CN107945487A - 一种m‑bus供电的无线抄表设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及M‑BUS供电的无线抄表设备(B)，包括控制MCU(100)以及与所述控制MCU(100)相连的M‑BUS从机芯片(200)、电源转换芯片(300)、外部FLASH存储器(400)和无线通信芯片(500)，其中，所述M‑BUS从机芯片(200)通过M‑BUS总线与M‑BUS主机(A)相连，所述M‑BUS从机(200)也与所述电源转换芯片(300)相连。其大大降低了布线的难度，并且缩短了通信节点之间的距离，大大增强了无线通信的稳定性；而且，其自身并不需要自带电源，只在M‑BUS主机抄表时，通过M‑BUS总线给其供电。
Description
技术领域
本发明属于抄表设备技术领域，涉及一种无线抄表设备，具体涉及一种M-BUS供电的无线抄表设备。
背景技术
在抄收无线水表、无线气表、无线热表、无线电表等具备无线接口的表计时，需要用到无线抄表设备，以便于将具有无线接口的表计的结果无线地抄收起来。
但是，现有的无线抄表设备要么需要220V供电，存在非常大的安全隐患；要么需要自身携带大容量电池组提供电源；并且对于安装在户内的表计来说，为了达到很好的抄收效果，往往需要安装足够多的抄表设备才能达到要求；通常无线表计与无线抄表设备之间通信效果受无线通信距离的限制，无线表计之间需要进行无线中继通信，对无线表计内部电池的能量的消耗亦不便于控制。
鉴于现有技术的上述缺陷，目前急需一种新型的无线抄表设备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种M-BUS供电的无线抄表设备，其自身不需要携带电源，只需要M-BUS主机在抄表时，通过M-BUS总线向其供电，解决了供电安全隐患和需要电池组供电的问题，可以方便地缩短无线抄表设备与无线表计之间的距离，相对于传统的M-BUS接口的表计，不用布线到用户家中，并且大大增强了无线通信的稳定性；其在M-BUS主机停止抄表时，自身完全不消耗电能，节约了资源。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种M-BUS供电的无线抄表设备，其特征在于，包括控制MCU以及与所述控制MCU相连的M-BUS从机芯片、电源转换芯片、外部FLASH存储器和无线通信芯片，其中，所述M-BUS从机芯片通过M-BUS总线与M-BUS主机相连，所述M-BUS从机也与所述电源转换芯片相连，所述M-BUS主机通过所述M-BUS总线给该无线抄表设备供电并将抄表指令发送给该无线抄表设备同时接收该无线抄表设备的回码报文，所述电源转换芯片用于实现所述M-BUS主机通过所述M-BUS总线供应的电源的转换以给所述控制MCU供电，所述外部FLASH存储器用于存储无线表计档案，所述控制MCU用于解析所述抄表指令并在所述抄表指令中携带的表计地址与所述外部FLASH存储器中所存储的无线表计档案中的表计地址一致时生成无线抄表报文，并通过所述无线通信芯片将所述无线抄表报文发送至待抄取的无线表计，并等待接收无线回码，同时在接收到无线回码后，将无线回码中的有效数据转换为M-BUS回码报文，通过M-BUS总线向所述M-BUS主机回码，完成所述无线表计的抄表过程。
