一種用于儀表總線協(xié)議的電流調制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及通信技術領域，尤其涉及一種用于儀表總線通訊網絡中的終端數(shù)據發(fā)送及遠程供電的電流調制電路。
【背景技術】
[0002]對于一個遠程抄表系統(tǒng)來講，總線上傳輸?shù)臄?shù)據就是終端用戶所消費的水、電、氣等重要數(shù)據，因此對總線的抗外部干擾性要求非常高，要能抵抗各種容性、感性的偶合干擾，所有從設備及從設備和主設備之間都相互隔離。同時又要求組網成本相對較低，傳輸線無須使用屏蔽電纜，而且為節(jié)約成本，要采用遠程供電的方式給從設備提供電源，以盡可能減少元器件的使用。解決這些現(xiàn)實的問題必須要采用一種合適的總線結構。
[0003]M-Bus (遠程抄表系統(tǒng)，symphonic mbus)總線的提出滿足了公用事業(yè)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(tǒng)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(yè)儀表的可靠、低成本的組網要求，可以在幾公里的距離上連接幾百個從設備。
[0004]M-BUS總線是歐洲專為家用儀表數(shù)據傳輸而設計的總線制系統(tǒng)，主要特點是僅用兩條無極性的傳輸線來同時作為供電線路和傳輸串行數(shù)據的傳輸線，而各個終端裝置可并行連接在M-BUS上。其使用普通RVl.5雙絞線，成本較低，布線方便，有對電壓不穩(wěn)的適應性強，可靠性高，傳輸距離可達幾公里，傳輸速率為300?9600bps等優(yōu)勢。
[0005]參照圖1所示，M-BUS是一個層次化的系統(tǒng)，由一個主設備、若干從設備和一對連接線纜組成，所有從設備并行連接在總線上，由主設備控制總線上的所有串行通信進程。
[0006]M-BUS傳輸?shù)臄?shù)據位采用如下方法表示:
[0007](I)由集中器向終端傳輸?shù)男盘柌捎秒妷褐档淖兓瘉肀硎?，即集中器向終端發(fā)送的數(shù)據碼流是一種電壓脈沖序列，用+36V表示邏輯“1”，用+24V表示邏輯“O”。在穩(wěn)態(tài)時，線路將保持“I”狀態(tài)。
[0008](2)從設備到主設備的碼流傳遞則通過調制從設備消耗的電流來實現(xiàn)。通常用1.5mA?3mA的電流值表示邏輯“1”，當傳輸“O”時，由終端控制可使電流值增加11?20mA。在穩(wěn)態(tài)時，線路上的值為持續(xù)的“ I”狀態(tài)。
[0009]傳統(tǒng)電流調制電路結構，如圖2所示。由信號轉換電路TC4，恒流源電路CS2，電阻R2，恒流源電路CS1，電阻R1，電容Cl，電壓調節(jié)電路Regulator，低壓差線性穩(wěn)壓器LDO(lowdropout regulator)電路及二極管整流橋電路BR組成。由上分析，在終端從設備處于穩(wěn)態(tài)時，M-BUS總線系統(tǒng)向終端設備提供的電流(由恒流源CSl確定)是1.5mA?3mA，那么終端設備遠程供電的電流負載能力小于3mA。只有在從設備傳輸“O “時，由終端控制可使電流值增加11?20mA。但傳統(tǒng)的方法，是通過調制電阻R2直接接地完成電流調制的，這部分調制電流直接接入地，相對于M-BUS總線系統(tǒng)，這部分的電流白白浪費掉，想要提高LDO的電壓輸出端VDD輸出負載能力是不可能的。
[0010]傳統(tǒng)電流調制電路的工作原理是:恒流源CSl的電流由編程電阻Rl編程確定，TC4電路將終端設備要傳輸?shù)男盘朢X轉換成電壓信號，該電壓信號控制電流源CS2的導通與關斷，從而達到M-BUS總線電流調制的目的。電阻R2用來編程恒流源CS2電流ICS2的大小。該電流調制電路的優(yōu)點是電路結構簡單，調制電流方便，但最大的缺點是從設備到主設備傳輸數(shù)據“O”時，恒流源CS2的電流ICS2直接接地，相對于M-BUS總線系統(tǒng)，調制電流沒有得到有效的利用。終端設備遠程供電電壓輸出端VDD的電流負載能力沒有得到有效的擴展。
