CN104062916A - 集中抄表系统的主控电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种集中抄表系统的主控电路，该主控电路包括主芯片、电源模块、SRAM数据存储模块、时钟模块、人机操作界面、SD卡、LCD液晶显示屏、GPRS无线通讯模块、MBUS通道选择模块、MBUS通讯模块、485通讯模块和RS232转换器，其中电源模块提供电压；本发明的通讯方式采用无线和有线可选，GPRS远程通讯功能可为远程监测和操作提供可靠的运作和高效率的操作，同时采用485和MBUS两种方式连接集中器和仪表，施工简单方便并与市面上热表的兼容形好，且MBUS通讯模块与MBUS通道选择模块进行配合，通过通道选择实现多路通道同时工作，实现片区组网，从而以最大化满足市场的需求，整个电路数据采集效果好、实时行和准确度高，并通过人机操作界面能够实现实时可靠操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种集中抄表系统的主控电路，属于热力供热控制和热力抄表技术领域。
背景技术
在目前的供热系统中，集中抄表技术的出现引起了社会各界的广泛关注。集中抄表技术是集计算机技术、智能控制技术、通信技术和嵌入式技术于一身，多领域多学科交叉渗透的结果。它可以实现水表、热量表和电表数据的远程集抄和对三表终端的远程操作，实现了数据的集中管理，解决了传统人工抄表不及时、错抄和漏抄的弊端，为有关部门的信息化发展打下了坚实的基础。
对于一个集中抄表系统来讲，总线上传输的数据就是终端用户所消费的水、电、气等重要数据，因此对总线的抗外部干扰性要求非常高，要能抵抗各种容性、感性的耦合干扰，所有从设备及从设备和主设备之间都相互隔离。同时又要求组网成本相对较低，传输线无须使用屏蔽电缆，而且为节约成本，要采用远程供电的方式给从设备提供电源，以尽可能减少元器件的使用。
目前集中抄表系统所采用的主控电路存在如下问题：无法实现片区组网；对热量表的兼容性差；数据采集效果、实时性和准确度都较差；成形电路板后，一致性比较差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种集中抄表系统的主控电路。
一种集中抄表系统的主控电路，该主控电路包括主芯片、电源模块、SRAM数据存储模块、时钟模块、人机操作界面、SD卡、LCD液晶显示屏、GPRS无线通讯模块、MBUS通道选择模块、MBUS通讯模块、485通讯模块和RS232转换器，其中主芯片的型号为STM32F103ZE，电源模块提供电压；
SRAM数据存储模块挂载在主芯片的静态存储控制器的数据总线和地址总线上，程序运行时通过总线使能控制存储和读取数据；
时钟模块用于提供时钟信息，其连接主芯片的管脚136、137；
MBUS通讯模块、485通讯模块用于实现集中器和仪表的有线连接，其中MBUS通讯模块通过MBUS通道选择模块与主芯片连接，MBUS通道选择模块连接主芯片的管脚40～45；
GPRS无线通信模块用于实现集中器和仪表的远程无线通信，其连接主芯片的管脚69和管脚70；
主芯片通过GPRS无线通信模块和485通讯模块下发数据给仪表，还接收仪表上传的数据，并对其进行处理后输出给SD卡和SRAM数据存储模块进行存储，同时也将数据显示在LCD液晶显示屏上；主芯片控制时钟模块提供时钟信息；主芯片通过MBUS通道选择模块选择MBUS通道，根据选择后的MBUS通道再通过MBUS通讯模块与仪表通信；
主芯片的管脚8连接电容C45后接地，管脚9连接电容C46后接地，晶振Y1的两端分别连接主芯片的管脚8和管脚9，主芯片的管脚23连接电容C47后接地，管脚24连接电容C48后接地，晶振Y2的两端分别连接主芯片的管脚23和管脚24；主芯片的管脚16、30、31、38、51、61、71、83、94、107、120、130均接地，管脚17、32、33、39、52、62、72、84、95、108、121、131均连接3.3V电源；
主芯片的管脚96、97、98、99、103、104连接人机操作界面，用于实现用户设置和操作；主芯片的管脚73～76连接SD卡用于存储数据，管脚92、93连接LCD液晶显示屏，用于将数据显示在液晶显示屏上；主芯片的管脚36、37、101、102连接RS232转换器用于将上位机的指令信息进行转换。
所述电源模块包括直流18V转5V电路和直流5V转3.3V电路；
直流18V转5V电路包括稳压芯片U1、电容C3、滤波钽电容C6、滤波钽电容C7、滤波电容C9、滤波电容C12、稳压钽电容C1、滤波电容C2、电感L1、发光二极管D1、保护二极管D2、保护二极管D3、发光二级管D8、电阻R3、端子PO，稳压芯片U1的型号为LM267-5；电容C3和电感L1组成反馈振荡调频网络；发光二极管D1和电阻R3组成输出电源指示网络；
稳压芯片U1输入直流18V，滤波钽电容C6的正极、滤波钽电容C7的正极、滤波电容C9和滤波电容C12的一端接稳压芯片U1的管脚2后连接18V电源输入，滤波钽电容C6的负极、滤波钽电容C7的负极、滤波电容C9和滤波电容C12的另一端接地，稳压芯片U1的管脚4接地，电容C3、电感L1的一端和二极管D3的负极连接到一起，并且与稳压芯片U1的管脚1连接，电容C3的另一端连接稳压芯片U1的管脚3，电感L1的另一端和稳压芯片U1的管脚6均连接电源，二极管D3的正极接地，钽电容C1的正极和滤波电容C2的一端也连接电源，钽电容C1的负极和滤波电容C2的另一端接地，发光二级管D1的正极连接电源，此端口输出5V电压，发光二级管D8的负极连接电阻R3后接地，端子PO的管脚1连接稳压芯片U13的管脚2，管脚2接地；
直流5V转3.3V电路包括稳压芯片U2、超级法拉钽电容CFL1、电感L1、稳压钽电容C4、滤波钽电容C75、滤波电容C13、滤波电容C14、稳压钽电容C8、滤波电容C10、滤波电容C11；超级法拉钽电容CFL1、电感L1组成掉电保护，并延长超级法拉钽电容CFL1的放电时间；