进一步地，其中，所述M-BUS主机通过所述M-BUS总线给该无线抄表设备供电并将抄表指令发送给该无线抄表设备同时接收该无线抄表设备的回码报文具体为：当所述M-BUS主机抄表时，通过所述M-BUS总线给该无线抄表设备供电的同时，将抄表指令发送至所述M-BUS从机芯片并通过所述M-BUS从机芯片发送至所述控制MCU，该无线抄表设备在接收所述M-BUS主机发送的抄表指令时所述M-BUS主机通过所述M-BUS总线给该无线抄表装置提供的待机电流小于1.5ma，所述控制MCU通过所述M-BUS从机芯片接收并解析所述M-BUS主机发送的抄表指令，并且根据所述外部FLASH存储器中存储的无线表计档案，判断是否应当通过所述无心通信芯片发送无线抄表指令，如果所述M-BUS主机发送的抄表指令中携带的表计地址为所述外部FLASH存储器中存储的无线表计档案中的表计地址一致，所述控制MCU切换所述M-BUS从机芯片的工作方式，模拟向所述M-BUS主机回码，以便从所述M-BUS总线吸收20ma的电流为该无线抄表装置进行供电，同时生成无线抄表报文，并通过所述无线通信芯片将所述无线抄表报文发送至待抄取的无线表计，并等待接收无线回码，在接收到无线回码后，将回码中的有效数据转换为M-BUS回码报文，同时切换所述M-BUS从机芯片的工作模式，通过所述M-BUS总线向所述M-BUS主机回码，完成整个无线表计的抄表过程。
更进一步地，其中，所述M-BUS从机芯片为TSS721A。
再进一步地，其中，所述电源转换芯片为DC-DC转换芯片。
再进一步地，其中，所述无线通信芯片(500)的无线通信方式采用GFSK与LoRaTM，采用网络模型为星型网络模型。
与现有的无线抄表设备相比，本发明的M-BUS供电的无线抄表设备具有如下有益技术效果：
1、其采用无线方式与无线表计相连，不需要大量的布线，大大降低了传统M-BUS表计布线到户的难度，促进了无线表计的使用。
2、缩短了与无线表计的通信节点之间的距离，大大增强了无线通信的稳定性。
3、其在不抄表时从总线消耗的待机电流小于1.5ma，抄表时从总线消耗的电流为20ma以下，而无线抄表设备大部分时间都是处于关机不带电状态，因此，大大降低了用电量，降低了成本。
附图说明
图1是本发明的M-BUS供电的无线抄表设备的使用示意图。
图2是本发明的M-BUS供电的无线抄表设备的构成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。
本发明涉及一种M-BUS供电的无线抄表设备。如图1所示，本发明的M-BUS供电的无线抄表设备B作为M-BUS从机，通过M-BUS总线连接至M-BUS主机A，并通过无线通信方式与无线表计，例如无线水表C1、无线气表C2、无线热表C3等进行无线通信，以实现对所述无线表计的抄收。
图2示出了本发明的M-BUS供电的无线抄表设备的构成示意图。如图2所示，本发明的M-BUS供电的无线抄表设备B包括控制MCU100(也就是，微控制单元，其可以是现有的无线抄表设备中的控制MCU)以及与所述控制MCU100相连的M-BUS从机芯片200、电源转换芯片300、外部FLASH存储器400和无线通信芯片500。
其中，所述M-BUS从机芯片200通过M-BUS总线与M-BUS主机A相连。所述M-BUS从机200也与所述电源转换芯片300相连。
在本发明中，所述M-BUS主机A通过所述M-BUS总线给该无线抄表设备B供电并将抄表指令发送给该无线抄表设备B，同时接收该无线抄表设备B的回码报文。
与现有的无线抄表设备采用固定电流进行供电不同，在本发明中，所述M-BUS主机A通过所述M-BUS总线给该无线抄表设备B供电时，如果该无线抄表设备B处于待机状态，也就是，不进行抄表时，所述M-BUS主机A通过所述M-BUS总线给该无线抄表装置B提供的待机电流小于1.5ma，以将该无线抄表装置B维系在待机状态即可；如果所述无线抄表设备B处于抄表状态，因为在抄表时需要进行无线通信，而在进行无线通信的过程中需要消耗大的电流，因此，所述M-BUS主机A通过所述M-BUS总线给该无线抄表装置B提供的工作电流为20ma，以使其能够正常工作。这样，不需要一直为该无线抄表设备B提供20ma的工作电流，而且无线抄表设备大部分时间都是处于关机状态，因此，大大降低了用电量，降低了成本。
