浅谈光电直读技术

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1、摘要文章详细介绍了M-Bus仪表总线，包括总线结构、总线的通信协议，及其在远程抄表中的应用。家用公共事业仪表通过扩展M-Bus总线，使其具有与M-Bus仪表总线通讯的功能,从而实现远程抄表。关键词M-Bus仪表总线应用1概述M-Bus是Paderborn大学的Dr.HorstZiegler与TI公司的DeutschlandGmbH和TechemGmbH共同提出的，专门用于公共事业仪表的总线结构，称Meter-Bus，简称M-Bus。M-Bus仪表总线属于局域网（LocalAreaNetwork，简称LAN），是处于同一幢建筑、同一大学或方圆几公里远地域内的专用网络，被用于连接远程监控计算机和工

2、作站、测量仪表等设备，以便资源共享和数据传输。M-Bus仪表总线具有LAN的三个基本特征：（1）范围，（2）传输技术，（3）拓扑结构。LAN具有星形（StarTopology）、环形(RingTopology)和总线形(BusTopology)拓扑结构。M-Bus一般采用总线形拓扑结构。M-Bus仪表总线可以满足由电池供电或远程供电的计量仪表的特殊要求。当计量仪表收到数据发送请求时，将当前测量的数据传送到主站，（主站可以是手持单元、计算机或其它数据终端）。主站定期地读取某幢建筑中安装的计量仪表的数据。一般而言，挂接在仪表总线上的计量仪表的数目可达数百个，数据传输距离达数千米。在总线上传送的数据

3、具有高度的完整性和快速性。2M-Bus总线的结构模型及特点国际标准化组织（ISO）于1978年提出了OSI(openSystemInterconnection，即开放系统互联)七层参考模型。M-Bus总线协议以ISO-OSI参考模型作为参考，但是只采用了OSI模型的物理层、数据链路层、网络层和应用层，如表1所示。仪表总线结构原理见图1所示。1)物理层物理层的功能是提供一条“非结构位流”传送的物理通道，并为数据链路层提供建立、维护和解除物理连接。物理层规定了主站与从站之间的物理接口的物理和电气特性，负责物理媒体上信息的接收和发送。M-Bus的物理层采用M-Bus总线标准。2)数据链路层数据链路层

4、的功能是在物理连接的基础上建立、维护和解除数据连接。数据链路层以帧为单位传输信息，在每帧信息中附加了许多协议控制信息（如同步信息、地址信息、纠错信息、应答信息等），以保证信息无差错传送。M-Bus的数据链路层采用IEC870标准。3)应用层应用层是直接面对用户的一层。主要功能包括读数据、写数据、密钥设定、广播校对，以及更改通信速率等等。M-Bus的应用层采用EN1434-3标准。M-Bus总线协议为主-从结构的半双工通讯方式，可以进行一主一从或一主多从的操作，从站均有各自的地址编码。采用0.5mm2双绞线，连接250个从站时，最远连接距离可达到380m。采用1.5mm2双绞线，连接64个从站时

5、，最远连接距离可达到3600m。M-Bus总线结构由主站(Masterstation)，以及挂接在双绞线上的一系列从站（Slavestation）组成，从站之间彼此并联。3M-Bus仪表总线协议主站发出的信息帧来控制。每帧由前导字节、帧起始符、仪表类型、从站地址域、控制码、数据长度、数据域、帧信息纵向校验码及帧结束符等九个域组成，每个域由若干字节组成。帧的格式见图2。每字节含8位二进制码，传输时加上1个起始位（0）、1个奇偶校验位和1个停止位（1）共11位，其传输序列如图3所示。D0是字节的最低位，D7是字节的最高位，先传低位后传高位。（1）前导字节由主站或从站发送的所有帧前面有一串规定数目的

6、十六进制的字符“FE”，这些字符称为帧的前导字节。前导字节本质上是一种物理层的要求，经常用来使接收器适应和同步，一般是2－4个字符。（2）帧起始符帧起始符68H，表示一帧信息的开始。（3）仪表类型仪表类型（T）是指参与通信的从站属于那种类型的计量仪表，如表2所示。（4）地址域地址域由七个字节组成（A0A1A2A3A4A5A6），每个字节为2位BCD码格式。地址长度为14位十进制数。其中A6A5为厂商代码，低地址在前，高地址在后。当某一字节以AAH寻址时，忽略该字节地址。当地址为AAAAAAAAAAAAAAH时，为广播地址。（5）控制码控制码的格式见图4。其中，D7：0—表示由主站发出的控制帧；

7、1—表示由从站发出的应答帧；D6：0—表示从站正确应答；1—表示从站对异常信息的应答；D5~D0：控制码000000：保留；000100：读计量数据；000101：读地址；001000：广播校时；001100：更改通信速率；010010：写机电同步数据；010100：写时域；010101：写阀门控制；011010：设定密钥；1xxxxx：厂商自定义。（6）数据长度数据长度字段包含一个表示字节数的整