稳压芯片U2的管脚3连接直流5V输入电源，电感L1的一端连接稳压芯片U2的管脚3，另一端连接超级法拉钽电容CFL1的正极，超级法拉钽电容CFL1的负极接地，滤波钽电容C75的正极、滤波电容C13和滤波电容C14的一端连接稳压芯片U2的管脚3，滤波钽电容C75的负极、滤波电容C13和滤波电容C14的另一端接地，稳压芯片U2的管脚1接地，稳压芯片U2的管脚2连接直流3.3V输出电源，稳压钽电容C4的正极、稳压钽电容C8的正极、滤波电容C10和滤波电容C11一端连接稳压芯片U2的管脚2，稳压钽电容C4的负极、稳压钽电容C8的负极、滤波电容C10和滤波电容C11另一端接地。
所述SRAM数据存储模块采用数据存储芯片U15型号为IS61LV25616，芯片U15的管脚6连接电阻R31后接3.3V电源，管脚11和管脚33连接3.3V电源，管脚12和管脚34接地，管脚1～5连接主芯片的管脚10～14，管脚18～27连接主芯片的管脚15、50、53～57、87～90、80、81，管脚7～10、13～16连接主芯片的管脚85、86、114、115、58～60、63，管脚29～32、35～38连接主芯片的管脚64～68、77～79，管脚17连接主芯片的管脚119，，管脚41连接主芯片的管脚118，管脚39、40连接主芯片的管脚141、142。
所述485通讯模块包括SP485R芯片、光耦U3、光耦U8、光耦U10、上拉电阻R4、限流电阻R6、限流电阻R12、限流电阻R24、下拉电阻R16、上拉电阻R20、上拉电阻R8、下拉电阻R21、阻抗匹配电阻R13、阻抗匹配电阻R10、阻抗匹配电阻18、保护双向二级管D4、双向二级管D6、光耦隔离芯片BO505S_1W，
光耦U3的管脚4、光耦U8的管脚1、光耦U10的管脚2分别连接主芯片的管脚113、117、111，光耦U3的管脚4和光耦U10的管脚2还分别连接上拉电阻R4和限流电阻R24后与3.3V直流电源连接，光耦U3的管脚3接地，光耦U3的管脚1连接限流电阻R6后连接光耦隔离芯片BO505S_1W，光耦U3的管脚2连接SP485R芯片的管脚1，光耦U8的管脚2连接限流电阻R12后接地，光耦U8的管脚4也连接光耦隔离芯片BO505S_1W，光耦U8的管脚3引出后分成两路，一路连接下拉电阻R16后接地，另一路连接SP485R芯片的管脚3，光耦U10的管脚4引出后分成两路，一路连接上拉电阻R20连接光耦隔离芯片BO505S_1W，另一路连接SP485R芯片的管脚4，光耦U10的管脚3接地，SP485R芯片的管脚2和3相连；
SP485R芯片的管脚8也连接光耦隔离芯片BO505S_1W，管脚5接地，管脚6引出后分成两路，一路连接上拉电阻R8连接光耦隔离芯片BO505S_1W，另一路再分成两个支路，一个支路连接双向二级管D6后接地，另一个支路连接阻抗匹配电阻18后连接端子RS1的管脚2，管脚7引出后分成两路，一路连接下拉电阻R21连接光耦隔离芯片BO505S_1W，另一路再分成两个支路，一个支路连接双向二级管D4后接地，另一个支路连接阻抗匹配电阻10后连接端子RS1的管脚1，阻抗匹配电阻R13的两端连接SP485R芯片的管脚8和7，端子RS1连接仪表。
所述MBUS通道选择模块包括光耦U3～U8、限压电阻R21～26、端子J3和端子J4，其中光耦U3～U8的型号为G3VM-61，
光耦U3～U8的管脚1分别连接限压电阻R21～26的一端，限压电阻R21～26的另一端分别连接主芯片的管脚40～45，光耦U3～U8的管脚2均接地，光耦U3～U8的管脚3分别连接端子J4的管脚1、3、5、7、9、11，端子J4的管脚2、4、6、8、10连接端子J3的管脚2，端子J3的管脚1接地，光耦U3～U8的管脚4分别连接MBUS通讯模块。
所述MBUS通讯模块包括电源子模块、发送模块、接收与电流补偿模块、负载过载保护模块、短路保护模块和RS232数据转换器，仪表总线电路通过数据线连接集中器与仪表，其中电源子模块提供电源；发送模块将经过RS232数据转换器调制转换后的集中器数据发送给仪表；接收与电流补偿模块接收仪表的数据，对其进行电流补偿，并将补偿后的数据输出给RS232数据转换器；负载过载保护模块和短路保护模块对数据线进行负载过载保护和短路保护；
所述发送模块包括隔离光耦芯片U9、比较器U10、上拉电阻R12、下拉电阻R8、偏置电阻R5、限流电阻R33、三极管T1、比例电阻R35、比例电阻R34和补偿电容C10，隔离光耦芯片U9和比较器U10的型号分别为6N139、TLE2301；
比较器U10的管脚1连接补偿电容C10后连接管脚16，管脚2和管脚7连接电源，管脚4、5、8、9、10、11、12、13、15接地，管脚3和管脚6连接数据线，管脚11连接比例电阻R35后连接数据线，电阻R34的一端连接管脚11，另一端接地；比较器U10的管脚14引出后分成两路，一路连接限流电阻R33后连接电源，另一路连接三极管T1的集电极，三极管T1的发射极接地，偏置电阻R5的一端连接三极管T1的基极，三极管T1的基极还连接隔离光耦U9的管脚6，上拉电阻R12的一端与隔离光耦U9的管脚8连接+5V电源，另一端连接隔离光耦芯片U9的管脚6，隔离光耦芯片U9的管脚5接地，隔离光耦芯片U9的管脚3连接下拉电阻R8后接地，隔离光耦芯片U9的管脚2连接RS232数据转换器；
所述的接收与电流补偿模块包括比较器U11、比较器U12、二极管D3、二极管D4、二极管D7、三极管T2、补偿电容C11、稳压电容C15、分压电阻R14、分压电阻R15、分压电阻R27、分压电阻R28、分压电阻R29、分压电阻R30、分压电阻R31、分压电阻R32、电阻R36、分压电阻R38、分压电阻R39、电阻R40、分压电阻R41、钽电容C4、钽电容C13、钽电容C14；比较器U11和比较器U12的型号分别为TLE2021、LM393；
二极管D3的正极连接数据线+B0点，负极依次连接分压电阻R31、分压电阻R38后接在比较器U11的管脚2，钽电容C4的正极接在分压电阻R31和分压R38之间，负极接地，电阻R29与钽电容C4并联；
电阻R36的一端连接数据线+B0点，另一端依次连接电阻R40、稳压电容C15后接地，二极管D4的正极接在电阻R36和电阻R40之间并连接数据线+B1点，二极管D4的负极连接分压电阻R32后连接比较器U11的管脚3，钽电容C13的正极连接比较器U11的管脚3，负极接地；分压电阻R30与钽电容C13并联，管脚2接地；
