集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路，該儀表總線電路包括電源模塊、發(fā)送模塊、接收與電流補(bǔ)償模塊、負(fù)載過載保護(hù)模塊、短路保護(hù)模塊和RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，儀表總線電路通過數(shù)據(jù)線連接集中器與儀表，其中電源模塊提供電源；發(fā)送模塊將經(jīng)過RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制轉(zhuǎn)換后的集中器數(shù)據(jù)發(fā)送給儀表；接收與電流補(bǔ)償模塊接收儀表的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行電流補(bǔ)償，并將補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)輸出給RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；負(fù)載過載保護(hù)模塊和短路保護(hù)模塊對數(shù)據(jù)線進(jìn)行負(fù)載過載保護(hù)和短路保護(hù)；本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低、低功耗且功能可靠；此外利用MBUS儀表總線電路提高總線的負(fù)載能力，并可大大簡化住宅小區(qū)、辦公場所等能耗智能化管理系統(tǒng)的布線和連接，施工方便可行。
【專利說明】集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 在目如的供熱系統(tǒng)中，集中抄表技術(shù)的出現(xiàn)引起了社會各界的廣泛關(guān)注。集中抄 表技術(shù)是集計算機(jī)技術(shù)、智能控制技術(shù)、通信技術(shù)和嵌入式技術(shù)于一身，多領(lǐng)域多學(xué)科交叉 滲透的結(jié)果。它可以實現(xiàn)水表、熱量表和電表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程集抄和對三表終端的遠(yuǎn)程操作，實 現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中管理，解決了傳統(tǒng)人工抄表不及時、錯抄和漏抄的弊端，為有關(guān)部門的信息 化發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。
[0003] 對于一個集中抄表系統(tǒng)來講，總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就是終端用戶所消費(fèi)的水、電、氣 等重要數(shù)據(jù)，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、感性的耦合干 擾，所有從設(shè)備及從設(shè)備和主設(shè)備之間都相互隔離。同時又要求組網(wǎng)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(yuǎn)程供電的方式給從設(shè)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(jié)構(gòu)。
[0004] 目前，市場上銷售的儀表，大多仍使用RS485總線方式，但由于RS485本身抗干擾 性能差，且需要鋪設(shè)專用的485線路，費(fèi)用高；線路需要維護(hù)，增加了維護(hù)工作量，而電力載 波數(shù)據(jù)采集不穩(wěn)定，終端不易匹配，受用電情況影響，在用電高峰期實時性和準(zhǔn)確度都難保 證。
[0005] 部分領(lǐng)先的抄表設(shè)備也集成了電力載波技術(shù)，采用儀表總線（M-BUS)將用戶數(shù)據(jù) 遠(yuǎn)程傳送實現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)、長距離通信，但由于在復(fù)雜的強(qiáng)電網(wǎng)絡(luò)中，時刻存在著不能預(yù)知的干 擾，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開發(fā)和權(quán)限智能管理及實際使用上仍然不實用，且可靠性不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路。
