应用于MBUS通讯总线的电子开关.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921274565.3 (22)申请日 2019.08.01 (73)专利权人 深圳市骏普科技开发有限公司 地址 518000 广东省深圳市保安区留仙三 路安通达工业园5栋5楼 (72)发明人 吴明星钟福文李祖斌 (51)Int.Cl. G08C 19/00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种应用于MBUS通讯总线的电子开关 (57)摘要 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。

2、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。 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 CN 210721838 U 2020.06.09 CN 210721838 U 1.。

3、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报警、 监控设备组成的网络系统， 其组 成包括： 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， 正向 导通； 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。

4、为BUS1， 负极定义为BUS2， 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。 2.根据权利要求1所述的应用于MBUS通讯总线的电子开关， 其特征在于： 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。 3.根据权利要求1所述的应用于MBUS通讯总线的电子开关， 其特征在于： 自带通讯模 块， 通过该模块接收主机的打开后级输出命令，。

5、 从而将后级输出所连接的从设备接入总线。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210721838 U 2 一种应用于MBUS通讯总线的电子开关 技术领域： 0001 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： 0002 近几年， 符合EN1343-3标准的Meter。

6、-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 。

7、作量非常大， 严重影响了技术的推广与使用。 发明内容： 0003 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。 。

8、0004 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。 0005 本实用新型为实现上述目的， 采用以下方案： 0006 总线输入正极BUSL1经过隔离二极管D1后， 直接作为输出。

9、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： 0007 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 说明书 1/2 页 3 CN 210721838 U 3 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。

10、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。 0008 本实用新型优点在于： 0009 1、 通讯总线上电时， 不直接供给后级总线， 由本实用。

11、新型实施的M-BUS通讯总线电 子开关控制后级总线， 对整个M-BUS通讯总线的从设备进行了物理分组和隔离， 不同组的从 设备不会同时接入总线， 成倍减少了总线的负载， 并且不同组的从设备相互不影响。 0010 2、 依照本实用新型实施的M-BUS通讯总线电子开关， 响应速度快， 器件少， 成本低。 附图说明： 0011 图1： 本实用新型实电子原理示意图。 具体实施方式： 0012 下面结合附图， 对本实用新型做进一步的说明： 0013 如图1所示： 对本实施例所涉及的M-BUS通讯总线电子开关， 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。

12、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， 正向导通； 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。 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， CT。

13、R接入一个下拉电阻R2到GND。 0014 工作流程为： 0015 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； 当通讯模 块接收到了主机下发的打开输出命令， 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。

14、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。 0016 除上述实施例外， 本实用新型还可以有其他实施方式， 如单片机系统的选用不同、 开关管选用不同、 开关管切断BUS2改为切断BUS1， 即切输出负极改为输出正极等等， 但凡采 用等同替换或等效变换形成的技术方案， 均落在本实用新型权利要求的保护范围内。 说明书 2/2 页 4 CN 210721838 U 4 图1 说明书附图 1/1 页 5 CN 210721838 U 5 。