在本发明中，具体地，当所述M-BUS主机A抄表时，通过所述M-BUS总线给该无线抄表设备B供电(实际上是先将电供给到所述M-BUS从机芯片200，然后通过与所述M-BUS从机芯片200相连的所述电源转换芯片300将所述供电进行转换，从而转换成适于所述控制MCU100使用的电源)的同时，将抄表指令发送至所述M-BUS从机芯片200并通过所述M-BUS从机芯片200将所述抄表指令发送至所述控制MCU100。其中，该无线抄表设备B在接收所述M-BUS主机A发送的抄表指令时其处于待机状态，此时，所述M-BUS主机A通过所述M-BUS总线给该无线抄表装置B提供的待机电流小于1.5ma。
之后，所述控制MCU100通过所述M-BUS从机芯片200接收并解析所述M-BUS主机发送的抄表指令。并且，所述控制MCU100根据所述外部FLASH存储器400中存储的无线表计档案(所述外部FLASH存储器中存储有与该无线抄表设备B对应的无线表计的无线表计档案)，判断是否应当通过所述无线通信芯片500发送无线抄表指令。
具体地，将所述M-BUS主机A发送的抄表指令中携带的表计地址与所述无线表计档案中的表计地址进行比较，如果不一致，则不需要进行抄表，不需要通过所述无线通信芯片500发送无线抄表指令，该无线抄表设备B继续保持待机状态；如果所述M-BUS主机A发送的抄表指令中携带的表计地址与所述外部FLASH存储器400中存储的无线表计档案中的表计地址一致，说明需要进行抄表，需要通过所述无线通信芯片500发送无线抄表指令，此时，所述控制MCU100切换所述M-BUS从机芯片200的工作方式，使所述M-BUS从机芯片200模拟向所述M-BUS主机A回码。所述M-BUS主机A接收到模拟回码之后，便通过所述M-BUS总线为该无线抄表装置B提供20ma电流的电力(当然，是先将20ma电流的电力供给到所述M-BUS从机芯片200，然后通过与所述M-BUS从机芯片200相连的电源转换芯片300将所述20ma电流的电力进行转换，从而转换成适于所述控制MCU100使用的电源)。同时，所述控制MCU100对所述抄表指令进行解析并根据所述抄表指令生成无线抄表报文，然后通过所述无线通信芯片500将所述无线抄表报文发送至待抄取的无线表计，例如，图1中的无线水表C1、无线气表C2、无线热表C3等，并等待接收所述无线表计的无线回码。所述控制MCU100在通过所述无线通信芯片500接收到所述无线表计的无线回码后，将所述无线回码中的有效数据转换为M-BUS回码报文，同时切换所述M-BUS从机芯片200的工作模式，使所述M-BUS从机芯片200通过所述M-BUS总线向所述M-BUS主机A回码，完成整个无线表计的抄表过程。
在本发明中，所述M-BUS从机芯片200可以是现有技术中任何的M-BUS从机芯片，例如可以为TSS721A。
同时，在本发明中，所述电源转换芯片300为现有的DC-DC转换芯片。优选为，所述电源转换芯片300为现有的高效率DC-DC转换芯片。
最后，在本发明中，所述无线通信芯片的无线通信方式采用GFSK与LoRaTM，采用网络模型为星型网络模型。
本发明的M-BUS供电的无线抄表设备自身不需要携带电源，只需要M-BUS主机在抄表时，通过M-BUS总线向其供电，解决了供电安全隐患和需要电池组供电的问题，可以方便地缩短无线抄表设备与无线表计之间的距离，相对于传统的M-BUS接口的表计，不用布线到用户家中，并且大大增强了无线通信的稳定性；设备在M-BUS主机停止抄表时，自身完全不消耗电能，节约了资源。而且，其在不抄表时的待机电流小于1.5ma，抄表时的电流为20ma，而无线抄表设备大部分时间都是处于关机状态，因此，大大降低了用电量，降低了成本。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (5)