[0007] -種集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路，該儀表總線電路包括電源模塊、發(fā)送模塊、接 收與電流補(bǔ)償模塊、負(fù)載過載保護(hù)模塊、短路保護(hù)模塊和RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，儀表總線電路 通過數(shù)據(jù)線連接集中器與儀表，其中電源模塊提供電源；發(fā)送模塊將經(jīng)過RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 器調(diào)制轉(zhuǎn)換后的集中器數(shù)據(jù)發(fā)送給儀表；接收與電流補(bǔ)償模塊接收儀表的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行 電流補(bǔ)償，并將補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)輸出給RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；負(fù)載過載保護(hù)模塊和短路保護(hù)模 塊對數(shù)據(jù)線進(jìn)行負(fù)載過載保護(hù)和短路保護(hù)；
[0008] 所述發(fā)送模塊包括隔離光耦芯片U9、比較器U10、上拉電阻R12、下拉電阻R8、偏置 電阻R5、限流電阻R33、三極管T1、比例電阻R35、比例電阻R34和補(bǔ)償電容C10,隔離光耦芯 片U9和比較器U10的型號分別為6N139、TLE2301 ;
[0009] 比較器U10的管腳1連接補(bǔ)償電容CIO后連接管腳16,管腳2和管腳7連接電源， 管腳4、5、8、9、10、11、12、13、15接地，管腳3和管腳6連接數(shù)據(jù)線，管腳11連接比例電阻 R35后連接數(shù)據(jù)線，電阻R34的一端連接管腳11，另一端接地；比較器U10的管腳14引出后 分成兩路，一路連接限流電阻R33后連接電源，另一路連接三極管T1的集電極，三極管ΤΙ 的發(fā)射極接地，偏置電阻R5的一端連接三極管Τ1的基極，三極管Τ1的基極還連接隔離光 耦U9的管腳6,上拉電阻R12的一端與隔離光耦U9的管腳8連接+5V電源，另一端連接隔 尚光稱芯片U9的管腳6,隔尚光稱芯片U9的管腳5接地，隔尚光稱芯片U9的管腳3連接下 拉電阻R8后接地，隔離光耦芯片U9的管腳2連接RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；
[0010] 所述的接收與電流補(bǔ)償模塊包括比較器U11、比較器U12、二極管D3、二極管D4、 二極管D7、三極管Τ2、補(bǔ)償電容C11、穩(wěn)壓電容C15、分壓電阻R14、分壓電阻R15、分壓電阻 R27、分壓電阻R28、分壓電阻R29、分壓電阻R30、分壓電阻R31、分壓電阻R32、電阻R36、分 壓電阻R38、分壓電阻R39、電阻R40、分壓電阻R41、鉭電容C4、鉭電容C13、鉭電容C14 ;比 較器U11和比較器U12的型號分別為TLE202ULM393 ;
[0011] 二極管D3的正極連接數(shù)據(jù)線+Β0點(diǎn)，負(fù)極依次連接分壓電阻R31、分壓電阻R38后 接在比較器U11的管腳2,鉭電容C4的正極接在分壓電阻R31和分壓R38之間，負(fù)極接地， 電阻R29與鉭電容C4并聯(lián)；
[0012] 電阻R36的一端連接數(shù)據(jù)線+Β0點(diǎn)，另一端依次連接電阻R40、穩(wěn)壓電容C15后接 地，二極管D4的正極接在電阻R36和電阻R40之間并連接數(shù)據(jù)線+Β1點(diǎn)，二極管D4的負(fù)極 連接分壓電阻R32后連接比較器U11的管腳3,鉭電容C13的正極連接比較器U11的管腳 3,負(fù)極接地；分壓電阻R30與鉭電容C13并聯(lián)，管腳2接地；
[0013] 三極管Τ2的集電極也接在電阻R36和電阻R40之間并連接數(shù)據(jù)線+Β1點(diǎn)，發(fā)射極 連接分壓電阻R39后連接電源，鉭電容C14的正極連接電源，負(fù)極連接三極管Τ2的基極；三 極管Τ2的基極還連接分壓電阻R28后連接電源，分壓電阻R27的一端也連接三極管Τ2的 基極，另一端連接補(bǔ)償電容C11后接在比較器U11的管腳2上，管腳7連接電源，管腳6接 在電阻R27和電容C11之間，比較器U11的管腳5也連接電源正極；
[0014] 肖特基二極管D6的正極接在電阻R40和電容C15之間，二極管D6的正極還連接 數(shù)據(jù)線的+Β2點(diǎn)和儀表，肖特基二極管D6的負(fù)極連接電阻R14后接在比較器U12的管腳2， 電阻R15的一端連接比較器U12的管腳3,電阻R15的另一端連接肖特基二極管D6的正極， 電容C16的一端連接比較器U12的管腳3,電容C16的另一端連接二極管D7的負(fù)極，二極管 D7的正極連接電阻R9后連接+5V電源，比較器U12的管腳1接在電容C16和二極管D7的 負(fù)極之間后與RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接，分壓電阻R41的一端連接比較器U12的管腳2,另一 端連接電源，鉭電容C5的正極連接比較器U12的管腳2,另一端連接電源，比較器U12的管 腳8連接電源，管腳5?7連接負(fù)載過載保護(hù)模塊對數(shù)據(jù)線進(jìn)行負(fù)載過載保護(hù)。