三极管T2的集电极也接在电阻R36和电阻R40之间并连接数据线+B1点，发射极连接分压电阻R39后连接电源，钽电容C14的正极连接电源，负极连接三极管T2的基极；三极管T2的基极还连接分压电阻R28后连接电源，分压电阻R27的一端也连接三极管T2的基极，另一端连接补偿电容C11后接在比较器U11的管脚2上，管脚7连接电源，管脚6接在电阻R27和电容C11之间，比较器U11的管脚5也连接电源正极；
肖特基二极管D6的正极接在电阻R40和电容C15之间，二极管D6的正极还连接数据线的+B2点和仪表，肖特基二极管D6的负极连接电阻R14后接在比较器U12的管脚2，电阻R15的一端连接比较器U12的管脚3，电阻R15的另一端连接肖特基二极管D6的正极，电容C16的一端连接比较器U12的管脚3，电容C16的另一端连接二极管D7的负极，二极管D7的正极连接电阻R9后连接+5V电源，比较器U12的管脚1接在电容C16和二极管D7的负极之间后与RS232数据转换器连接，分压电阻R41的一端连接比较器U12的管脚2，另一端连接电源，钽电容C5的正极连接比较器U12的管脚2，另一端连接+5V电源，比较器U12的管脚8连接+5V电源，管脚5～7连接负载过载保护模块对数据线进行负载过载保护。
所述负载过载保护模块发光二极管D2、上拉电阻R6、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R10、钽电容C77、钽电容C78和电容C79；
连接关系：发光二极管D2的正极连接+5V电源，负极连接上拉电阻R6后连接芯片U12的管脚7，电容C79的一端接在芯片U12的管脚7上，另一端分成两路，一路连接芯片U12的管脚6，另一路连接上拉电阻R3、上拉电阻R10后连接数据线+B2点，钽电容C78的正极接在上拉电阻R3和上拉电阻R10之间，负极接地，上拉电阻R4的一端接在数据线+B1点，另一端连接芯片U12的管脚5，钽电容C77的正极接在芯片U12的管脚5上，负极接地，上拉电阻R2与钽电容C77并联。
所述短路保护模块包括保险丝F1、自恢复保险丝R37和瞬变二极管D5，保险丝F1的一端连接二极管D6的正极后连接数据线+B2点，另一端连接自恢复保险丝R37的一端，自恢复保险丝R37的另一端分成两路，一路连接瞬变二极管D5后接地，另一端连接MBUS通道选择模块中光耦U3或光耦U4～U8的管脚4。
有益效果：
本发明的通讯方式采用无线和有线可选，GPRS远程通讯功能可为远程监测和操作提供可靠的运作和高效率的操作，同时采用485和MBUS两种方式连接集中器和仪表，施工简单方便并与市面上热表的兼容形好，且MBUS通讯模块与MBUS通道选择模块进行配合，通过通道选择实现多路通道同时工作，实现片区组网，从而以最大化满足市场的需求，整个电路数据采集效果好、实时行和准确度高，并通过人机操作界面能够实现实时可靠操作，此外，主芯片采用STM32F103ZE，其集成度高、干扰少且稳定性强。
本发明MBUS通讯模块通过短路保护模块和负载过载保护模块起到短路保护和负载过载保护的作用，发送模块采用集成芯片TLE2301和芯片6N139，接收模块采用集成芯片LM393，其集成度高、干扰少且稳定性强；在接收模块上设置电流补偿模块，电流补偿模块通过集成芯片TLE2021和三极管实现可靠补偿，减少接收模块的接收误差，保证数据采集可靠有效，整个电路结构简单、成本低、低功耗且功能可靠；此外利用MBUS仪表总线电路提高总线的负载能力，并可大大简化住宅小区、办公场所等能耗智能化管理系统的布线和连接，施工方便可行。
附图说明
图1为本发明主控电路的组成示意图。
图2为本发明主控电路中主芯片的原理图。
图3a为本发明主控电路中电源模块18V转5V电路的原理图。
图3b为本发明主控电路中电源模块5V转3.3V电路的原理图。
图4为本发明主控电路中SRAM数据存储模块的原理图。
图5为本发明主控电路中485总线电路的原理图。
图6为本发明主控电路中时钟模块的原理图。
图7为本发明主控电路中MBUS通道选择模块的原理图。
图8为本发明主控电路中MBUS通讯模块的组成示意图。
图9为本发明MBUS通讯模块中发送模块的原理图。
图10为本发明MBUS通讯模块中接收与电流补偿模块的原理图。
图11为本发明MBUS通讯模块中短路保护模块的原理图。
图12为本发明MBUS通讯模块中负载过载保护模块的原理图。
图13为本发明MBUS通讯模块中RS232数据转换器的原理图。
图14为本发明MBUS通讯模块中隔离光耦芯片的原理图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1所示，本发明提供了一种集中抄表系统的主控电路，该主控电路包括主芯片、电源模块、SRAM数据存储模块、时钟模块、人机操作界面、SD卡、LCD液晶显示屏、GPRS无线通讯模块、MBUS通讯模块、485通讯模块、RS232转换器；
主芯片的型号为STM32F103ZE；主芯片的管脚69和管脚70连接GPRS无线通讯模块实现集中器和仪表的远程无线通讯；主芯片的管脚96、97、98、99、103、104连接人机操作界面，人机操作界面用于实现用户设置和操作；主芯片的管脚8连接电容C45后接地，管脚9连接电容C46后接地，晶振Y1的两端分别连接主芯片的管脚8和管脚9，主芯片的管脚23连接电容C47后接地，管脚24连接电容C48后接地，晶振Y2的两端分别连接主芯片的管脚23和管脚24；主芯片的管脚16、30、31、38、51、61、71、83、94、107、120、130均接地，管脚17、32、33、39、52、62、72、84、95、108、121、131均连接3.3V电源；管脚73～76连接SD卡用于存储数据，管脚36、37、101、102连接RS232转换器，管脚40～45连接MBUS通道选择模块的P1-P6端口，管脚92、93连接LCD液晶显示屏。