【實用新型內容】
[0011]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于儀表總線協(xié)議的電流調制電路，可以達到有效利用調制電流的效果。
[0012]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種用于儀表總線協(xié)議的電流調制電路，包括:
[0013]二極管整流橋電路BR，第一恒流源電路單元CS1，第一編程電阻R1，第二恒流源電路單元CS2，第二編程電阻R2，電容Cl，信號轉換電路TC4，電壓調節(jié)電路Regulator，及電壓轉換電路LDO ;
[0014]所述二極管整流橋電路BR —端與總線電壓VB相連，另一端與地相連；所述第一恒流源電路單元CSl，一端與總線電壓VB相連，另一端與第一編程電阻Rl相連；所述第一編程電阻R1，另一端與地相連；電容Cl，一端與電能存儲端STC相連，另一端與地相連；信號轉換電路TC4，一端與總線電壓VB相連，另一端與地相連；電壓調節(jié)電路Regulator，一端與電能存儲端STC相連，另一端與地相連；電壓轉換電路LD0，一端與電能存儲端STC相連，另一端與地相連；
[0015]其中，第二恒流源電路單元CS2 —端與總線電壓VB相連，另一端不直接與地連接，而是與電能存儲端STC連接。
[0016]優(yōu)選的，第二編程電阻R2不直接與地連接，而是與電能存儲端STC連接。
[0017]本實用新型與同類技術相比具有的優(yōu)點是:
[0018]1、在不改變M-BUS總線系統(tǒng)容量的情況下，可使得終端設備的遠程供電電壓輸出端VDD由原來的小于3mA增加到20mA，為短時間驅動大的負載設備提供可能。特別是光電直讀水表的應用。
[0019]2、本實用新型不需要增加硬件開銷就可實現(xiàn)M-BUS大電流的目的。
【附圖說明】
[0020]圖1是M-BUS總線系統(tǒng)原理圖。
[0021 ] 圖2是M-BUS終端設備電流調制方法的傳統(tǒng)電路結構示意圖。
[0022]圖3是本實用新型M-BUS終端設備電流調制電路不意圖。
[0023]圖4是本實用新型M-BUS終端設備電流調制電路應用實例不意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術方案。
[0025]本實用新型的目的是:在不改變M-BUS總線系統(tǒng)容量的情況下，在不改變M-BUS總線系統(tǒng)硬件設備的前提下，可使得終端設備的遠程供電能力VDD由原來的小于3mA增加到20mA，為短時間終端設備的遠程供電，驅動大的負載設備的應用提供可能。
[0026]參照圖3所示，是本實用新型M-BUS終端設備電流調制電路示意圖。
[0027]本實用新型的電流調制電路如圖3所示，包括:二極管整流橋電路BR，第一恒流源電路單元CSl，第一編程電阻Rl，第二恒流源電路單元CS2，第二編程電阻R2，電容Cl，信號轉換電路TC4，電壓調節(jié)電路Regulator，及電壓轉換電路LD0，其中，第二恒流源電路單元CS2 一端與VB相連，另一端不直接與地連接，而是與電能存儲端STC連接。
[0028]作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，第二編程電阻R2也不直接與地連接，而是與STC端連接。
[0029]M-BUS總線電壓BUSLl和BUSL2為無極性的，經二極管整流橋電路BR整流后變?yōu)橛袠O性的電壓VB和GND。
[0030]第一編程電阻Rl可以設置第一恒流源電路單元CSl電流的大小(標準為ImA?3mA),電壓調節(jié)電路Regulator將M-BUS總線電壓VB (36V)調節(jié)為STC輸出電壓(7V)。電壓轉換電路LDO將STC的電壓轉換為VDD的輸出電壓，供給單片機或其他用電設備。
