一种嵌入式m-bus智能集中器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于远程抄表技术领域，尤其涉及一种解决了三表远程系统的集中抄表问题的嵌入式M-BUS智能集中器。
【背景技术】
[0002]现在的数据采集监控系统，尤其是MBUS水表、电表、能量表、各种MBUS数据采集模块的数据采集中，由表计实现数据的统计，原始的表计通常为离线式的，人工进行抄表收费，管理比较麻烦。
[0003]随着电子信息技术的发展，市面上出现了许多在线抄表计费系统。目前，在国内应用的智能表计远程抄表系统主要由智能表计、集中器及中控室抄表主机等几部分构成，通过有线或无线的方式将每个用户的表计与管理中心连接，从而实现智能化管理。但是由于用户数量繁多，将每个用户的仪表都与管理中心直接连接，如果是有线连接，布线比较麻烦，如果是无线连接，系统成本又比较昂贵，系统的维护也比较困难。
[0004]除此之外，目前同类型设备基本都是透传方式，在协议转换，解码，故障诊断，调试等操作阶段均需要在上位机，一般是PC端实现。上位机一般安装在中控室或者重要的机房内，且大多数上位机采集数据时需要通过工业上通用的PLC进行采集，这种工作方式上位机负载大，人员需求相对专业。并且，数据转换器并不能实现复杂的数据处理功能只能实现低端数据的转换，且距离控制中心较远不便日后调试维护。
【发明内容】
[0005]因此，在上位机和底层数据采集装置之间需要一款中间型的装置，既具有稳定性支持长时间的工作方式，同时，又必须具有上位机的复杂数据处理能力，能够及时对数据进行判断，并且在与上位机通讯的时候，将已经处理好的数据进行传送，而不是像传统的透传方式直接把仪表数据转换后传送，这样可以保证每次传送给上位机的数据都是完整的，而不是传统的间断型的数据传送，且波特率也不受仪表的限制，可以非常快。
[0006]有鉴于此，为解决目前上位机负载大，数据转换器只能实现低端数据的转换，并不能实现复杂的数据处理功能，且不便调试维护，布线麻烦，成本昂贵的技术问题，提供一种嵌入式M-BUS智能集中器，实现了热计量表集抄，水表集抄，电表集抄，燃气表集抄功能。
[0007]所采用的技术方案:
[0008]提供一种嵌入式M-BUS智能集中器，包括嵌入模块和主控模块，所述嵌入模块内置有以ARM9处理器为核心的工控板，所述工控板通过触摸屏接口外接控制面板；所述主控模块经接口电路与上位机相连接，所述主控模块内置有用于将所述上位机发送的指令转换成远端智能表计所需MBUS信号的单片机，所述主控模块通过MBUS通讯模块与所述远端智能表计进行数据传输，所述MBUS通讯模块包括用于发送处理过的上位机指令的MBUS发送单元、用于接收所述远端智能表计的返回数据的MBUS接收单元和MBUS接口 ；还包括用于保护所述MBUS通讯模块的保护模块，所述保护模块包括用于检测所述MBUS通讯模块过载和短路的检测单元，以及短路保护电路。
[0009]进一步的，所述的一种嵌入式M-BUS智能集中器，还包括为所述嵌入模块提供工作电压的第一电源模块，以及第二电源模块，所述第二电源模块将接入电源分成两路，一路连接至所述MBUS通讯模块，另一路连接至所述主控模块、接口电路和保护模块。
[0010]进一步的，所述嵌入模块通过RS232串口连接至所述主控模块。
[0011]进一步的，所述MBUS接口通过双绞线连接至所述远端智能表计。
[0012]优选的，所述保护模块还包括用于指示所述MBUS通讯模块短路和过载情况的指示单元。
[0013]再进一步的，所述的一种嵌入式M-BUS智能集中器，还包括用于所述上位机的RS-232电平与所述主控模块内置的单片机TTL电平转换的RS-232/TTL电平转换电路。
[0014]有益效果:本实用新型提供的嵌入式M-BUS智能集中器，起到了承上启下的连接作用，向下通过MBUS通讯模块发送上位机传来的指令和接收远端智能表计返回的数据，向上通过接口电路接收上位机的指令和返回上位机所需的数据；采集MBUS数据之后自动进行解码，同时还可以通用于支持Modbus RTU协议的从站设备，可以直接作为PLC从站设备使用；模块化设计，结构清晰，便于携带，通用性高，应用广泛，简化网络拓扑，提升了系统的智能化程度，降低了整体的成本；控制面板提升了人机的交互性能，并且可以作为本地数据监控设备使用，从而便于维修、测试和现场调试。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型一种嵌入式M-BUS智能集中器的结构示意图；
