M-BUS协议基础知识

目前我国的集中供热、采暖体系计量收费逐步打开，热力站中首要的计量设备便是热量表。热量表是一种以微处理器和高精度传感器为根底的机电一体化外表，与建筑业曩昔现已遍及运用的计量表，比方水表、电表、煤气表比较，它有着更杂乱的规划和更高的技能含量。热量表经过温度和流量两种传感器，别离测得热载体在进出口的温度和流量，再经过密度和热焓值的补偿及积分核算而得到热量值。

跟着电子和通讯技能的开展，各种消耗量外表（包含热量表）从“人工抄读”逐步开展到“长途操控抄读”，后者是消耗量外表技能的逻辑开展与延伸。热量表一般供给RS-485、Modbus或MBus总线接口之一以完成长途抄表和操控功用。外表总线MBus（Meter-Bus）是一种专门为热量表长途数据传输规划的总线协议，它是丈量外表数据传输数字化的一种重要技能，现已广泛使用于热量计量范畴，并成为欧洲的热量计量规范的一部分（欧洲规范EN1434-3）。除了热计量范畴，它也可用于衔接其他的各种消耗量外表、传感器、执行器。

为了满意日常运用，一个优异的总线体系有必要满意如下一些经济和技能方面的要求：容量大，可扩展，鲁棒性、本钱低、用电量少、传输速度。M-Bus总线协议在这些方面能取得最佳性价比，欧洲动力计量范畴的闻名公司，如斯伦贝谢、卡卢姆普、真兰等公司出产的热量表大多遵从EN1434-3技能规范，支撑MBus协议，这使得MBus协议成为事实上的行业规范。跟着MBus技能的开展，其使用将逐步扩展到报警体系、照明体系等更宽广的范畴。

长途终端很好地支撑了MBus协议，完成了与国外先进外表产品的无缝衔接，能够经过MBus总线接口读取热力站内装置的热量表首要丈量值，包含累积热量、累积流量、瞬时温度、瞬时流量、供水温度、回水温度和供回水温差，从而为监测、操控和计费供给根据。

1.1MBus总线协议概述

MBus总线是一种主从式半双工传输总线，选用主叫/应对的方法通讯，即只要处于中心方位的主站（Master）宣布问询后，从站（Slave）才干向主站传输数据，如图1-1所示。

图1-1MBus总线结构

MBus的首要特点如下：

1.两线制总线，不分正负极性，施工简略；

2.选用共同的电平特征传输数字信号，抗干扰能力强，传输间隔长；

3.能够挑选长途总线供电，下降保护本钱；

4.总线型拓扑结构，扩展便利，组网本钱低；

5.任一从站的毛病不影响整个总线的功用

6.专门规划的报文格局，满意能耗计量外表联网和长途读数需求；

MBus总线协议的体系结构树立在ISO/OSI参阅模型上，由下至上界说了物理层，数据链路层和使用层（参见表1-1）。

表1-1MBus总线协议与OSI参阅模型

物理层担任主从站间的bit撒播输，数据链路层担任主从站间无差错的传送以帧（Frame）为单位的数据，使用层确认主从站间所传送数据的含义以满意用户的需求。关于扩展的MBus网络（超越250个从站）还界说了网络层以供给扩展寻址的功用。其间物理层、使用层和扩展的网络层选用MBus自界说的协议，而数据链路层则选用世界电工委员会IEC870-5传输协议。

1.2MBus协议栈

1.2.1MBus物理层

图1-2根据MBus的长途抄表体系

原则上MBus能够任一种拓扑结构树立网络，如星型、环形、总线型等，但一般MBus选用总线型拓扑结构。典型的MBus体系如图1-2所示，由一个主站、若干个从站和两根衔接电缆组成。

主站是一个智能操控器，可为MBus总线供给电源，与从站进行通讯，保存从站的丈量数据，还能够使用各种现有的通讯手法与异地的核算机联网构成一个齐备的长途管理计量体系。从站是各种计量外表，如电表、水表、热表、气表等，它们经过MBus接口并联在总线主电缆上，该接口担任收发总线数据，操控总线电源和电池电源的切换。两线电缆一般选用规范电话双绞线，没有正负极性之分。

MBus物理层bit撒播输具有共同的电平特征（如表1-2）。主站到从站的bit撒播输经过总线电平切换完成，而从站到主站的bit撒播输经过电流调制完成。界说逻辑“1”为MARK，逻辑“0”为SPACE。

表1-2MBus物理层bit流表明

主站向从站发送逻辑“1”（MARK）时，总线电压为Vmark（≤42V），发送逻辑“0”（SPACE）时，电压下降10V以上，降到Vspace（≥12V）；从站向主站发送逻辑“1”时，从站所取电流为Imark（≤1.5mA），发送逻辑“0”时，从站的MBus接口会在Imark上加上脉冲电流11-20mA，构成Ispace。

MBus协议规则总线处于闲暇状况时用逻辑“1”表明，即总线电压维持在Vmark，而每个从站取电流Imark≈1.5mA，即两线制总线上的总电流等于Imark*从站总数。这样不管总线处于闲暇状况仍是数据传输状况，总线电压不低于Vspace，每个从站所取电流不小于Imark，这个电流就可用作从站电源。可见在MBus的正常运转状况下，总线能够继续不断地既传信号又供电源，使终端外表所用电池成为备用电源，减少了外表定时保护、替换电池等工作量，外表的装置方位也能够比较随意。MBus总线上的bit撒播输进程如图1-3所示。