[发明专利]具有光电隔离功能的智能M-BUS主机电路及控制方法

说明书

本发明属于通讯技术领域，公开了一种具有光电隔离功能的智能M‑BUS主机电路及控制方法，主机发送电路采用锂电池供电，通过调节升压DC‑DC的输出电平实现总线数据发送；主机接收电路利用PWM调制电路，动态调节主机接收特性，用以适应不同类型从机的电气特性；后端采用运放比较器的方式，用以从机信号的接收解调；总线状态采集电路通过采样电阻将总线电流转换为电压信号，信号再通过压频转换电路转换为脉冲信号，经信号隔离电路传输到主控单元。本发明能够有效解决现有M‑BUS主机电路从机数量较少时动态响应较差问题，同时智能动态调节M‑BUS接收特性，适应现场多种类型从机的脉冲电流。

技术领域

本发明属于通讯技术领域，尤其涉及一种具有光电隔离功能的智能M-BUS主机电路及控制方法。

背景技术

目前，为了促进国家“智慧城市”的发展，利用目前已有的信道资源，构建“水、电、气、热”四表自动采集应用系统成为重点任务，M-BUS作为一种主从半双工通讯系统，具有成本低、供电方便、无极性、传输距离远等优点广泛应用在水表、气表、热表的抄读中。

现有的M-BUS主机收发控制电路主要采用36V或12V供电，一般需要交流供电才能实现。既有建筑的表计安装位置距离楼栋较远、较分散，越来越多的数据采集设备选用电池供电方案，同时传统的M-BUS主机电路对从机数量、状态等参数无法感知，无法满足日益智能化的抄表需求。同时因为现场M-BUS从机的电气特性的差异性，导致现有电路无法满足从机多样性的要求。因此可以采用锂电池供电、更智能、适应性更强的M-BUS主机电路需求愈发明显。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)传统的M-BUS主机电路对从机数量、状态等参数无法感知，无法满足日益智能化的抄表需求。

(2)传统的M-BUS从机的电气特性的差异性，导致现有电路无法满足从机多样性的要求。

解决以上问题及缺陷的难度为：目前现有的M-BUS主机电路根据标准从机的电气特性设计，而市场上大量存在非标准的从机，导致通信失败。且无法量化M-BUS总线电流。当前的M-BUS主机发送电路分为两种，一种采用双电源实现总线电平的调节，但其成本高、结构复杂、可靠性较差，应用较少；另外一种采用单电源，使用LDO调节总线电压，因LDO特性，当总线电平由高变低时，动态响应变差，特别是负载较轻时，尤为明显，因此只能增加最小负载的方式来解决，效率不高，特别是由电池供电时，间接缩短电池寿命。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明可以智能识别从机的电气特性，调节接收阈值，提高了电路的动态响应特性，大大增加了电路的适应性，提高了抄收的成功率与能量转换效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有光电隔离功能的智能M-BUS主机电路及控制方法。

本发明是这样实现的，一种具有光电隔离功能的智能M-BUS主机电路控制方法，所述具有光电隔离功能的智能M-BUS主机电路控制方法包括：

M-BUS主机发送电路采用锂电池供电，通过调节升压DC-DC的输出电平实现总线数据发送；

M-BUS主机接收电路利用PWM调制电路，动态调节M-BUS主机接收特性，用以适应不同类型M-BUS从机的电气特性；后端采用运放比较器的方式，用以M-BUS从机信号的接收解调；

M-BUS总线状态采集电路通过采样电阻将M-BUS总线电流转换为电压信号，信号再通过压频转换电路转换为脉冲信号，经信号隔离电路传输到主控单元；信号隔离电路采用光耦将通信侧和系统侧全完隔离；

主控单元根据信号的频率，采集M-BUS总线的精确电流值和变化情况，对过流、线路断线、从机功耗异常等问题进行研判。

进一步，所述M-BUS主机发送电路到从机的下行数据通过控制总线电平实现，具体过程如下：