[發明專利]用戶終端

有效

• 申請號: 201310740068.9
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103728903A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 陳建鋒;汪忠一;陳凱
• 申請（專利權）人: 華立儀表集團股份有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 胡根良

技術領域

本發明涉及一種M-BUS總線上設置的界面裝置，尤其是一種家庭室內用戶可操作裝置，屬于公用事業儀表集抄技術。

背景技術

集中器被廣泛應用于集抄系統中，用于采集各儀表終端、控制器終端或傳感器終端的數據，并對數據進行處理、存儲和上傳至后臺主站管理系統或手持設備；M-Bus是一種專門為消耗測量儀器和計數器傳送信息的數據總線，滿足了公用事業儀表的組網和遠程抄表的需要，同時它還可以滿足遠程供電或電池供電系統的特殊要求。M-Bus串行通信方式的總線型拓撲結構非常適合公用事業儀表的可靠、低成本的組網要求，抗容性可感性干擾能力強，可以在幾公里的距離上連接幾百個從設備。

現有的M-BUS主機數據發送電路方案為利用開關管切換穩壓電路的參考電阻以調節其參考電壓從而控制輸出電壓的跳變，或為高、低兩路直流電源分別經開關管和二極管后連接在一點，通過控制開關管的導通和截止來實現總線電平的跳變，實現主機數據發送同時向從機供電，這兩種主機發送電路的缺點是主機在總線大負載時，穩壓電路熱損耗過大而發熱嚴重，二極管因封裝的散熱熱阻較大而發熱嚴重，能效較低，且電路中二極管的反向特性會導致輸出波形質量欠佳。現有的M-BUS主機數據接收電路方案為利用比較器比較采樣電阻的壓降，轉換為處理器可接受的TTL電平或為將采樣信號由電容耦合經放大后轉換為TTL電平，前者方案的缺點是采樣電壓隨負載變化而變化，比較器的參考電壓需要隨時調整，增加了復雜度；兩者都有的缺點是外界或從機之間的干擾引起的總線電流的微小變化也將被耦合、放大，對主機處理器數據接收造成干擾，后者接收的波形邊沿較長。

發明內容

本發明在于提供一種負載容量大、發熱量小、低損耗的界面裝置，該裝置包括微處理器、數據發送電路、數據接收電路和M-BUS總線；

1、微處理器通過數據發送電路、數據接收電路及M-BUS總線與掛載在M-BUS總線上的儀表終端、控制器終端或傳感器終端等從機設備進行數據交換；

2、數據發送電路由驅動電路、雙功率開關管及兩路電壓不相等的直流電源組成，其中12V直流電源為主機提供邏輯‘0’總線電壓，24V直流電源為主機提供邏輯‘1’總線電壓，微處理器通過驅動電路驅動并控制功率開關管Q1和Q2的交替導通和截止來實現M-BUS總線上邏輯電平跳變，從而實現主機到從機的數據傳輸；

3、數據接收電路由依次相連的電流取樣電路、分壓鉗位電路、交流放大電路、比較電路及整形電路組成；

總線電流通過取樣電阻后的輸出電壓經電阻分壓、TVS管鉗位后輸入至運算放大器正相輸入端，為了保證在M-BUS總線處于數據發送狀態或空閑狀態下時數據接收電路輸出為邏輯高電平，運放正相輸入端的靜態電壓在整個總線負載變化范圍內維持在較低水平并留有足夠余量；M-BUS總線處于數據接收狀態時，分壓鉗位電路的輸出電壓由運算放大器U1進行交流放大，即只放大輸出電壓中變化的信號電壓成分，放大后的信號電壓再經比較和整形后轉換為微處理器可處理的TTL電平信號。

技術方案1：用戶終端，裝設于公用事業商品用戶家庭室內，設有顯示部，用于為用戶指示能耗信息和費用信息；以及通訊部，用于此用戶終端與外部設備的電氣交互；進一步設有數據處理部，連接并控制所述顯示部和通訊部，其特征在于：所述用戶終端通過兩線制總線接設于M-BUS總線上，它包括數據發送電路及數據接收電路，配置用于使得MCU通過數據發送電路、數據接收電路及M-BUS總線與掛載在所述M-BUS總線上的儀表終端、控制器終端或傳感器終端等從機設備進行數據交換，所述數據發送電路和數據接收電路雙向連接于MCU與M-BUS總線之間，其中

所述數據發送電路包括：雙功率開關管，連接于所述MCU與M-BUS總線之間，用于控制M-BUS總線上的邏輯電平跳變；接設于所述雙功率開關管與MCU之間的驅動電路，用于MCU驅動和控制所述雙功率開關管直流電源的交替導通和截止；以及接入所述雙功率開關管的直流電源；

所述數據接收電路包括：接設于M-BUS總線與MCU之間依次耦合電連接的電流取樣電路、分壓鉗位電路、交流放大電路、比較電路及整形電路，用于在M-BUS總線處于數據接收狀態時，提供所述MCU可處理的TTL電平信號，其中：

所述直流電源包括12V直流電源和24V直流電源，其中12V直流電源為集中器M-BUS主機提供邏輯“0”總線電壓，24V直流電源為集中器M-BUS主機提供邏輯“1”總線電壓。