CN202501859U - 一种基于M-bus总线的电阻型直读表读数装置 - Google Patents

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朱钱虎
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Abstract

本实用新型公开了一种基于M-bus总线的电阻型直读表读数装置，现有技术成本高，功耗高，灵活性差，本实用新型包括电源模块、M-bus信号收发模块、微处理器模块和电阻信号采样模块，电源模块从M-bus总线获取电源并分别给M-bus信号收发模块、微处理器模块和电阻信号采样模块供电，M-bus信号收发模块从M-bus总线接收数据并传送至微处理器模块处理以及将微处理器模块发送的数据传送至M-bus总线，电阻信号采样模块采集表字轮上的电阻信号并传送至微处理器模块；微处理器模块控制电阻信号采样模块输出电阻信号后转换为读数；本实用新型成本低，功耗低，电路简单，可靠性高。

Description

一种基于M-bus总线的电阻型直读表读数装置
技术领域
本实用新型涉及读数装置，尤其涉及一种M-bus总线的电阻型直读表读数装置。
背景技术
M-bus，即仪表总线（Meter-Bus，欧洲标准EN1434-3）是一种专门为消耗量计量仪表数据传输设计的主从式半双工传输总线。
M-bus总线模块用于同M-bus主机的数据通讯。
M-bus总线的工作原理如下：主机端发送逻辑1时，M-bus总线上的电压应在24V~36V，发送逻辑0时，M-bus总线上的电压应比逻辑1时低12V以上，从机解析该电压变化从而接收数据；从机端发送逻辑1时，M-bus总线上的电流小于1.5mA，从机端发送逻辑0时，M-bus总线上的电流在11～20mA，主机通过解析该电流变化从而接收数据。
目前传统的M-bus从机模块主要采用TI（美国德州仪器）的集成芯片TSS721A，成本高，功耗高，灵活性差。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供一种基于M-bus总线的电阻型直读表读数装置。
本实用新型包括电源模块、M-bus信号收发模块、微处理器模块和电阻信号采样模块。电源模块从M-bus总线获取电源并分别给M-bus信号收发模块、微处理器模块和电阻信号采样模块供电，M-bus信号收发模块从M-bus总线接收数据并传送至微处理器模块处理以及将微处理器模块发送的数据传送至M-bus总线，电阻信号采样模块采集表字轮上的电阻信号并传送至微处理器模块；微处理器模块控制电阻信号采样模块输出电阻信号后转换为读数。
M-bus信号收发模块包括整流桥BG1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、钽电容C1、二极管D1、第一三极管Q1、第二三极管Q2和运放芯片U1LM358；
M-bus总线不分极性与整流桥BG1的输入端连接，整流桥BG1的输出正极与第一电阻R1的一端、第二三极管Q2的集电极连接，整流桥BG1的输出负极与第二电阻R2的一端、钽电容C1的负极、第三电阻R3的一端、运放芯片U1 LM358的4脚、第九电阻R9的一端、第十三电阻R13的一端连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端、第四电阻R4的一端、第一二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与钽电容C1的正极、第三电阻R3的另一端、第五电阻R5的一端连接，第四电阻R4的另一端与芯片U1 LM358的3脚连接，电阻R5的另一端与芯片U1 LM358的2脚连接，电源模块输出的供电端VDD与第六电阻R6的一端、芯片U1 LM358的8脚、第七电阻R7的一端、第一三极管Q1的发射极连接，第六电阻R6的另一端与芯片U1 LM358的1脚和微处理器模块的串口接收端RXD连接，第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端、第一三极管Q1的基极连接，第八电阻R8的另一端与微处理器模块的串口发送端TXD连接，第一三极管Q1的集电极与第九电阻R9的另一端、第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10的另一端与芯片U1 LM358的5脚连接，芯片U1 LM358的6脚与第十二电阻R12的一端连接，芯片U1 LM358的7脚通过第十一电阻R11与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极与第十二电阻R12的另一端、第十三电阻R13的另一端连接。
本实用新型的有益效果：成本低，功耗低，电路简单，可靠性高。
附图说明
图1是基于M-bus总线的电阻型直读表读数装置结构框图；
图2是M-bus信号收发模块原理图。
具体实施方式
如图所示1，本实用新型包括电源模块、M-bus信号收发模块、微处理器模块和电阻信号采样模块。电源模块从M-bus总线获取电源并分别给M-bus信号收发模块、微处理器模块和电阻信号采样模块供电，M-bus信号收发模块从M-bus总线接收数据并传送至微处理器模块处理以及将微处理器模块发送的数据传送至M-bus总线，电阻信号采样模块采集表字轮上的电阻信号并传送至微处理器模块；微处理器模块控制电阻信号采样模块输出电阻信号后转换为读数。
如图2所示，M-bus信号收发模块包括整流桥BG1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、钽电容C1、二极管D1、第一三极管Q1、第二三极管Q2和运放芯片U1LM358。
M-bus总线不分极性与整流桥BG1的输入端连接，整流桥BG1的输出正极与第一电阻R1的一端、第二三极管Q2的集电极连接，整流桥BG1的输出负极与第二电阻R2的一端、钽电容C1的负极、第三电阻R3的一端、运放芯片U1 LM358的4脚、第九电阻R9的一端、第十三电阻R13的一端连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端、第四电阻R4的一端、第一二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与钽电容C1的正极、第三电阻R3的另一端、第五电阻R5的一端连接，第四电阻R4的另一端与芯片U1 LM358的3脚连接，电阻R5的另一端与芯片U1 LM358的2脚连接，电源模块输出的供电端VDD与第六电阻R6的一端、芯片U1 LM358的8脚、第七电阻R7的一端、第一三极管Q1的发射极连接，第六电阻R6的另一端与芯片U1 LM358的1脚和微处理器模块的串口接收端RXD连接，第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端、第一三极管Q1的基极连接，第八电阻R8的另一端与微处理器模块的串口发送端TXD连接，第一三极管Q1的集电极与第九电阻R9的另一端、第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10的另一端与芯片U1 LM358的5脚连接，芯片U1 LM358的6脚与第十二电阻R12的一端连接，芯片U1 LM358的7脚通过第十一电阻R11与第二三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与第十二电阻R12的另一端、第十三电阻R13的另一端连接。
工作时，上位机设备通过M-bus总线发送抄读表数据的指令，按照M-bus总线工作原理，整流桥BG1的输出正极上会有高低电压的变化，这个变化的电压信号经电阻R1、R2分压后一路输出至运放的同相端，另一路经过电容C1、电阻R3组成的保持电路后输出至运放的反相端，由于保持电路的存在，反相端的电压幅值总是延后于同相端，因此在总线电压降低时同相端电压比反相端低，运放输出低电平，总线电压升高时同相端电压比反相端高，运放输出高电平，由于运放处于开环状态，故该电平可直接与微处理器模块的串口输入脚连接，从而实现M-bus总线信号的解析。微处理器模块解析该指令后，读取电阻信号采样模块采集的字轮电阻信号并转换为表数据，然后将该表读数输出至串口输出脚，该电平经过三极管Q1反相后接至运放同相端，该运放构成一个恒流源，通过电阻R13的阻值匹配，可在运放同相端有高低电平变化时M-bus总线上产生对应的电流值，从而将数据发送到M-bus总线。