1.一种M-BUS供电的无线抄表设备(B)，其特征在于，包括控制MCU(100)以及与所述控制MCU(100)相连的M-BUS从机芯片(200)、电源转换芯片(300)、外部FLASH存储器(400)和无线通信芯片(500)，其中，所述M-BUS从机芯片(200)通过M-BUS总线与M-BUS主机(A)相连，所述M-BUS从机芯片(200)也与所述电源转换芯片(300)相连，所述M-BUS主机(A)通过所述M-BUS总线给该无线抄表设备(B)供电并将抄表指令发送给该无线抄表设备(B)同时接收该无线抄表设备(B)的回码报文，所述电源转换芯片(300)用于实现所述M-BUS主机(A)通过所述M-BUS总线供应的电源的转换以给所述控制MCU(100)供电，所述外部FLASH存储器(400)用于存储无线表计档案，所述控制MCU(100)用于解析所述抄表指令并在所述抄表指令中携带的表计地址与所述外部FLASH存储器(400)中所存储的无线表计档案中的表计地址一致时生成无线抄表报文，并通过所述无线通信芯片(500)将所述无线抄表报文发送至待抄取的无线表计(C1，C2，C3)，并等待接收无线回码，同时在接收到无线回码后，将无线回码中的有效数据转换为M-BUS回码报文，通过M-BUS总线向所述M-BUS主机(A)回码，完成所述无线表计(C1，C2，C3)的抄表过程。
2.根据权利要求1所述的M-BUS供电的无线抄表设备(B)，其特征在于，所述M-BUS主机(A)通过所述M-BUS总线给该无线抄表设备(B)供电并将抄表指令发送给该无线抄表设备(B)同时接收该无线抄表设备(B)的回码报文具体为：当所述M-BUS主机(A)抄表时，通过所述M-BUS总线给该无线抄表设备供电的同时，将抄表指令发送至所述M-BUS从机芯片(200)并通过所述M-BUS从机芯片(200)发送至所述控制MCU(100)，该无线抄表设备(B)在接收所述M-BUS主机(A)发送的抄表指令时所述M-BUS主机(A)通过所述M-BUS总线给该无线抄表装置(B)提供的待机电流小于1.5ma，所述控制MCU(100)通过所述M-BUS从机芯片(200)接收并解析所述M-BUS主机发送的抄表指令，并且根据所述外部FLASH存储器(400)中存储的无线表计档案，判断是否应当通过所述无线通信芯片(500)发送无线抄表指令，如果所述M-BUS主机(A)发送的抄表指令中携带的表计地址为所述外部FLASH存储器(400)中存储的无线表计档案中的表计地址一致，所述控制MCU(100)切换所述M-BUS从机芯片(200)的工作方式，模拟向所述M-BUS主机(A)回码，以便从所述M-BUS总线吸收20ma的电流为该无线抄表装置(B)进行供电，同时生成无线抄表报文，并通过所述无线通信芯片(500)将所述无线抄表报文发送至待抄取的无线表计(C1，C2，C3)，并等待接收无线回码，在接收到无线回码后，将无线回码中的有效数据转换为M-BUS回码报文，同时切换所述M-BUS从机芯片(200)的工作模式，通过所述M-BUS总线向所述M-BUS主机(A)回码，完成整个无线表计(C1，C2，C3)的抄表过程。
3.根据权利要求2所述的M-BUS供电的无线抄表设备(B)，其特征在于，所述M-BUS从机芯片(200)为TSS721A。
4.根据权利要求3所述的M-BUS供电的无线抄表设备(B)，其特征在于，所述电源转换芯片(300)为DC-DC转换芯片。
5.根据权利要求5所述的M-BUS供电的无线抄表设备(B)，其特征在于，所述无线通信芯片(500)的无线通信方式采用GFSK与LoRaTM，采用网络模型为星型网络模型。
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