[0016]图2是主控模块内置与接口电路其中一路的连接示意图；
[0017]图3是主控模块内置与接口电路另一路的连接示意图；
[0018]图4是MBUS发送单元内置电路的示意图；
[0019]图5是MBUS接口内置电路的示意图；
[0020]图6是MBUS接收单元内置电路的示意图；
[0021 ] 图7是短路保护电路的示意图；
[0022]图8是检测单元和指示单元内置电路的示意图；
[0023]图9是RS-232/TTL电平转换电路的示意图；
[0024]图10是第二电源模块的内置电路的示意图；
[0025]图11是第二电源模块内置的电源管理芯片为MBUS通讯模块供电示意图；
[0026]图12是第二电源模块内置的电源管理芯片为主控模块、接口电路和保护模块供电的示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028]在一些说明性的实施例中，如图1所示，提供一种嵌入式M-BUS智能集中器，主要分为两部分，一部分是嵌入模块I，所述嵌入模块I内置有以ARM9处理器为核心的，并内嵌有WINCE 6.0系统的工控板，这部分的主要功能是进行数据处理，存储和运行，同时，通过触摸屏接口外接控制面板2，实现实时查询仪表各类运行数据及运行状况的功能，现场人员直接可以对所连接设备的故障进行判断，并及时处理结果，而不用等待上位机控制人员的故障反馈，现场故障响应时间短。另一部分是以单片机为核心的透传板，所述单片机内置于主控模块3内，这部分主要是进行数据的接收，处理转换和发送。所述嵌入模块I通过RS232串口 4连接至所述主控模块3。
[0029]其中，所述嵌入模块I的核心采用S3C2416处理器，内核为ARM926EJ，主频运行为400MHz，支持DDR2内存，集成TFT液晶控制器和2D图形加速器。作为优选的，为保证核心模块能达到工业设备需要的稳定性，工控板具备电磁兼容性和抗干扰能力，且采用8层高密度沉金工艺PCB来保证高速信号的完整性。
[0030]在一些说明性的实施例中，所述工控板可对外集成网口、声卡、USB, IXD、SD卡、串口、RS485、GP1等接口，以满足一般用户的基本需求，且可板载24bit数字IXD接口，用户可以根据需求外挂不同尺寸的液晶和触摸屏。
[0031]以所述内置有单片机的主控模块3为核心的透传板包括:所述主控模块3、接口电路5、RS-232/TTL电平转换电路6，MBUS通讯模块7，保护模块8。
[0032]其中，所述主控模块3内置的单片机可选用PIC16F648A系列单片机，PIC16F648A系列单片机是18引脚的8位CMOS闪存单片机，具有多用途、低成本、高性能和全静态的特点。
[0033]所述主控模块3经所述接口电路5与上位机相连接，所述接口电路5采用RS232接口电路，RS232接口电路适用于与上位机，一般是PC机的串行口连接、或与GPRS模块的串行通信口相连接，采用三线通讯方式。其中，所述RS232接口电路与所述主控模块3内置的单片机的连接如图2和图3所示，两路都使用双与非门串联和加入了光耦的形式，增强了信号的稳定性和减少不必要的干扰，使信号更加稳定，设备能更好的运转。所述上位机通过所述接口电路5将指令发送至所述主控模块3，所述主控模块3内置的单片机将所述上位机发送的指令转换成远端智能表计所需MBUS信号，并通过所述MBUS通讯模块7与所述远端智能表计进行数据传输。
[0034]所述MBUS通讯模块7包括:MBUS发送单元71、MBUS接收单元72和MBUS接口 73。
[0035]所述MBUS发送单元71将所述上位机发出的指令经所述主控模块3内置的单片机处理后，发送给下端的智能表计。
[0036]如图4所示，向远端智能表计传输的信号采用电压值的变化来表示，即发送的数据码流是一种典雅脉冲序列，用+42V表示逻辑“1”，用+30V表示逻辑“0”，在稳态时，线路将保持“I”状态。