本實(shí)用新型涉及一種具有MBus總線接口電路的集中器。

背景技術(shù)：

眾所周知，我國人口眾多，國土遼闊，居民家庭水、電、氣、熱表均采用一戶一表方式安裝。因此，抄表工作人員工作量大、工作強(qiáng)度高、重復(fù)性高、效率低下。電表目前均為統(tǒng)一安裝在室外，水表有些地方統(tǒng)一安裝在室外，有些地方則安裝在室內(nèi)，氣表和熱表安裝在室內(nèi)。不同的安裝方式也給抄表工作帶來了極大的不便，抄表人員必須每家每戶抄寫用量，既麻煩也費(fèi)事，同時還存在認(rèn)為的抄讀錯誤，造成一些不必要的矛盾。目前的抄表收費(fèi)方式主要是以人工抄收水電氣熱表為主，小范圍逐步使用預(yù)付費(fèi)方式和選點(diǎn)試用具有自動抄表功能的水電氣熱表。不過目前選點(diǎn)試用具有自動抄表功能的各類表計也是按照各自行業(yè)各自開發(fā)的自動抄表系統(tǒng)進(jìn)行自動抄表的，這樣就存在一個巨大的缺陷，即同一個單位或小區(qū)同時運(yùn)行四套不同類型的自動抄表系統(tǒng)是不可能的，這樣既浪費(fèi)資源、增加建設(shè)成本，又容易引起系統(tǒng)間干擾，產(chǎn)生系統(tǒng)混亂。

現(xiàn)有的具有四表集抄功能的智能集中器大多是采用通過使用485通道或者電力載波通道連接智能采集器，智能集中器向智能采集器發(fā)送采集命令，智能采集器收集好數(shù)據(jù)后上傳到智能集中器。該方案需要智能采集器作為整個系統(tǒng)的一部分，成本較高，效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型提供一種具有MBus總線接口電路的集中器，通過設(shè)置Mbus總線接口電路可實(shí)現(xiàn)集中器對四種表計的直接抄讀，無需采集器即可實(shí)現(xiàn)采集，從而降低了成本，同時提高了效率。

一種具有MBus總線接口電路的集中器，包括單片機(jī)、Mbus總線、Mbus總線接口電路，單片機(jī)通過Mbus總線接口電路與Mbus總線連接，Mbus總線包括總線Mbus+和總線Mbus-，所述Mbus總線接口電路包括信號接收端TXD4、信號發(fā)送端RXD4、三個三極管Q1、Q2、Q3、升壓芯片U6、電壓比較芯片U7，三個光耦U3、U4、U5、電源VCC-M-Bus以及多個電阻，單片機(jī)的信號發(fā)送端與信號接收端TXD4連接，信號接收端TXD4與光耦的U3陰極連接，光耦U3的陽極通過電阻R43接入3.3V正壓電源，光耦U3的集電極與5V正壓電源連接，光耦U3的發(fā)射極通過電阻R8與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發(fā)射極與5V正壓電源連接，三極管Q1的集電極通過電阻R50與三極管Q3的基極連接，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極通過電阻R53與升壓芯片U6的參考電壓端連接，升壓芯片U6的輸出端通過電阻R67、電阻R66與總線Mbus+連接，電阻R67、電阻R66的節(jié)點(diǎn)與穩(wěn)壓二極管D1的陰極連接，穩(wěn)壓二極管D1的陽極通過電阻R56與總線Mbus-連接，電阻R56與總線Mbus-的節(jié)點(diǎn)接地，穩(wěn)壓二極管D1與電阻R56的節(jié)點(diǎn)與電壓比較芯片U7的正端連接，電壓比較芯片U7的負(fù)端接地，電壓比較芯片U7的輸出端與光耦U4的陰極連接，光耦U4的陽極通過電阻R59與5V正電壓連接，光耦U4的發(fā)射極接地，集電極作為信號發(fā)送端RXD4通過電阻R44與3.3V正電壓連接，三極管Q3的集電極與升壓芯片U6的輸出端之間連有電阻R57，三極管Q3的集電極與發(fā)射極之間連有電阻R54，其中三極管Q1和Q2為PNP型三極管，三極管Q3為NPN型三極管。

進(jìn)一步的，三極管Q1的集電極還通過電阻R49接地。

進(jìn)一步的，升壓芯片U6的輸出端還通過電容C50接地。

本實(shí)用新型在集中器上增加了Mbus總線接口電路，可以直接連接遠(yuǎn)傳水表，再加上本身具有的485總線接口，在大多數(shù)情況下，可以取消采集器，從而達(dá)到減少成本的作用。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型具有MBus總線接口電路的集中器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中MBus總線接口電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

圖1所示為本實(shí)用新型具有MBus總線接口電路的集中器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，所述具有MBus總線接口電路的集中器包括Mbus總線1、Mbus總線接口電路2和單片機(jī)3，單片機(jī)3通過Mbus總線接口電路2與Mbus總線1(包括總線Mbus+和總線Mbus-)連接。

如圖2所示，所述Mbus總線接口電路2包括三個三極管Q1、Q2、Q3、升壓芯片U6、電壓比較芯片U7，三個光耦U3、U4、U5、電源VCC-M-Bus以及多個電阻，電源VCC-M-BUS可設(shè)定為5VDC。

