CN205986858U - 一种具有MBus总线接口电路的集中器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有MBus总线接口电路的集中器，包括单片机、Mbus总线、Mbus总线接口电路，单片机通过Mbus总线接口电路与Mbus总线连接，Mbus总线包括总线Mbus+和总线Mbus‑，所述Mbus总线接口电路包括信号接收端TXD4、信号发送端RXD4、三个三极管Q1、Q2、Q3、升压芯片U6、电压比较芯片U7，三个光耦U3、U4、U5、电源VCC‑M‑Bus以及多个电阻。本实用新型在集中器上增加了Mbus总线接口电路，可以直接连接远传水表，再加上本身具有的485总线接口，在大多数情况下，可以取消采集器，从而达到减少成本的作用。

Description

一种具有MBus总线接口电路的集中器

技术领域

本实用新型涉及一种具有MBus总线接口电路的集中器。

背景技术

众所周知，我国人口众多，国土辽阔，居民家庭水、电、气、热表均采用一户一表方式安装。因此，抄表工作人员工作量大、工作强度高、重复性高、效率低下。电表目前均为统一安装在室外，水表有些地方统一安装在室外，有些地方则安装在室内，气表和热表安装在室内。不同的安装方式也给抄表工作带来了极大的不便，抄表人员必须每家每户抄写用量，既麻烦也费事，同时还存在认为的抄读错误，造成一些不必要的矛盾。目前的抄表收费方式主要是以人工抄收水电气热表为主，小范围逐步使用预付费方式和选点试用具有自动抄表功能的水电气热表。不过目前选点试用具有自动抄表功能的各类表计也是按照各自行业各自开发的自动抄表系统进行自动抄表的，这样就存在一个巨大的缺陷，即同一个单位或小区同时运行四套不同类型的自动抄表系统是不可能的，这样既浪费资源、增加建设成本，又容易引起系统间干扰，产生系统混乱。

现有的具有四表集抄功能的智能集中器大多是采用通过使用485通道或者电力载波通道连接智能采集器，智能集中器向智能采集器发送采集命令，智能采集器收集好数据后上传到智能集中器。该方案需要智能采集器作为整个系统的一部分，成本较高，效率较低。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种具有MBus总线接口电路的集中器，通过设置Mbus总线接口电路可实现集中器对四种表计的直接抄读，无需采集器即可实现采集，从而降低了成本，同时提高了效率。

一种具有MBus总线接口电路的集中器，包括单片机、Mbus总线、Mbus总线接口电路，单片机通过Mbus总线接口电路与Mbus总线连接，Mbus总线包括总线Mbus+和总线Mbus-，所述Mbus总线接口电路包括信号接收端TXD4、信号发送端RXD4、三个三极管Q1、Q2、Q3、升压芯片U6、电压比较芯片U7，三个光耦U3、U4、U5、电源VCC-M-Bus以及多个电阻，单片机的信号发送端与信号接收端TXD4连接，信号接收端TXD4与光耦的U3阴极连接，光耦U3的阳极通过电阻R43接入3.3V正压电源，光耦U3的集电极与5V正压电源连接，光耦U3的发射极通过电阻R8与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极与5V正压电源连接，三极管Q1的集电极通过电阻R50与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过电阻R53与升压芯片U6的参考电压端连接，升压芯片U6的输出端通过电阻R67、电阻R66与总线Mbus+连接，电阻R67、电阻R66的节点与稳压二极管D1的阴极连接，稳压二极管D1的阳极通过电阻R56与总线Mbus-连接，电阻R56与总线Mbus-的节点接地，稳压二极管D1与电阻R56的节点与电压比较芯片U7的正端连接，电压比较芯片U7的负端接地，电压比较芯片U7的输出端与光耦U4的阴极连接，光耦U4的阳极通过电阻R59与5V正电压连接，光耦U4的发射极接地，集电极作为信号发送端RXD4通过电阻R44与3.3V正电压连接，三极管Q3的集电极与升压芯片U6的输出端之间连有电阻R57，三极管Q3的集电极与发射极之间连有电阻R54，其中三极管Q1和Q2为PNP型三极管，三极管Q3为NPN型三极管。

进一步的，三极管Q1的集电极还通过电阻R49接地。

进一步的，升压芯片U6的输出端还通过电容C50接地。

本实用新型在集中器上增加了Mbus总线接口电路，可以直接连接远传水表，再加上本身具有的485总线接口，在大多数情况下，可以取消采集器，从而达到减少成本的作用。

附图说明

图1是本实用新型具有MBus总线接口电路的集中器的电路结构示意图；

图2是本实用新型中MBus总线接口电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1所示为本实用新型具有MBus总线接口电路的集中器的电路结构示意图，所述具有MBus总线接口电路的集中器包括Mbus总线1、Mbus总线接口电路2和单片机3，单片机3通过Mbus总线接口电路2与Mbus总线1(包括总线Mbus+和总线Mbus-)连接。

如图2所示，所述Mbus总线接口电路2包括三个三极管Q1、Q2、Q3、升压芯片U6、电压比较芯片U7，三个光耦U3、U4、U5、电源VCC-M-Bus以及多个电阻，电源VCC-M-BUS可设定为5VDC。

单片机3的信号发送端Mbus_CTR与光耦U5的阴极连接，光耦U5的阳极通过二极管D3、电阻R69接入正压电源。光耦U5的集电极通过电阻R68与三极管Q2的基极连接，光耦U5的发射极接地。三极管Q2的发射极与电源VCC-M-Bus连接，电源VCC-M-Bus还通过电阻R60与电阻R68和光耦U5的输出端的节点连接，三极管Q2的集电极与升压芯片U6的输入端连接，升压芯片U6的输出端与总线Mbus+连接。