[0015] 所述負(fù)載過載保護(hù)模塊發(fā)光二極管D2、上拉電阻R6、分壓電阻R2、分壓電阻R3、分 壓電阻R4、分壓電阻R10、鉭電容C7、鉭電容C8和電容C9 ;
[0016] 連接關(guān)系：發(fā)光二極管D2的正極連接+5V電源，負(fù)極連接上拉電阻R6后連接芯片 U12的管腳7,電容C9的一端接在芯片U12的管腳7上，另一端分成兩路，一路連接芯片U12 的管腳6,另一路連接上拉電阻R3、上拉電阻R10后連接數(shù)據(jù)線+Β2點(diǎn)，鉭電容C8的正極接 在上拉電阻R3和上拉電阻R10之間，負(fù)極接地，上拉電阻R4的一端接在數(shù)據(jù)線+Β1點(diǎn)，另 一端連接芯片U12的管腳5,鉭電容C7的正極接在芯片U12的管腳5上，負(fù)極接地，上拉電 阻R2與鉭電容C7并聯(lián)。
[0017] 所述短路保護(hù)模塊包括保險絲F1、自恢復(fù)保險絲R37和瞬變二極管D5,保險絲F1 的一端連接二極管D6的正極后連接數(shù)據(jù)線+B2點(diǎn)，另一端連接自恢復(fù)保險絲R37的一端， 自恢復(fù)保險絲R37的另一端分成兩路，一路連接瞬變二極管D5后接地，另一端連接儀表。
[0018] 所述RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器包括芯片U1、鉭電容C1、鉭電容C2、鉭電容C3、鉭電容C56、 電阻R20、電阻R13,芯片U1的型號為MAX232 ;隔離光耦芯片的型號為6N136 ;
[0019] 連接關(guān)系：芯片U1的管腳1連接鉭電容C1的正極，鉭電容C1的負(fù)極連接管腳3， 管腳2連接穩(wěn)壓鉭電容C2的正極，穩(wěn)壓鉭電容C2的負(fù)極連接+5V電源，管腳4連接鉭電容 C6的正極，鉭電容C6的負(fù)極連接管腳5,鉭電容C56的正極連接+5V電源，鉭電容C56的負(fù) 極接地，管腳16連接+5V電源，管腳6連接鉭電容C3的負(fù)極，鉭電容C3的正極接地，管腳 10引出后分成兩路，一路接地，另一路串聯(lián)電阻R20、電阻R13后連接隔離光耦芯片6N136 的管腳6,管腳9連接發(fā)送模塊中芯片U9的管腳2,管腳8和管腳14分別連接串口 T和R 端連接上位機(jī)，管腳15接地。
[0020] 有益效果：
[0021] 本發(fā)明通過短路保護(hù)模塊和負(fù)載過載保護(hù)模塊起到短路保護(hù)和負(fù)載過載保護(hù)的 作用，發(fā)送模塊采用集成芯片TLE2301和芯片6N139,接收模塊采用集成芯片LM393,其集 成度高、干擾少且穩(wěn)定性強(qiáng)；在接收模塊上設(shè)置電流補(bǔ)償模塊，電流補(bǔ)償模塊通過集成芯片 TLE2021和三極管實現(xiàn)可靠補(bǔ)償，減少接收模塊的接收誤差，保證數(shù)據(jù)采集可靠有效，整個 電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低、低功耗且功能可靠；此外利用MBUS儀表總線電路提高總線的負(fù)載 能力，并可大大簡化住宅小區(qū)、辦公場所等能耗智能化管理系統(tǒng)的布線和連接，施工方便可 行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路的原理圖。
[0023] 圖2為本發(fā)明發(fā)送模塊的原理圖。
[0024] 圖3為本發(fā)明接收與電流補(bǔ)償模塊的原理圖。
[0025] 圖4為本發(fā)明短路保護(hù)模塊的原理圖。
[0026] 圖5為本發(fā)明負(fù)載過載保護(hù)模塊的原理圖。
[0027] 圖6為本發(fā)明RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的原理圖。
[0028] 圖7為本發(fā)明隔離光耦芯片的原理圖。

【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030] 如附圖1所示，本發(fā)明提供了一種集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路，該儀表總線電 路包括電源模塊、發(fā)送模塊、接收與電流補(bǔ)償模塊、短路保護(hù)模塊、負(fù)載過載保護(hù)模塊和 RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，儀表總線電路通過數(shù)據(jù)線連接集中器與儀表，儀表包括熱量表或水表； 其中電源模塊提供電源；發(fā)送模塊將經(jīng)過RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制轉(zhuǎn)換后的集中器數(shù)據(jù)發(fā)送 給儀表；接收與電流補(bǔ)償模塊接收儀表的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行電流補(bǔ)償，并將補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)輸出 給RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；負(fù)載過載保護(hù)模塊和短路保護(hù)模塊對數(shù)據(jù)線進(jìn)行負(fù)載過載保護(hù)和短 路保護(hù)。