Claims (1)

1. 一种基于M-bus总线的电阻型直读表读数装置包括电源模块、M-bus信号收发模块、微处理器模块和电阻信号采样模块，电源模块从M-bus总线获取电源并分别给M-bus信号收发模块、微处理器模块和电阻信号采样模块供电，M-bus信号收发模块从M-bus总线接收数据并传送至微处理器模块处理以及将微处理器模块发送的数据传送至M-bus总线，电阻信号采样模块采集表字轮上的电阻信号并传送至微处理器模块；微处理器模块控制电阻信号采样模块输出电阻信号后转换为读数；
M-bus信号收发模块包括整流桥BG1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、钽电容C1、二极管D1、第一三极管Q1、第二三极管Q2和运放芯片U1LM358；
M-bus总线不分极性与整流桥BG1的输入端连接，整流桥BG1的输出正极与第一电阻R1的一端、第二三极管Q2的集电极连接，整流桥BG1的输出负极与第二电阻R2的一端、钽电容C1的负极、第三电阻R3的一端、运放芯片U1 LM358的4脚、第九电阻R9的一端、第十三电阻R13的一端连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的另一端、第四电阻R4的一端、第一二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与钽电容C1的正极、第三电阻R3的另一端、第五电阻R5的一端连接，第四电阻R4的另一端与芯片U1 LM358的3脚连接，电阻R5的另一端与芯片U1 LM358的2脚连接，电源模块输出的供电端VDD与第六电阻R6的一端、芯片U1 LM358的8脚、第七电阻R7的一端、第一三极管Q1的发射极连接，第六电阻R6的另一端与芯片U1 LM358的1脚和微处理器模块的串口接收端RXD连接，第七电阻R7的另一端与第八电阻R8的一端、第一三极管Q1的基极连接，第八电阻R8的另一端与微处理器模块的串口发送端TXD连接，第一三极管Q1的集电极与第九电阻R9的另一端、第十电阻R10的一端连接，第十电阻R10的另一端与芯片U1 LM358的5脚连接，芯片U1 LM358的6脚与第十二电阻R12的一端连接，芯片U1 LM358的7脚通过第十一电阻R11与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2的发射极与第十二电阻R12的另一端、第十三电阻R13的另一端连接。
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