本發(fā)明涉及電力通信領域，具體涉及基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)。

背景技術：

1、m-bus(meter?bus)儀表總線，其設計用于滿足網(wǎng)絡系統(tǒng)和遠程抄表的需求，具有布線簡單、拓撲無關、無極性、抗干擾、可供電等優(yōu)點。因此其常用于無源表計產(chǎn)品中。m-bus為主從結構的半雙工通信模式，即單一網(wǎng)絡中只能有一個主機，所有通信請求需要由主機發(fā)起。當前市面上從機有單一芯片選擇，可以通過簡單搭建電路實現(xiàn)；而主機暫未發(fā)現(xiàn)可選芯片，只能通過電路搭建方式實現(xiàn)。主機發(fā)送有常見的雙電源方式，接收電路較為麻煩，常規(guī)的有通過比較器電路實現(xiàn)，但其有著明顯弊端，且在設備數(shù)量自適應上需要調整電路參數(shù)。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是：提供一種基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，能夠減少m-bus主站對模擬器件的需求。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：

3、基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，包括依序連接的應用端、m-bus主站、傳輸線以及智能電表群；

4、所述m-bus主站包括mcu以及分別與所述mcu連接的電源控制模塊和通信接口模塊；所述mcu帶有adc模塊；所述adc模塊與所述傳輸線連接；所述電源控制模塊與所述傳輸線連接；所述通信接口模塊與所述應用端連接；

5、所述adc模塊，被配置為在mcu開啟總線電流監(jiān)控后，定時采集傳輸線上的電流，并將采集到的總線電流發(fā)送至mcu；

6、所述mcu，被配置為當接收到的總線電流相較于靜態(tài)電流值的增量大于第一閾值時，判定智能電表發(fā)起響應。

7、可選地，所述通信接口模塊包括uart接口以及io接口；所述應用端的uart接口與所述uart接口或者所述io接口連接；

8、所述mcu，還被配置為當識別到應用端通過所述uart接口接入時，進入uart模式；以及當識別到應用端通過所述io接口接入時，進入io模式；

9、其中，所述uart模式包括：mcu接收到應用端發(fā)送過來的請求數(shù)據(jù)后，判斷請求數(shù)據(jù)是否正常，若異常，則進行通信參數(shù)匹配；若正常，則鎖定當前的通信參數(shù)，開啟波特率定時器將接收到的請求數(shù)據(jù)轉發(fā)至所述電源控制模塊，并在通過所述電源控制模塊將請求數(shù)據(jù)轉化為總線電壓信號后發(fā)送至所述傳輸線，之后，即刻進入等待響應狀態(tài)；

10、其中，所述io模式包括：mcu接收到應用端發(fā)送過來的請求數(shù)據(jù)后，將所述請求數(shù)據(jù)通過跟隨的方式輸出至所述電源控制模塊之后，即刻進入等待響應狀態(tài)。

11、可選地，所述通信參數(shù)匹配包括：初始化波特率定時器以及應用端輸入中斷；采集所述uart接口當前的最小脈寬；依據(jù)所述最小脈寬確認所述uart接口當前的uart參數(shù)；依據(jù)所述當前的uart參數(shù)對所述uart接口的默認uart參數(shù)進行更新。

12、可選地，所述mcu，還被配置為執(zhí)行應用端接入確認；

13、所述應用端接入確認包括：初始化所述io接口；判斷所述io接口是否有輸入，若有，則初始化波特率定時器以及應用端輸入中斷，開啟總線供電，開啟總線電流監(jiān)控；若無，則初始化所述uart接口，開啟總線供電，開啟總線電流監(jiān)控。

14、可選地，所述mcu，還被配置為在開啟總線電流監(jiān)控后，通過滑差統(tǒng)計方式監(jiān)聽滑差時間區(qū)間內(nèi)的總線電流變化，若當前滑差時間區(qū)間的總線電流變化小于第二閾值，則依據(jù)當前滑差時間區(qū)間的總線電流的平均值對靜態(tài)電流值進行更新。

15、可選地，所述mcu，還被配置為在判定智能電表發(fā)起響應之后，通過所述adc模塊周期性采集總線電流，并將采集到的總線電流轉換為對應的數(shù)字電壓信號后，通過所述通信接口模塊反饋至應用端。

16、可選地，所述mcu，還被配置為在所述uart模式中，所述即刻進入等待響應狀態(tài)，之后，還包括：

17、周期性采集總線電流；以所采集到的總線電流相較于靜態(tài)電流值的增量大于第一閾值為數(shù)字邏輯0，以所采集到的總線電流相較于靜態(tài)電流值的增量大于第三閾值為數(shù)字邏輯1，將采集到的總線電流轉換為對應的數(shù)字信號后，通過所述uart接口發(fā)送至應用端。