[0031]信號轉換電路TC4和第二恒流源電路單元CS2組成電流調制電路，信號轉換電路TC4將終端設備要傳輸?shù)男盘朢X轉換成電壓信號，該電壓信號控制第二恒流源電路單元CS2的導通與關斷，從而達到M-BUS總線電流調制的目的。
[0032]從設備到主設備傳輸數(shù)據“O”時，第二恒流源電路單元CS2的電流ICS2不接地而是接入STC的電源端，相對于M-BUS總線系統(tǒng)，調制電流沒有浪費而是被STC的電源利用。從設備遠程供電VDD的電流負載能力得到有效的擴展。
[0033]本實用新型電流調制方法的電路的實施例如圖4所示，在終端設備處于穩(wěn)態(tài)時，M-BUS總線系統(tǒng)向終端設備提供的電流由電阻Rl確定是1.5mA?3mA。當從機向M-BUS傳輸“O”時，單片機控制RX為低電平，電流調制電路調制的電流增加20mA，相應的M-BUS線上的電流增加20mA，當從機向M-BUS傳輸“ I ”時，單片機控制RX為高電平，電流調制電路調制的電流增加0mA，相應的M-BUS線上的電流增加0mA，通過M-BUS總線上電流的變化，來達到傳輸數(shù)據“O”和“ I”的目的。同時，復用RX為低電平時，從設備遠程供電VDD的電流負載能力有20mA的有效擴展。而傳統(tǒng)的電流調制電路結構不具備此功能。
[0034]以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實用新型的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種用于儀表總線協(xié)議的電流調制電路，其特征在于，包括: 二極管整流橋電路BR，第一恒流源電路單元CS1，第一編程電阻R1，第二恒流源電路單元CS2，第二編程電阻R2，電容Cl，信號轉換電路TC4，電壓調節(jié)電路Regulator，及電壓轉換電路LDO ； 所述二極管整流橋電路BR —端與總線電壓VB相連，另一端與地相連；所述第一恒流源電路單元CS1，一端與總線電壓VB相連，另一端與第一編程電阻Rl相連；所述第一編程電阻Rl，另一端與地相連；電容Cl，一端與電能存儲端STC相連，另一端與地相連；信號轉換電路TC4，一端與總線電壓VB相連，另一端與地相連；電壓調節(jié)電路Regulator，一端與電能存儲端STC相連，另一端與地相連；電壓轉換電路LD0，一端與電能存儲端STC相連，另一端與地相連； 其中，第二恒流源電路單元CS2 —端與總線電壓VB相連，另一端不直接與地連接，而是與電能存儲端STC連接。2.如權利要求1所述的用于儀表總線協(xié)議的電流調制電路，其特征在于，第二編程電阻R2不直接與地連接，而是與電能存儲端STC連接。
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于儀表總線協(xié)議的電流調制電路，包括：二極管整流橋電路BR，第一恒流源電路單元CS1，第一編程電阻R1,第二恒流源電路單元CS2，第二編程電阻R2，電容C1，信號轉換電路TC4，電壓調節(jié)電路Regulator，及電壓轉換電路LDO；其中，第二恒流源電路單元CS2一端與總線電壓VB相連，另一端不直接與地連接，而是與電能存儲端STC連接。第二編程電阻R2不直接與地連接，而是與電能存儲端STC連接。本實用新型在不改變M-BUS總線系統(tǒng)容量的情況下，可使得終端設備的遠程供電電壓輸出端VDD由原來的小于3mA增加到20mA，為短時間驅動大的負載設備提供可能。
【IPC分類】G08C19/00
【公開號】CN204946335
【申請?zhí)枴緾N201520758470
【發(fā)明人】趙新毅, 徐東明
【申請人】西安深亞電子有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月28日