主芯片通过GPRS无线通信模块和485通讯模块下发数据给仪表，还接收仪表上传的数据，并对其进行处理后输出给SD卡和SRAM数据存储模块进行存储，同时也将数据显示在LCD液晶显示屏上；主芯片控制时钟模块提供时钟信息；主芯片通过MBUS通道选择模块选择MBUS通道，根据选择后的MBUS通道再通过MBUS通讯模块下发数据给仪表，还接收仪表上传的数据，并对其进行处理后输出给SD卡和SRAM数据存储模块进行存储，同时也将数据显示在LCD液晶显示屏上。
所述电源模块提供电压，供给直流18V、直流5V和直流3.3V，在主板中，时钟模块、液晶电路、RS485电路和外围设备需要5V的工作电压，主芯片、RS232转换模块和SD卡需要3.3V的工作电压，因此在设计电路的时候需要提供两种电压。
如附图3a所示，直流18V转5V电路包括稳压芯片U1、电容C3、滤波钽电容C6、滤波钽电容C7、滤波电容C9、滤波电容C12、稳压钽电容C1、滤波电容C2、电感L1、发光二极管D1、保护二极管D2、保护二极管D3(保护输出)、发光二级管D8、电阻R3、端子PO，稳压芯片U1的型号为LM267-5。电容C3和电感L1组成反馈振荡调频网络；发光二极管D1和电阻R3组成输出电源指示网络。
稳压芯片U1输入直流18V，滤波钽电容C6的正极、滤波钽电容C7的正极、滤波电容C9和滤波电容C12的一端接稳压芯片U1的管脚2后连接18V电源输入，滤波钽电容C6的负极、滤波钽电容C7的负极、滤波电容C9和滤波电容C12的另一端接地，稳压芯片U1的管脚4接地，其主要作用是对输入电源的滤波。电容C3、电感L1的一端和二极管D3的负极连接到一起，并且与威压芯片U1的管脚1连接，电容C3的另一端连接稳压芯片U1的管脚3，电感L1的另一端和稳压芯片U1的管脚6均连接电源，二极管D3的正极接地，钽电容C1的正极和滤波电容C2的一端也连接电源，钽电容C1的负极和滤波电容C2的另一端接地，发光二级管D1的正极连接电源，此端口输出5V电压，发光二级管D8的负极连接电阻R3后接地，端子PO的管脚1连接稳压芯片U13的管脚2，管脚2接地。当稳压芯片U1输出电源的时候，发光二级管D1点亮，代表芯片正常工作，则输出5V正常。
如附图3b所示，直流5V转3.3V电路包括稳压芯片U2、超级法拉钽电容CFL1、电感L1、稳压钽电容C4、滤波钽电容C75、滤波电容C13、滤波电容C14、稳压钽电容C8、滤波电容C10、滤波电容C11；超级法拉钽电容CFL1、电感L1组成掉电保护，并延长超级法拉钽电容CFL1的放电时间。
稳压芯片U2的管脚3连接直流5V输入电源，电感L1的一端连接稳压芯片U2的管脚3，另一端连接超级法拉钽电容CFL1的正极，超级法拉钽电容CFL1的负极接地，滤波钽电容C75的正极、滤波电容C13和滤波电容C14的一端连接稳压芯片U2的管脚3，滤波钽电容C75的负极、滤波电容C13和滤波电容C14的另一端接地，稳压芯片U2的管脚1接地，稳压芯片U2的管脚2连接直流3.3V输出电源，稳压钽电容C4的正极、稳压钽电容C8的正极、滤波电容C10和滤波电容C11一端连接稳压芯片U2的管脚2，稳压钽电容C4的负极、稳压钽电容C8的负极、滤波电容C10和滤波电容C11另一端接地。
如附图4所示，SRAM数据存储模块采用数据存储芯片U15，数据存储芯片U15的型号为IS61LV25616，SRAM数据存储模块是外扩展静态数据存储器，程序运行时数据交互存储单元，该模块挂载在主芯片的FSMC的数据总线和地址总线上，程序运行时通过总线使能控制存储和读取数据。
芯片U15的管脚6连接电阻R31后接3.3V电源，管脚11和管脚33连接3.3V电源，管脚12和管脚34接地，管脚1～5连接主芯片的管脚10～14，管脚18～27连接主芯片的管脚15、50、53～57、87～90、80、81，管脚7～10、13～16连接主芯片的管脚85、86、114、115、58～60、63，管脚29～32、35～38连接主芯片的管脚64～68、77～79，管脚17连接主芯片的管脚119，，管脚41连接主芯片的管脚118，管脚39、40连接主芯片的管脚141、142。
如附图5所示，485通讯模块连接集中器与仪表能够起到电源隔离作用，并用于消除集中器与仪表之间的干扰。
其包括SP485R芯片、光耦U3、光耦U8、光耦U10、上拉电阻R4、限流电阻R6、限流电阻R12、限流电阻R24、下拉电阻R16、上拉电阻R20、上拉电阻R8、下拉电阻R21、阻抗匹配电阻R13、阻抗匹配电阻R10、阻抗匹配电阻18、保护双向二级管D4、双向二级管D6(起到保护电压的作用)、光耦隔离芯片BO505S_1W，
光耦U3的管脚4、光耦U8的管脚1、光耦U10的管脚2分别连接主芯片的管脚113、117、111，光耦U3的管脚4和光耦U10的管脚2还分别连接上拉电阻R4和限流电阻R24后与3.3V直流电源连接，光耦U3的管脚3接地，光耦U3的管脚1连接限流电阻R6后连接光耦隔离芯片BO505S_1W，光耦U3的管脚2连接SP485R芯片的管脚1，光耦U8的管脚2连接限流电阻R12后接地，光耦U8的管脚4也连接光耦隔离芯片BO505S_1W，光耦U8的管脚3引出后分成两路，一路连接下拉电阻R16后接地，另一路连接SP485R芯片的管脚3，光耦U10的管脚4引出后分成两路，一路连接上拉电阻R20连接光耦隔离芯片BO505S_1W，另一路连接SP485R芯片的管脚4，光耦U10的管脚3接地，SP485R芯片的管脚2和3相连；
SP485R芯片的管脚8也连接光耦隔离芯片BO505S_1W，管脚5接地，管脚6引出后分成两路，一路连接上拉电阻R8连接光耦隔离芯片BO505S_1W，另一路再分成两个支路，一个支路连接双向二级管D6后接地，另一个支路连接阻抗匹配电阻18后连接端子RS1的管脚2，管脚7引出后分成两路，一路连接下拉电阻R21连接光耦隔离芯片BO505S_1W，另一路再分成两个支路，一个支路连接双向二级管D4后接地，另一个支路连接阻抗匹配电阻10后连接端子RS1的管脚1，阻抗匹配电阻R13的两端连接SP485R芯片的管脚8和7，端子RS1连接仪表。
