485与Mbus区别.doc

485总线与M-Bus总线技术对比目前工控中采用较多的通讯方式仍然以485总线为主，这使得原本为工业自动化数据采集而设计的少结点（一般不多于100点）、短距离（一般数百米）、可规范布线的485总线通讯在多结点（以千、万计）、长距离（数千米）、任意分布的布线方式的通讯中难以可靠应用，目前在工业自动化应用领域中，多结点、远距离的数据通讯也早以采用了PRFBUS、CAN、HART、FF等通讯方式。在欧洲，户用仪表的通讯方式以M-BUS为主，它可以解决多结点、长距离的通讯问题.目前国内诸多大型水、电、气、热表企业已采用或拟采用MBUS总线通讯技术。技术概述:M-BUS是一种低成本的一点对多点的总线通讯系统，具有通讯设备容量大（500点），通讯速率高（9600bps），成本低，设计简单，布线简便（无极性可任意分支，普通双绞线），抗干扰能力强，并总线可提供高达500mA电源的特点。系统具有自动登录功能，此功能可完成设备的自动登录、结点中断报警等双向可中断的先进的通讯功能。总线隔离设备具有总线故障隔离性能，保证部分总线故障时其它部分正常通讯。以该芯片为核心构成的总线通讯系统可广泛应用于三表集抄、智能家庭控制网络、消防报警及联动网络、小区智能化控制网络、中央空调控制系统等。系统由来：近年来，随着各种电子设备的发展，越来越需要进行低端电子设备的低成本联网管理。虽然各种高速通讯网络迅速发展并得以应用，但对于低端设备，其接口显然复杂而昂贵，过去多年来，485技术主着导这一技术的应用，但已经不能满足大容量集中抄表网络的需要，在应用过程中存在以下问题： 1. 485的通讯设备容量少，理论上最多容许接入量不超过128个设备，这显然不适用以楼宇为结点的多用户容量要求。 2. 485的通讯速率低，并且其速率与通讯距离有直接关系，当达到数百米以上通讯距离时，其可靠通讯速率1200bps，这使得大量结点的抄表速度非常低。 3. 非隔离方式不能应用与长距离户外通讯，隔离方式需要隔离电源，成本较高。 4. 485方式不能给下接设备供电，设备需要单独解决供电问题。 5. 485芯片功耗较大，静态功耗达到2-3mA，工作电流（发送）达到20mA，这增加了线路电压降，不利于远程布线。 6. 长距离通讯时485芯片容易损坏。 7. 以485构成的网络只能以串行布线，不能构成星形等任意分支，而串行布线对于小区的实际布线设计及施工造成很大难度，不遵循串行布线规则又将大大降低通讯的稳定性。 8. 由于485自身的电性能决定了其在实际工程应用中稳定性较差，并且多节点、长距离的调试需要对线路进行阻抗匹配等调试工作，大量安装时调试工作复杂。 M-BUS总线通讯方式克服了以上所有缺点，同时具有的总线供电模式特别适应于居民煤气、水、电、热表集中抄收，中断报警并自动上传功能又很适用于实时性要求高的应用，如消防报警系统，家庭智能化控制总线等。M-BUS总线通讯设备及系统构成： A：结点通讯设备：智能电表、水表、煤气表、热量表、家庭自动化设备终端、火灾报警、联动设备、手动报警按钮、网络显示器、网络仪表设备、控制设备、温度探测器、温度控制器等。 B：总线隔离（保护）器：当其所在分支发生短路时，自动断开其分支，使其他设备正常通讯。 工作电流0.1mA；总线故障时电流15mA；工作保护电流可根据需要在0.5A,0.1A，0.2A，0.5A，1.0A之间设置（可恢复保险丝）。 隔离中继器：当通讯距离超过2km时，可使用该设备再延长2km。 本设备需要现场供电，工作电流0.5mA。 集中控制器：向上连接计算机（或手持式抄表设备），向下连接C-MBUS总线的控制设备，内部有以CMT100为核心的电源控制器、232/485与M-BUS之间的通讯转换器等电路。M-BUS型总线系统特点 1. 高速稳定的通讯速率，在4.8kb/s 的通讯速率时可达到2.4Km的可靠通讯距离； 2. 在4.8kb/s、2.4Km的可靠通讯距离时，可有多达500个接点的容量； 3. 允许串型、星型、交叉等任意接线分支的布线方式； 4. 极低的静态功耗，低达200uA； 5. 