā)送邏輯“0”時，第二電子開關(guān) 關(guān)斷，穩(wěn)壓電源第二極通過二級管連接到M-BUS總線，輸出低電壓，當(dāng)發(fā)送邏輯“1”時，第 二電子開關(guān)導(dǎo)通，穩(wěn)壓電源第一極連接到M-BUS總線，輸出高電壓，從而實(shí)現(xiàn)M-BUS總線發(fā) 送電壓的調(diào)制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的M-BUS總線控制器，其特征在于所述第二電子開關(guān)由三極 管(Ql)、M0SFET管(Q2)組成，M0SFET管(Q2)的源極連接到所述穩(wěn)壓電源第一極，M0SFET 管(Q2)的漏極連接到所述二極管的陰極，二極管的陽極連接穩(wěn)壓電源第二極，二極管的陰 極為數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的M-BUS總線控制器，其特征在于所述第二電子開關(guān)由三極 管(Q3)、繼電器(K1)組成，繼電器(K1)的一端連接到穩(wěn)壓電源第一極，另一端連接到二極 管的陰極，二極管的陽極連接穩(wěn)壓電源第二極，二極管的陰極為總數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的M-BUS總線控制器，其特征在于所述電流采樣電阻串聯(lián)在 M-BUS總線上，總線電流在此電阻上產(chǎn)生電壓降信號，提供給數(shù)據(jù)接收模塊處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的M-BUS總線控制器，其特征在于所述數(shù)據(jù)接收模塊包括依 次連接的電流檢測放大電路、信號轉(zhuǎn)換電路、信號比較電路、信號嵌位電路，通過對電流采樣電阻兩端的電壓檢測、放大、處理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的M-BUS總線控制器，其特征在于所述總線保護(hù)單元包括信 號比較電路、信號嵌位電路和信號鎖存電路，所述總線保護(hù)單元控制第一電子開關(guān)導(dǎo)通或 關(guān)斷，從而控制M-BUS總線電源的供給或關(guān)斷；當(dāng)M-BUS總線負(fù)載出現(xiàn)異常時所述總線保護(hù) 單元自動地控制第一電子開關(guān)關(guān)斷，切斷M-BUS供給電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種M-BUS總線控制器，可為M-BUS總線系統(tǒng)的從站提供電源并與之通信，其特征是通過一個第二電子開關(guān)和一個二極管控制穩(wěn)壓電源第一極的導(dǎo)通或關(guān)斷實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送，結(jié)構(gòu)簡單可靠；在M-BUS總線中串聯(lián)一個電流采樣電阻，采用差分電流檢測放大實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收，具有較高的接收靈敏度，抗干擾能力強(qiáng)，自身電壓降小，通信距離遠(yuǎn)；具有高靈敏度、高可靠性的總線故障保護(hù)功能，有效地保護(hù)了系統(tǒng)不易損壞；采用矩陣開關(guān)擴(kuò)展了總線通道，增加了帶從站的數(shù)量，降低了成本和能耗。
文檔編號G05B19/418GK101995876SQ201010594180
公開日2011年3月30日 申請日期2010年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月18日
發(fā)明者張剛, 李勇, 魏慶華 申請人:重慶市智能水表有限責(zé)任公司