工作原理：将集中器的数据下发给仪表，主芯片的数据经过串口发送给485总线，经过光耦U10的管脚2传输给SP485R芯片的管脚4，SP485R芯片在管脚6和管脚7之间形成电压差，并将电压差输出给仪表，即仪表接收到485数据；
集中器接收仪表上传的数据，通过SP485R芯片的管脚6和管脚7，其电压差为被动电压差，并通过SP485R芯片的管脚1传输给光耦U3的管脚2，信号从光耦U3的管脚4输出，由于SP485R芯片为单功能芯片，当SP485R芯片的管脚2为接收使能端，管脚3为发送使能端，两者相连即同时作为发送端或接收端，光耦U8用于对发送和接收信号进行控制。
如附图6所示，时钟模块提供时钟信息，包括时钟芯片U18、上拉电阻R45、上拉电阻R46、二极管D12、二极管D13、滤波钽电容C47、滤波电容C48和电池组BT1，时钟芯片U18的型号为RX-8025；
时钟芯片U18的管脚2引出后分成两路，一路连接上拉电阻R46后连接5V电源，另一路连接主芯片的管脚137，时钟芯片U18的管脚13引出后分成两路，一路连接上拉电阻R45后连接5V电源，另一路连接主芯片的管脚136，时钟芯片U18的管脚6引出后分成三路，一路连接二极管D12后连接5V电源，另一路依次连接二极管D13、电池组BT1后接地，剩余那路连接滤波钽电容C47的正极，滤波钽电容C47的负极接地，滤波电容C48与滤波钽电容C47并联。
如附图7所示，MBUS通道选择模块包括光耦U3～U8、限压电阻R21～26、端子J3和端子J4，其中光耦U3～U8的型号为G3VM-61，
光耦U3～U8的管脚1分别连接限压电阻R21～26的一端，限压电阻R21～26的另一端分别连接主芯片的管脚40～45(即P1-P6端口)，光耦U3～U8的管脚2均接地，光耦U3～U8的管脚3分别连接端子J4的管脚1、3、5、7、9、11，端子J4的管脚2、4、6、8、10连接端子J3的管脚2，端子J3的管脚1接地，光耦U3～U8的管脚4分别连接MBUS通讯模块。
P1-P6分别连接主芯片的6个端口，当端口的输出高电平的时候，光耦U3～U8连通，提供给MBUS通道36v的电压；端口输出低电平的时候，光耦断开，此时MBUS无电压，采用6个通道，以最大化的满足市场的实际需求。
如附图8所示，所述MBUS通讯模块包括电源模块、发送模块、接收与电流补偿模块、短路保护模块、负载过载保护模块和RS232数据转换器，MBUS通讯模块通过数据线连接集中器与仪表，仪表包括热量表或水表；其中电源模块提供电源；发送模块将经过RS232数据转换器调制转换后的集中器数据发送给仪表；接收与电流补偿模块接收仪表的数据，对其进行电流补偿，并将补偿后的数据输出给RS232数据转换器；负载过载保护模块和短路保护模块对数据线进行负载过载保护和短路保护。
如附图9所示，发送模块包括隔离光耦芯片U9、比较器U10、上拉电阻R12、下拉电阻R8、偏置电阻R5、限流电阻R33、三极管T1、比例电阻R35、比例电阻R34和补偿电容C10，隔离光耦芯片U9和比较器U10的型号分别为6N139、TLE2301；
连接关系：比较器U10的管脚1连接补偿电容C10后连接管脚16，管脚2和管脚7连接电源，管脚4、5、8、9、10、11、12、13、15接地，管脚3和管脚6连接数据线，管脚11连接比例电阻R35后连接数据线，电阻R34的一端连接管脚11，另一端接地；比较器U10的管脚14引出后分成两路，一路连接限流电阻R33后连接电源，另一路连接三极管T1的集电极，三极管T1的发射极接地，偏置电阻R5的一端连接三极管T1的基极，三极管T1的基极还连接隔离光耦芯片U9的管脚6，上拉电阻R12的一端与隔离光耦芯片U9的管脚8连接+5V电源，另一端连接隔离光耦芯片U9的管脚6，隔离光耦芯片U9的管脚5接地，隔离光耦芯片U9的管脚3连接下拉电阻R8后接地，隔离光耦芯片U9的管脚2连接RS232数据转换器。
原理：从集中器到仪表方向的信息是通过总线电压调制传输的，集中器发送的信号经RS232数据转换器调制转换后，并经过隔离光耦芯片U9进行光耦隔离后，输出给三极管T1，并经过运算放大器U10进行放大，运放按脉冲信号输出辐值为12.5V的脉冲调制信号，信号幅值由两个比例电阻R35、R34设定，并通过管脚3和管脚6输出给数据线+B0点。
如附图10和附图14所示，接收与电流补偿模块包括比较器U11、比较器U12、二极管D3、二极管D4、二极管D7、三极管T2、补偿电容C11、稳压电容C15、分压电阻R14、分压电阻R15、分压电阻R27、分压电阻R28、分压电阻R29、分压电阻R30、分压电阻R31、分压电阻R32、电阻R36、分压电阻R38、分压电阻R39、电阻R40、分压电阻R41、钽电容C4、钽电容C13、钽电容C14；比较器U11和比较器U12的型号分别为TLE2021、LM393；
连接关系：二极管D3的正极连接总线+B0点，负极依次连接分压电阻R31、分压电阻R38后接在比较器U11的管脚2，钽电容C4的正极接在分压电阻R31和分压R38之间，负极接地，电阻R29与钽电容C4并联，钽电容C4起到稳定保持电压的作用。
电阻R36的一端连接总线+B0点，另一端依次连接电阻R40、稳压电容C15后接地，二极管D4的正极接在电阻R36和电阻R40之间并连接总线+B1点，二极管D4的负极连接分压电阻R32后连接比较器U11的管脚3，钽电容C13的正极连接比较器U11的管脚3，负极接地，钽电容C13起到稳定保持电压的作用，分压电阻R30与钽电容C13并联，管脚2接地。
三极管T2的集电极也接在电阻R36和电阻R40之间并连接总线+B1点，发射极连接分压电阻R39后连接电源，钽电容C14的正极连接电源，负极连接三极管T2的基极，钽电容C14起到稳定保持电压的作用，三极管T2的基极还连接分压电阻R28后连接电源，分压电阻R27的一端也连接三极管T2的基极，另一端连接补偿电容C11后接在比较器U11的管脚2上，管脚7连接电源，管脚6接在电阻R27和电容C11之间，比较器U11的管脚5也连接电源正极。