單片機(jī)3的信號發(fā)送端Mbus_CTR與光耦U5的陰極連接，光耦U5的陽極通過二極管D3、電阻R69接入正壓電源。光耦U5的集電極通過電阻R68與三極管Q2的基極連接，光耦U5的發(fā)射極接地。三極管Q2的發(fā)射極與電源VCC-M-Bus連接，電源VCC-M-Bus還通過電阻R60與電阻R68和光耦U5的輸出端的節(jié)點(diǎn)連接，三極管Q2的集電極與升壓芯片U6的輸入端連接，升壓芯片U6的輸出端與總線Mbus+連接。

單片機(jī)3的信號發(fā)送端與MBus總線接口電路的信號接收端TXD4連接，信號接收端TXD4與光耦的U3陰極連接，光耦U3的陽極通過電阻R43接入3.3V正壓電源，光耦U3的集電極與5V正壓電源連接，光耦U3的發(fā)射極通過電阻R8與三極管Q1的基極連接，三極管Q1的發(fā)射極與5V正壓電源連接，三極管Q1的集電極通過電阻R50與三極管Q3的基極連接，三極管Q1的集電極還通過電阻R49接地。三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極通過電阻R53與升壓芯片U6的參考電壓端連接。三極管Q3的集電極與升壓芯片U6的輸出端之間連有電阻R57，三極管Q3的集電極與發(fā)射極之間連有電阻R54，升壓芯片U6的輸出端還通過電容C50接地。

升壓芯片U6的輸出端通過電阻R67、電阻R66與總線Mbus+連接，電阻R67、電阻R66的節(jié)點(diǎn)與穩(wěn)壓二極管D1的陰極連接，穩(wěn)壓二極管D1的陽極通過電阻R56與總線Mbus-連接，電阻R56與總線Mbus-的節(jié)點(diǎn)接地。穩(wěn)壓二極管D1與電阻R56的節(jié)點(diǎn)與電壓比較芯片U7的正端(即第3引腳)連接，電壓比較芯片U7的負(fù)端接地，電壓比較芯片U7的輸出端與光耦U4的陰極連接，光耦U4的陽極通過電阻R59與5V正電壓連接，光耦U4的發(fā)射極接地，集電極作為信號發(fā)送端RXD4通過電阻R44與3.3V正電壓連接。

其中三極管Q1和Q2為PNP型三極管，三極管Q3為NPN型三極管。

本實(shí)用新型的工作原理介紹如下：

一、MBUS總線電源實(shí)時控制實(shí)現(xiàn)方式

當(dāng)硬件系統(tǒng)需要啟動MBUS總線通信時，單片機(jī)2的信號發(fā)送端Mbus_CTR腳輸出低電平，光耦U5導(dǎo)通，光耦U5導(dǎo)通后，三極管Q2導(dǎo)通，電源VCC-M-Bus通過三極管Q2后輸出5V電源VCC-Mbus到升壓芯片U6的輸入端。升壓芯片U6開始工作，將5V電源VCC-Mbus升壓為36V電源Mbus_POW，36V電源Mbus_POW為MBUS總線供電電源。此時硬件系統(tǒng)可以通過Mbus總線同遠(yuǎn)傳水表進(jìn)行通信。

當(dāng)硬件系統(tǒng)需要關(guān)閉MBUS總線通信時，單片機(jī)2的信號發(fā)送端Mbus_CTR腳輸出高電平，光耦U5不導(dǎo)通，由于光耦U5不導(dǎo)通，三極管Q2也不導(dǎo)通，電源VCC-M-Bus無法通過三極管Q2輸出到升壓芯片U6的輸入端，這樣升壓芯片U6不工作，MBUS總線無供電電壓就無法通信。

二、MBUS總線通信實(shí)現(xiàn)方式

當(dāng)硬件系統(tǒng)需要通過MBUS總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先按照上述步驟控制MBUS總線電源開啟，然后通過單片機(jī)2將數(shù)據(jù)加載到TXD4端口上，光耦U3會根據(jù)數(shù)據(jù)導(dǎo)通或不導(dǎo)通，例如當(dāng)數(shù)據(jù)為低電平時，光耦U3導(dǎo)通，三極管Q1和Q4均導(dǎo)通，三極管Q4的集電極輸出低電平，即數(shù)據(jù)以低電平的方式加載到總線Mbus+；當(dāng)數(shù)據(jù)為高電平時，光耦U3不導(dǎo)通，此時三極管Q1和Q4均截止，三極管Q4的集電極此時為高電平，即數(shù)據(jù)以高電平的方式加載到總線Mbus+；最后數(shù)據(jù)通過Mbus總線發(fā)送出去。

當(dāng)硬件系統(tǒng)需要通過Mbus總線接收數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)會在Mbus總線上以一定電壓差的形式產(chǎn)生。穩(wěn)壓二極管D1與電阻R56的節(jié)點(diǎn)輸出的電壓信號即bus總線的電壓差信號，該電壓差信號輸入電壓比較芯片U7的正端，通過芯片電壓比較芯片U7的處理后還原成高低電平通過輸出端輸出。該高低電平會控制光耦U4的導(dǎo)通或不導(dǎo)通，然后在信號接收端TXD4上形成數(shù)據(jù)輸入到硬件系統(tǒng)之中。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。