18、可選地，所述mcu，還被配置為在所述io模式中，所述即刻進入等待響應狀態(tài)，之后，還包括：

19、周期性采集總線電流；若所采集到的總線電流相較于靜態(tài)電流值的增量大于第一閾值，則通過所述io接口輸出低電平至應用端；若所采集到的總線電流相較于靜態(tài)電流值的增量小于第一閾值，則通過所述io接口輸出高電平至應用端。

20、可選地，所述mcu，還被配置為當接收到的總線電流超過第三閾值時，控制切斷通過所述通信接口模塊對所述傳輸線的供電，進入過流保護。

21、可選地，所述mcu，還被配置為當接收到應用端通過所述通信接口模塊發(fā)送過來的應用數(shù)據(jù)后，通過所述電源控制模塊將所述應用數(shù)據(jù)轉換為對應的總線電壓信號后，發(fā)送至所述傳輸線。

22、可選地，所述智能電表為電表、水表或天然氣表。

23、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的m-bus主站采用帶有adc模塊的mcu，能夠以軟件邏輯與adc硬件相配合的方式實現(xiàn)總線電流的采集以及m-bus電流信號到電壓信號的轉換，進而實現(xiàn)m-bus主站對智能電表信號的判斷以及智能電表反饋的傳遞。相較于現(xiàn)有技術而言，能夠降低m-bus主站中信號接收電路的復雜度，進而減少m-bus主站對模擬器件的需求。

技術特征：

1.基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，其特征在于，包括依序連接的應用端、m-bus主站、傳輸線以及智能電表群；

2.如權利要求1所述的基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，其特征在于，所述通信接口模塊包括uart接口以及io接口；所述應用端的uart接口與所述uart接口或者所述io接口連接；

3.如權利要求2所述的基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，其特征在于，所述通信參數(shù)匹配包括：初始化波特率定時器以及應用端輸入中斷；采集所述uart接口當前的最小脈寬；依據(jù)所述最小脈寬確認所述uart接口當前的uart參數(shù)；依據(jù)所述當前的uart參數(shù)對所述uart接口的默認uart參數(shù)進行更新。

4.如權利要求2所述的基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，其特征在于，所述mcu，還被配置為執(zhí)行應用端接入確認；

5.如權利要求1所述的基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，其特征在于，所述mcu，還被配置為在開啟總線電流監(jiān)控后，通過滑差統(tǒng)計方式監(jiān)聽滑差時間區(qū)間內(nèi)的總線電流變化，若當前滑差時間區(qū)間的總線電流變化小于第二閾值，則依據(jù)當前滑差時間區(qū)間的總線電流的平均值對靜態(tài)電流值進行更新。

6.如權利要求2所述的基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，其特征在于，所述mcu，還被配置為在判定智能電表發(fā)起響應之后，通過所述adc模塊周期性采集總線電流，并將采集到的總線電流轉換為對應的數(shù)字電壓信號后，通過所述通信接口模塊反饋至應用端。

7.如權利要求6所述的基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，其特征在于，所述mcu，還被配置為在所述uart模式中，所述即刻進入等待響應狀態(tài)，之后，還包括：

8.如權利要求6所述的基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，其特征在于，所述mcu，還被配置為在所述io模式中，所述即刻進入等待響應狀態(tài)，之后，還包括：

9.如權利要求1所述的基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，其特征在于，所述mcu，還被配置為當接收到的總線電流超過第三閾值時，控制切斷通過所述通信接口模塊對所述傳輸線的供電，進入過流保護。

10.如權利要求1所述的基于m-bus總線的智能電表通信系統(tǒng)，其特征在于，所述mcu，還被配置為當接收到應用端通過所述通信接口模塊發(fā)送過來的應用數(shù)據(jù)后，通過所述電源控制模塊將所述應用數(shù)據(jù)轉換為對應的總線電壓信號后，發(fā)送至所述傳輸線。

技術總結
本發(fā)明提供基于M?BUS總線的智能電表通信系統(tǒng)，包括應用端、M?BUS主站、傳輸線以及智能電表群；M?BUS主站包括MCU及與其連接的電源控制模塊和通信接口模塊；MCU帶有ADC模塊；ADC模塊與傳輸線連接；電源控制模塊與傳輸線連接；通信接口模塊與應用端連接；ADC模塊，被配置為在MCU開啟總線電流監(jiān)控后，定時采集傳輸線上的電流，并將采集到的總線電流發(fā)送至MCU；MCU，被配置為當接收到的總線電流相較于靜態(tài)電流值的增量大于第一閾值時，判定智能電表發(fā)起響應。本發(fā)明利用MCU自帶的ADC模塊實時采集總線電流，再結合軟件邏輯對總線電流進行判斷，實現(xiàn)對智能電表狀態(tài)的判斷，能夠減少對模擬器件的需求。

技術研發(fā)人員：肖國成,王順萬
受保護的技術使用者：銀河電力集團股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15