肖特基二极管D6的正极接在电阻R40和电容C15之间，二极管D6的正极还连接总线的+B2点，肖特基二极管D6的负极连接电阻R14后接在比较器U12的管脚2，电阻R15的一端连接比较器U12的管脚3，电阻R15的另一端连接肖特基二极管D6的正极，电容C16的一端连接比较器U12的管脚3，电容C16的另一端连接二极管D7的负极，二极管D7的正极连接电阻R9后连接+5V电源，比较器U12的管脚1接在电容C16和二极管D7的负极之间后与电阻R2连接后与隔离光耦芯片6N136的管脚3连接，两者之间还连接电阻R7，隔离光耦芯片的管脚6引出后分成两路，一路与RS232数据转换器连接，另一路连接电阻R11后连接电源，分压电阻R41的一端连接比较器U12的管脚2，另一端连接电源，钽电容C5的正极连接比较器U12的管脚2，另一端连接电源，比较器U12的管脚8连接电源，管脚5～7连接负载过载保护模块对数据线进行负载过载保护，隔离光耦芯片6N136的管脚5接地，管脚2连接数据线上的+B0点。
原理：仪表上传数据给集中器时，通过经过电阻R40电流的变化，检测到总线+B2点电流的变化，电流变化经过肖特基二极管D6、分压电阻R14输出给比较器U12，比较器LM393辨别出来从仪表上传的电流信号，并将其输出给隔离耦合比较器进行隔离耦合后，输出给RS232数据转换器调制转换后，输出给集中器；肖特基二极管D6、分压电阻R14和分压电阻R41一起设定开关门槛它使得电容C5中存储的电压长时间保持恒定，当比较器LM393检测到电压变化时，它就能辨别出来从仪表上传的电流信号；二极管D7和电阻R9起到反向上拉的作用。
仪表向集中器传输数据时提供数据线电流并为远程供电，集中器根据电流变化表示数据，检测仅当数据线电压保持恒定时才是可能的，电流变化引起的数据线上的电压变化，数据线上+B0点的电压通过二极管D3、分压电阻R31和分压电阻R38后通过管脚2输出给比较器U11，当电阻R36两端的电压发生变化，即检测数据线+B1点的电压变化时，电压变化经过二极管D4、分压电阻R32并通过管脚3输出给比较器U11，比较器U11对管脚2和管脚3的电压进行比较检测，由管脚6通过分压电阻R27输出给三极管T2，通过三极管T2进行电流补偿补偿，直到钽电容C14上的电压稳定，从而起到电流补偿的作用。
如附图11所示，短路保护模块包括保险丝F1、自恢复保险丝R37和瞬变二极管D5，保险丝F1的一端连接二极管D6的正极后连接数据线+B2点，另一端连接自恢复保险丝R37的一端，自恢复保险丝R37的另一端分成两路，一路连接瞬变二极管D5后接地，另一端连接MBUS通道选择模块中光耦U3或U4～U8的管脚4；
数据线+B0点的电压经过电阻R36、R40后到+B2，并经过保险丝F1、自恢复保险丝R37和瞬变二极管D5后输出给MBUS通道选择模块，采用瞬态电流抑制、自恢复保险丝和快速熔断保险丝的简单方式，快速截断了总线上的故障延伸，从设备故障而不会影响到主设备，从而保护了主板及MBUS总线，并且排除故障简单方便，从设备故障而不会影响到主设备。
如附图12所示，负载过载保护模块包括发光二极管D2、上拉电阻R6、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R10、钽电容C77、钽电容C78、电容C79；
连接关系：发光二极管D2的正极连接+5V电源，负极连接上拉电阻R6后连接比较器U12的管脚7，电容C79的一端接在比较器U12的管脚7上，另一端分成两路，一路连接比较器U12的管脚6，另一路连接上拉电阻R3、上拉电阻R10后连接数据线+B2点，钽电容C78的正极接在上拉电阻R3和上拉电阻R10之间，负极接地，上拉电阻R4的一端接在数据线+B1点，另一端连接比较器U12的管脚5，钽电容C77的正极接在比较器U12的管脚5上，负极接地，上拉电阻R2与钽电容C77并联。
原理：负载过载保护模块能够指示总线过载即总线上从设备过多，当比较器U12检测到数据线上电阻R40的电压降大于电阻R14上的电压降，则比较器U12将其输出给载过载保护模块，则发光二极管D2亮，发出报警信号。
如附图13所示，RS232数据转换器包括比较器U1、钽电容C1、钽电容C2、钽电容C3、钽电容C56、电阻R20、电阻R13，比较器U1的型号为MAX232；
连接关系：比较器U1的管脚1连接钽电容C1的正极，钽电容C1的负极连接管脚3，管脚2连接稳压钽电容C2的正极，稳压钽电容C2的负极连接+5V电源，管脚4连接钽电容C6的正极，钽电容C6的负极连接管脚5，钽电容C56的正极连接+5V电源，钽电容C56的负极接地，管脚16连接+5V电源，管脚6连接钽电容C3的负极，钽电容C3的正极接地，管脚10引出后分成两路，一路接地，另一路串联电阻R20、电阻R13后连接隔离光耦比较器6N136的管脚6，管脚9连接发送模块中比较器U9的管脚2，管脚8和管脚14分别连接串口T和R端连接上位机，管脚15接地。钽电容C1、钽电容C6产生电压。
RS232数据转换器通过接口T和R端接收集中器的RS232数据，并将其转换为TTL数据传给发送模块，同时还接收来自接收模块传输的数据，并输出给集中器。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种集中抄表系统的主控电路，其特征在于，该主控电路包括主芯片、电源模块、SRAM数据存储模块、时钟模块、人机操作界面、SD卡、LCD液晶显示屏、GPRS无线通讯模块、MBUS通道选择模块、MBUS通讯模块、485通讯模块和RS232转换器，其中主芯片的型号为STM32F103ZE，电源模块提供电压；
SRAM数据存储模块挂载在主芯片的静态存储控制器的数据总线和地址总线上，程序运行时通过总线使能控制存储和读取数据；
时钟模块用于提供时钟信息，其连接主芯片的管脚136、137；
MBUS通讯模块、485通讯模块用于实现集中器和仪表的有线连接，其中MBUS通讯模块通过MBUS通道选择模块与主芯片连接，MBUS通道选择模块连接主芯片的管脚40～45；
GPRS无线通信模块用于实现集中器和仪表的远程无线通信，其连接主芯片的管脚69和管脚70；