单片机3的信号发送端与MBus总线接口电路的信号接收端TXD4连接，信号接收端TXD4与光耦的U3阴极连接，光耦U3的阳极通过电阻R43接入3.3V正压电源，光耦U3的集电极与5V正压电源连接，光耦U3的发射极通过电阻R8与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极与5V正压电源连接，三极管Q1的集电极通过电阻R50与三极管Q3的基极连接，三极管Q1的集电极还通过电阻R49接地。三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过电阻R53与升压芯片U6的参考电压端连接。三极管Q3的集电极与升压芯片U6的输出端之间连有电阻R57，三极管Q3的集电极与发射极之间连有电阻R54，升压芯片U6的输出端还通过电容C50接地。

升压芯片U6的输出端通过电阻R67、电阻R66与总线Mbus+连接，电阻R67、电阻R66的节点与稳压二极管D1的阴极连接，稳压二极管D1的阳极通过电阻R56与总线Mbus-连接，电阻R56与总线Mbus-的节点接地。稳压二极管D1与电阻R56的节点与电压比较芯片U7的正端(即第3引脚)连接，电压比较芯片U7的负端接地，电压比较芯片U7的输出端与光耦U4的阴极连接，光耦U4的阳极通过电阻R59与5V正电压连接，光耦U4的发射极接地，集电极作为信号发送端RXD4通过电阻R44与3.3V正电压连接。

其中三极管Q1和Q2为PNP型三极管，三极管Q3为NPN型三极管。

本实用新型的工作原理介绍如下：

一、MBUS总线电源实时控制实现方式

当硬件系统需要启动MBUS总线通信时，单片机2的信号发送端Mbus_CTR脚输出低电平，光耦U5导通，光耦U5导通后，三极管Q2导通，电源VCC-M-Bus通过三极管Q2后输出5V电源VCC-Mbus到升压芯片U6的输入端。升压芯片U6开始工作，将5V电源VCC-Mbus升压为36V电源Mbus_POW，36V电源Mbus_POW为MBUS总线供电电源。此时硬件系统可以通过Mbus总线同远传水表进行通信。

当硬件系统需要关闭MBUS总线通信时，单片机2的信号发送端Mbus_CTR脚输出高电平，光耦U5不导通，由于光耦U5不导通，三极管Q2也不导通，电源VCC-M-Bus无法通过三极管Q2输出到升压芯片U6的输入端，这样升压芯片U6不工作，MBUS总线无供电电压就无法通信。

二、MBUS总线通信实现方式

当硬件系统需要通过MBUS总线发送数据时，首先按照上述步骤控制MBUS总线电源开启，然后通过单片机2将数据加载到TXD4端口上，光耦U3会根据数据导通或不导通，例如当数据为低电平时，光耦U3导通，三极管Q1和Q4均导通，三极管Q4的集电极输出低电平，即数据以低电平的方式加载到总线Mbus+；当数据为高电平时，光耦U3不导通，此时三极管Q1和Q4均截止，三极管Q4的集电极此时为高电平，即数据以高电平的方式加载到总线Mbus+；最后数据通过Mbus总线发送出去。

当硬件系统需要通过Mbus总线接收数据时，数据会在Mbus总线上以一定电压差的形式产生。稳压二极管D1与电阻R56的节点输出的电压信号即bus总线的电压差信号，该电压差信号输入电压比较芯片U7的正端，通过芯片电压比较芯片U7的处理后还原成高低电平通过输出端输出。该高低电平会控制光耦U4的导通或不导通，然后在信号接收端TXD4上形成数据输入到硬件系统之中。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种具有MBus总线接口电路的集中器，包括单片机，其特征在于：还包括Mbus总线、Mbus总线接口电路，单片机通过Mbus总线接口电路与Mbus总线连接，Mbus总线包括总线Mbus+和总线Mbus-，所述Mbus总线接口电路包括信号接收端TXD4、信号发送端RXD4、三个三极管Q1、Q2、Q3、升压芯片U6、电压比较芯片U7，三个光耦U3、U4、U5、电源VCC-M-Bus以及多个电阻，单片机的信号发送端与信号接收端TXD4连接，信号接收端TXD4与光耦的U3阴极连接，光耦U3的阳极通过电阻R43接入3.3V正压电源，光耦U3的集电极与5V正压电源连接，光耦U3的发射极通过电阻R8与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极与5V正压电源连接，三极管Q1的集电极通过电阻R50与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极通过电阻R53与升压芯片U6的参考电压端连接，升压芯片U6的输出端通过电阻R67、电阻R66与总线Mbus+连接，电阻R67、电阻R66的节点与稳压二极管D1的阴极连接，稳压二极管D1的阳极通过电阻R56与总线Mbus-连接，电阻R56与总线Mbus-的节点接地，稳压二极管D1与电阻R56的节点与电压比较芯片U7的正端连接，电压比较芯片U7的负端接地，电压比较芯片U7的输出端与光耦U4的阴极连接，光耦U4的阳极通过电阻R59与5V正电压连接，光耦U4的发射极接地，集电极作为信号发送端RXD4通过电阻R44与3.3V正电压连接，三极管Q3的集电极与升压芯片U6的输出端之间连有电阻R57，三极管Q3的集电极与发射极之间连有电阻R54，其中三极管Q1和Q2为PNP型三极管，三极管Q3为NPN型三极管。

2.如权利要求1所述的具有MBus总线接口电路的集中器，其特征在于：三极管Q1的集电极还通过电阻R49接地。

3.如权利要求1所述的具有MBus总线接口电路的集中器，其特征在于：升压芯片U6的输出端还通过电容C50接地。