使用普通双绞线，无极性二线制安装接线； 6. 隔离通讯设备可保证在遭雷击时可靠工作， 7. 恒流的电流环通讯方式，抗干扰性强； 8. 具有设备自动登录等功能，可容纳多种设备，预留多种通讯协议，扩展方便； 9. 通过总线可向从设备提供200mA电流；附录：RS485、M-BUS性能对比比较项目RS485（75LBC184）M-BUS（TI721）价格（元）922通讯距离（m）12001000通讯电平差分电压下行12V电压上行电流环总线最高电压5V24V最长距离适用通讯速率24004800接线方法四线（含电源）二线（可供电）是否具有极性极性无极性布线方式串连任意分支线缆要求屏蔽双绞线普通RV1.5双绞线是否能给结点设备供电否能，但功率小供电电流不能提供0.65mA芯片静态电流损耗2.4mA0.8 mA负载能力128256总线隔离装置无有，复杂配套的集中控制器简单复杂电磁兼容性差好结点中断上传功能无有C-M-BUS美国优倍电气股份公司的IC芯片技术，推出C-MBUS总线通讯方式及其专用芯片CMT001、CMT100，该芯片经多年的应用实践证明，其成本低、稳定性好、应用技术层面低，它不仅具备了485及MBUS总线所有的优点，又有其独特性能，十分适于在三表集中抄表以及需要二线制、总线供电的通讯系统中应用推广。 目前国内诸多大型水、电、气、热表及楼宇自动化等企业已采用或拟采用C-MBUS总线通讯技术。 技术概述: C-M-BUS是一种低成本的、一点对多点的总线通讯系统，具有通讯设备容量大（400点），通讯速率高（9600bps），成本低，设计简单，布线简便（无极性可任意分支，普通双绞线），抗干扰能力强，并总线可提供高达500mA电源的特点。系统具有自动登录功能，此功能可完成设备的自动登录、结点中断报警等双向可中断的先进的通讯功能。总线隔离设备具有总线故障隔离性能，保证部分总线故障时其它部分正常通讯。以该芯片为核心构成的总线通讯系统可广泛应用于三表集抄、智能家庭控制网络、消防报警及联动网络、小区智能化控制网络、中央空调控制系统等。美国TI公司的MBUS、美国优倍公司的C-MBUS总线通讯方式解决了RS485所有缺点，同时具有的总线供电模式，特别适应于居民煤气、水、电、热表集中抄收，其中断报警并自动上传功能又很适用于实时性要求高的应用，如消防报警系统，家庭智能化控制总线等，而C-M-BUS总线又比M-BUS具有更高的结点容量，更远的通讯距离，更低的功耗，并C-MBUS可过总线可为设备提供更大的供电电流。系统应用：一. C-MBUS总线通讯设备及系统构成 A：结点通讯设备：智能电表、水表、煤气表、热量表、家庭自动化设备终端、火灾报警、联动设备、手动报警按钮、网络显示器、网络仪表设备、控制设备、温度探测器、温度控制器等。B：总线隔离（保护）器：当其所在分支发生短路时，自动断开其分支，使其他设备正常通讯。工作电流<0.1mA；总线故障时电流<15mA；工作保护电流可根据需要在0.5A,0.1A，0.2A，0.5A，1.0A之间设置（可恢复保险丝）。隔离中继器：当通讯距离超过2km时，可使用该设备再延长2km。本设备需要现场供电，工作电流0.5mA。集中控制器：向上连接计算机（或手持式抄表设备），向下连接C-MBUS总线的控制设备，内部有以CMT100为核心的电源控制器、232/485与C-M-BUS之间的通讯转换器等电路。二. C-M-BUS型总线系统特点 1. 高速稳定的通讯速率，在4.8kb/s 的通讯速率时可达到2.4Km的可靠通讯距离；2. 在4.8kb/s、2.4Km的可靠通讯距离时，可有多达400个接点的容量；3.通过C-MBUS总线可向末端设备提供4mA工作电流；4.允许串型、星型、交叉等任意接线分支的布线方式；5. 极低的静态功耗，低于180uA,典型值为150uA；6. 使用普通双绞线，无极性二线制安装接线；7. 通过隔离设备可保证在遭雷击时可靠工作， 8. 恒流的电流环通讯方式，抗干扰性强；9. 具有设备自动登录等功能，可容纳多种设备，预留多种通讯协议，扩展方便；10.通过总线可向从设备提供500mA电流； 11.