主芯片通过GPRS无线通信模块和485通讯模块下发数据给仪表，还接收仪表上传的数据，并对其进行处理后输出给SD卡和SRAM数据存储模块进行存储，同时也将数据显示在LCD液晶显示屏上；主芯片控制时钟模块提供时钟信息；主芯片通过MBUS通道选择模块选择MBUS通道，根据选择后的MBUS通道再通过MBUS通讯模块与仪表通信；
主芯片的管脚8连接电容C45后接地，管脚9连接电容C46后接地，晶振Y1的两端分别连接主芯片的管脚8和管脚9，主芯片的管脚23连接电容C47后接地，管脚24连接电容C48后接地，晶振Y2的两端分别连接主芯片的管脚23和管脚24；主芯片的管脚16、30、31、38、51、61、71、83、94、107、120、130均接地，管脚17、32、33、39、52、62、72、84、95、108、121、131均连接3.3V电源；
主芯片的管脚96、97、98、99、103、104连接人机操作界面，用于实现用户设置和操作；主芯片的管脚73～76连接SD卡用于存储数据，管脚92、93连接LCD液晶显示屏，用于将数据显示在液晶显示屏上；主芯片的管脚36、37、101、102连接RS232转换器用于将上位机的指令信息进行转换。
2.如权利要求1所述的集中抄表系统的主控电路，其特征在于，所述电源模块包括直流18V转5V电路和直流5V转3.3V电路；
直流18V转5V电路包括稳压芯片U1、电容C3、滤波钽电容C6、滤波钽电容C7、滤波电容C9、滤波电容C12、稳压钽电容C1、滤波电容C2、电感L1、发光二极管D1、保护二极管D2、保护二极管D3、发光二级管D8、电阻R3、端子PO，稳压芯片U1的型号为LM267-5；电容C3和电感L1组成反馈振荡调频网络；发光二极管D1和电阻R3组成输出电源指示网络；
稳压芯片U1输入直流18V，滤波钽电容C6的正极、滤波钽电容C7的正极、滤波电容C9和滤波电容C12的一端接稳压芯片U1的管脚2后连接18V电源输入，滤波钽电容C6的负极、滤波钽电容C7的负极、滤波电容C9和滤波电容C12的另一端接地，稳压芯片U1的管脚4接地，电容C3、电感L1的一端和二极管D3的负极连接到一起，并且与稳压芯片U1的管脚1连接，电容C3的另一端连接稳压芯片U1的管脚3，电感L1的另一端和稳压芯片U1的管脚6均连接电源，二极管D3的正极接地，钽电容C1的正极和滤波电容C2的一端也连接电源，钽电容C1的负极和滤波电容C2的另一端接地，发光二级管D1的正极连接电源，此端口输出5V电压，发光二级管D8的负极连接电阻R3后接地，端子PO的管脚1连接稳压芯片U13的管脚2，管脚2接地；
直流5V转3.3V电路包括稳压芯片U2、超级法拉钽电容CFL1、电感L1、稳压钽电容C4、滤波钽电容C75、滤波电容C13、滤波电容C14、稳压钽电容C8、滤波电容C10、滤波电容C11；超级法拉钽电容CFL1、电感L1组成掉电保护，并延长超级法拉钽电容CFL1的放电时间；
稳压芯片U2的管脚3连接直流5V输入电源，电感L1的一端连接稳压芯片U2的管脚3，另一端连接超级法拉钽电容CFL1的正极，超级法拉钽电容CFL1的负极接地，滤波钽电容C75的正极、滤波电容C13和滤波电容C14的一端连接稳压芯片U2的管脚3，滤波钽电容C75的负极、滤波电容C13和滤波电容C14的另一端接地，稳压芯片U2的管脚1接地，稳压芯片U2的管脚2连接直流3.3V输出电源，稳压钽电容C4的正极、稳压钽电容C8的正极、滤波电容C10和滤波电容C11一端连接稳压芯片U2的管脚2，稳压钽电容C4的负极、稳压钽电容C8的负极、滤波电容C10和滤波电容C11另一端接地。
3.如权利要求1所述的集中抄表系统的主控电路，其特征在于，所述SRAM数据存储模块采用数据存储芯片U15型号为IS61LV25616，芯片U15的管脚6连接电阻R31后接3.3V电源，管脚11和管脚33连接3.3V电源，管脚12和管脚34接地，管脚1～5连接主芯片的管脚10～14，管脚18～27连接主芯片的管脚15、50、53～57、87～90、80、81，管脚7～10、13～16连接主芯片的管脚85、86、114、115、58～60、63，管脚29～32、35～38连接主芯片的管脚64～68、77～79，管脚17连接主芯片的管脚119，，管脚41连接主芯片的管脚118，管脚39、40连接主芯片的管脚141、142。
4.如权利要求1所述的集中抄表系统的主控电路，其特征在于，所述485通讯模块包括SP485R芯片、光耦U3、光耦U8、光耦U10、上拉电阻R4、限流电阻R6、限流电阻R12、限流电阻R24、下拉电阻R16、上拉电阻R20、上拉电阻R8、下拉电阻R21、阻抗匹配电阻R13、阻抗匹配电阻R10、阻抗匹配电阻18、保护双向二级管D4、双向二级管D6、光耦隔离芯片BO505S_1W，
光耦U3的管脚4、光耦U8的管脚1、光耦U10的管脚2分别连接主芯片的管脚113、117、111，光耦U3的管脚4和光耦U10的管脚2还分别连接上拉电阻R4和限流电阻R24后与3.3V直流电源连接，光耦U3的管脚3接地，光耦U3的管脚1连接限流电阻R6后连接光耦隔离芯片BO505S_1W，光耦U3的管脚2连接SP485R芯片的管脚1，光耦U8的管脚2连接限流电阻R12后接地，光耦U8的管脚4也连接光耦隔离芯片BO505S_1W，光耦U8的管脚3引出后分成两路，一路连接下拉电阻R16后接地，另一路连接SP485R芯片的管脚3，光耦U10的管脚4引出后分成两路，一路连接上拉电阻R20连接光耦隔离芯片BO505S_1W，另一路连接SP485R芯片的管脚4，光耦U10的管脚3接地，SP485R芯片的管脚2和3相连；
SP485R芯片的管脚8也连接光耦隔离芯片BO505S_1W，管脚5接地，管脚6引出后分成两路，一路连接上拉电阻R8连接光耦隔离芯片BO505S_1W，另一路再分成两个支路，一个支路连接双向二级管D6后接地，另一个支路连接阻抗匹配电阻18后连接端子RS1的管脚2，管脚7引出后分成两路，一路连接下拉电阻R21连接光耦隔离芯片BO505S_1W，另一路再分成两个支路，一个支路连接双向二级管D4后接地，另一个支路连接阻抗匹配电阻10后连接端子RS1的管脚1，阻抗匹配电阻R13的两端连接SP485R芯片的管脚8和7，端子RS1连接仪表。
5.如权利要求1所述的集中抄表系统的主控电路，其特征在于，所述MBUS通道选择模块包括光耦U3～U8、限压电阻R21～26、端子J3和端子J4，其中光耦U3～U8的型号为G3VM-61，
光耦U3～U8的管脚1分别连接限压电阻R21～26的一端，限压电阻R21～26的另一端分别连接主芯片的管脚40～45，光耦U3～U8的管脚2均接地，光耦U3～U8的管脚3分别连接端子J4的管脚1、3、5、7、9、11，端子J4的管脚2、4、6、8、10连接端子J3的管脚2，端子J3的管脚1接地，光耦U3～U8的管脚4分别连接MBUS通讯模块。
6.如权利要求1所述的集中抄表系统的主控电路，其特征在于，所述MBUS通讯模块包括电源子模块、发送模块、接收与电流补偿模块、负载过载保护模块、短路保护模块和RS232数据转换器，仪表总线电路通过数据线连接集中器与仪表，其中电源子模块提供电源；发送模块将经过RS232数据转换器调制转换后的集中器数据发送给仪表；接收与电流补偿模块接收仪表的数据，对其进行电流补偿，并将补偿后的数据输出给RS232数据转换器；负载过载保护模块和短路保护模块对数据线进行负载过载保护和短路保护；
所述发送模块包括隔离光耦芯片U9、比较器U10、上拉电阻R12、下拉电阻R8、偏置电阻R5、限流电阻R33、三极管T1、比例电阻R35、比例电阻R34和补偿电容C10，隔离光耦芯片U9和比较器U10的型号分别为6N139、TLE2301；
比较器U10的管脚1连接补偿电容C10后连接管脚16，管脚2和管脚7连接电源，管脚4、5、8、9、10、11、12、13、15接地，管脚3和管脚6连接数据线，管脚11连接比例电阻R35后连接数据线，电阻R34的一端连接管脚11，另一端接地；比较器U10的管脚14引出后分成两路，一路连接限流电阻R33后连接电源，另一路连接三极管T1的集电极，三极管T1的发射极接地，偏置电阻R5的一端连接三极管T1的基极，三极管T1的基极还连接隔离光耦U9的管脚6，上拉电阻R12的一端与隔离光耦U9的管脚8连接+5V电源，另一端连接隔离光耦芯片U9的管脚6，隔离光耦芯片U9的管脚5接地，隔离光耦芯片U9的管脚3连接下拉电阻R8后接地，隔离光耦芯片U9的管脚2连接RS232数据转换器；
所述的接收与电流补偿模块包括比较器U11、比较器U12、二极管D3、二极管D4、二极管D7、三极管T2、补偿电容C11、稳压电容C15、分压电阻R14、分压电阻R15、分压电阻R27、分压电阻R28、分压电阻R29、分压电阻R30、分压电阻R31、分压电阻R32、电阻R36、分压电阻R38、分压电阻R39、电阻R40、分压电阻R41、钽电容C4、钽电容C13、钽电容C14；比较器U11和比较器U12的型号分别为TLE2021、LM393；
二极管D3的正极连接数据线+B0点，负极依次连接分压电阻R31、分压电阻R38后接在比较器U11的管脚2，钽电容C4的正极接在分压电阻R31和分压R38之间，负极接地，电阻R29与钽电容C4并联；
电阻R36的一端连接数据线+B0点，另一端依次连接电阻R40、稳压电容C15后接地，二极管D4的正极接在电阻R36和电阻R40之间并连接数据线+B1点，二极管D4的负极连接分压电阻R32后连接比较器U11的管脚3，钽电容C13的正极连接比较器U11的管脚3，负极接地；分压电阻R30与钽电容C13并联，管脚2接地；
三极管T2的集电极也接在电阻R36和电阻R40之间并连接数据线+B1点，发射极连接分压电阻R39后连接电源，钽电容C14的正极连接电源，负极连接三极管T2的基极；三极管T2的基极还连接分压电阻R28后连接电源，分压电阻R27的一端也连接三极管T2的基极，另一端连接补偿电容C11后接在比较器U11的管脚2上，管脚7连接电源，管脚6接在电阻R27和电容C11之间，比较器U11的管脚5也连接电源正极；
肖特基二极管D6的正极接在电阻R40和电容C15之间，二极管D6的正极还连接数据线的+B2点和仪表，肖特基二极管D6的负极连接电阻R14后接在比较器U12的管脚2，电阻R15的一端连接比较器U12的管脚3，电阻R15的另一端连接肖特基二极管D6的正极，电容C16的一端连接比较器U12的管脚3，电容C16的另一端连接二极管D7的负极，二极管D7的正极连接电阻R9后连接+5V电源，比较器U12的管脚1接在电容C16和二极管D7的负极之间后与RS232数据转换器连接，分压电阻R41的一端连接比较器U12的管脚2，另一端连接电源，钽电容C5的正极连接比较器U12的管脚2，另一端连接+5V电源，比较器U12的管脚8连接+5V电源，管脚5～7连接负载过载保护模块对数据线进行负载过载保护。
7.如权利要求6所述的集中抄表系统的仪表总线电路，其特征在于，所述负载过载保护模块发光二极管D2、上拉电阻R6、分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4、分压电阻R10、钽电容C77、钽电容C78和电容C79；
连接关系：发光二极管D2的正极连接+5V电源，负极连接上拉电阻R6后连接芯片U12的管脚7，电容C79的一端接在芯片U12的管脚7上，另一端分成两路，一路连接芯片U12的管脚6，另一路连接上拉电阻R3、上拉电阻R10后连接数据线+B2点，钽电容C78的正极接在上拉电阻R3和上拉电阻R10之间，负极接地，上拉电阻R4的一端接在数据线+B1点，另一端连接芯片U12的管脚5，钽电容C77的正极接在芯片U12的管脚5上，负极接地，上拉电阻R2与钽电容C77并联。
8.权利要求6所述的集中抄表系统的仪表总线电路，其特征在于，所述短路保护模块包括保险丝F1、自恢复保险丝R37和瞬变二极管D5，保险丝F1的一端连接二极管D6的正极后连接数据线+B2点，另一端连接自恢复保险丝R37的一端，自恢复保险丝R37的另一端分成两路，一路连接瞬变二极管D5后接地，另一端连接MBUS通道选择模块中光耦U3或光耦U4～U8的管脚4。
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Application publication date: 20140924 |