同时提供配套的主站专用集中控制芯片CMT100，可与计算机232、485等接口连接，系统兼容性及扩展性好； 12.芯片成本低。 三. CMT001设备数字通讯芯片 CMT001芯片是C-M-BUS设备端通讯专用集成电路，完成数字通讯的调制解调功能。总线信号直接输入芯片，芯片RXD、TXD信号可直接输入单片机或通过光耦与单片机连接，输出1235V、100mA电源及5V5、4mA电源。总线接口：BUS1、BUS2为总线接口，对于建筑内部布线，在两线上串接一只4.7电阻作总线输入保护即可，对于建筑外部连线，须在入口处并接一600W 30V瞬态抑制管以抑制雷电等瞬间冲击。5V电源接口：3GND、5输出+5V，输出电压5V5，可提供4mA以下电流输出供设备使用，电容C1容值Iout（mA）100uF。20V电源接口：3GND、8+VCC，输出电压随总线设计电压决定，对24V总线供电系统，该电压平均20V，输出电流 Iout<100mA（平均<2mA）。当需要超过4mA输出电流时，电容C1容值Iout（mA）100uF。串行发送：4TXD，可直接与CPU的TXD管脚连接，注意需要加上拉10k电阻于CPU电源，若采用隔离方式，见下图。串行接收：7RXD，可直接与CPU的RXD管脚连接，若采用隔离方式，见下图。下图是使用电池与总线双供电的仪表供电电路，该芯片在总线不工作时通过RXD、TXD及3V泄漏电流<1uA。注：我公司已经完成了这种非隔离供电仪表的设计与测试，在非隔离状态下仪表可耐受4KV浪涌试验而保证系统工作稳定可靠。主要技术指标：总线电压：>12V、<35V；最末端电压需不低于12V工作电流：<0.15mA（无输出电流）；5V电源输出：5V5、<4mA；20V电源输出：（总线电压3 V）、<100mA，平均<2mA；总线接收速率：4.8kbps；（确保2000m,400结点）总线发送速率：4.8kbps；（确保2000m,400结点）封装：SO-8。 四. CMT100中心数字通讯芯片 CMT100芯片是C-M-BUS中心通讯专用集成电路，完成数字通讯的调制解调功能。考虑到主机电路复杂，为增加主机抗干扰能力，控制器应将总线驱动与单片机系统隔离，TXD、RXD、收发控制经光耦直接输入芯片，系统使用12V30V电源（根据通讯距离，设备用电状况决定）。基本原理：收发控制： 1RT/CON，低电平发送，高电平接收，如节点需要使用总线电源，不通讯时应处于发送状态。串行接收：2RXD，总线接收信号输出，TTL电平，可直接驱动光耦。串行发送：3TXD，总线发送信号输入，TTL电平，可直接由光耦驱动总线故障信号：4BAD，总线故障信号输出，TTL电平，可直接驱动光耦。总线发送低电平驱动：5BUSL，直接驱动总线下拉三极管。电源接口：6GND、14+VCC，输入电压12V35V，工作电流<20mA，根据通讯距离及设备用电情况决定。+7V电源输出：输出+7V，<20mA电源供光耦驱动使用。接收调制接口：8RC1，9RC2，接收信号调制电容。接收接口：11REVIN，接收信号总线输入接口，直接连接总线。总线发送高电平驱动：12BUSH，直接驱动总线上拉三极管。总线故障输入接口13BUSB，总线故障输入端口。主要技术指标：电源电压：>12V、<35V；工作电流：<20mA；7V电源输出：7V5、<20mA；总线接收速率：9.6kbps；总线发送速率：9.6kbps；封装：SO-14。 C-M-BUS总线集抄配套设备 五. CMT-1总线隔离器： 隔离器安装在总线的分支点，当分支总线发生短路时隔离器自动工作，断开其下挂的分支，同时保证总线正常通讯。主要技术指标：耗电电流：正常<100uA，故障<15mA；保护电流级别：50mA，100mA，200mA，500mA，1000mA；内阻：4，2，1，0.5，0.2，0.1； 六. C-M-BUS软件协议： C-M-BUS支持所有符合一点对多点的RS485通讯协议，但不支持设备到主机回码时间超过300ms的长帧协议，这已适用于目前所有的三表抄表通讯协议。利用结点回码可同时发送的硬件特点