[0031] 如附圖2所示，發(fā)送模塊包括隔離光耦芯片U9、比較器U10、上拉電阻R12、下拉電 阻R8、偏置電阻R5、限流電阻R33、三極管T1、比例電阻R35、比例電阻R34和補(bǔ)償電容CIO， 隔離光耦芯片U9和比較器U10的型號分別為6N139、TLE2301 ;
[0032] 連接關(guān)系：比較器U10的管腳1連接補(bǔ)償電容C10后連接管腳16,管腳2和管腳7 連接電源，管腳4、5、8、9、10、11、12、13、15接地，管腳3和管腳6連接數(shù)據(jù)線，管腳11連接比 例電阻R35后連接數(shù)據(jù)線，電阻R34的一端連接管腳11，另一端接地；比較器U10的管腳14 引出后分成兩路，一路連接限流電阻R33后連接電源，另一路連接三極管T1的集電極，三極 管T1的發(fā)射極接地，偏置電阻R5的一端連接三極管T1的基極，三極管T1的基極還連接隔 離光耦芯片U9的管腳6,上拉電阻R12的一端與隔離光耦芯片U9的管腳8連接+5V電源， 另一端連接隔離光耦芯片U9的管腳6,隔離光耦芯片U9的管腳5接地，隔離光耦芯片U9的 管腳3連接下拉電阻R8后接地，隔離光耦芯片U9的管腳2連接RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。
[0033] 原理：從集中器到儀表方向的信息是通過總線電壓調(diào)制傳輸?shù)模衅靼l(fā)送的信 號經(jīng)RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制轉(zhuǎn)換后，并經(jīng)過隔離光耦芯片U9進(jìn)行光耦隔離后，輸出給三極 管T1，并經(jīng)過運(yùn)算放大器U10進(jìn)行放大，運(yùn)放按脈沖信號輸出輻值為12. 5V的脈沖調(diào)制信 號，信號幅值由兩個比例電阻R35、R34設(shè)定，并通過管腳3和管腳6輸出給數(shù)據(jù)線+B0點(diǎn)。
[0034] 如附圖3和附圖7所示，接收與電流補(bǔ)償模塊包括比較器U11、比較器U12、二極 管D3、二極管D4、二極管D7、三極管T2、補(bǔ)償電容C11、穩(wěn)壓電容C15、分壓電阻R14、分壓電 阻R15、分壓電阻R27、分壓電阻R28、分壓電阻R29、分壓電阻R30、分壓電阻R31、分壓電阻 R32、電阻R36、分壓電阻R38、分壓電阻R39、電阻R40、分壓電阻R41、鉭電容C4、鉭電容C13、 鉭電容C14 ;比較器U11和比較器U12的型號分別為TLE202ULM393 ;
[0035] 連接關(guān)系：二極管D3的正極連接總線+B0點(diǎn)，負(fù)極依次連接分壓電阻R31、分壓電 阻R38后接在比較器U11的管腳2,鉭電容C4的正極接在分壓電阻R31和分壓R38之間，負(fù) 極接地，電阻R29與鉭電容C4并聯(lián)，鉭電容C4起到穩(wěn)定保持電壓的作用。
[0036] 電阻R36的一端連接總線+B0點(diǎn)，另一端依次連接電阻R40、穩(wěn)壓電容C15后接地， 二極管D4的正極接在電阻R36和電阻R40之間并連接總線+B1點(diǎn)，二極管D4的負(fù)極連接 分壓電阻R32后連接比較器U11的管腳3,鉭電容C13的正極連接比較器U11的管腳3,負(fù) 極接地，鉭電容C13起到穩(wěn)定保持電壓的作用，分壓電阻R30與鉭電容C13并聯(lián)，管腳2接 地。
[0037] 三極管T2的集電極也接在電阻R36和電阻R40之間并連接總線+B1點(diǎn)，發(fā)射極連 接分壓電阻R39后連接電源，鉭電容C14的正極連接電源，負(fù)極連接三極管T2的基極，鉭電 容C14起到穩(wěn)定保持電壓的作用，三極管T2的基極還連接分壓電阻R28后連接電源，分壓 電阻R27的一端也連接三極管T2的基極，另一端連接補(bǔ)償電容C11后接在比較器U11的管 腳2上，管腳7連接電源，管腳6接在電阻R27和電容Cl 1之間，比較器Ul 1的管腳5也連 接電源正極。
[0038] 肖特基二極管D6的正極接在電阻R40和電容C15之間，二極管D6的正極還連接 總線的+B2點(diǎn)，肖特基二極管D6的負(fù)極連接電阻R14后接在比較器U12的管腳2,電阻R15 的一端連接比較器U12的管腳3,電阻R15的另一端連接肖特基二極管D6的正極，電容C16 的一端連接比較器U12的管腳3,電容C16的另一端連接二極管D7的負(fù)極，二極管D7的正 極連接電阻R9后連接+5V電源，比較器U12的管腳1接在電容C16和二極管D7的負(fù)極之 間后與電阻R2連接后與隔離光耦比較器6N136的管腳3連接，隔離光耦比較器的管腳6與 RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接，分壓電阻R41的一端連接比較器U12的管腳2,另一端連接電源，鉭 電容C5的正極連接比較器U12的管腳2,另一端連接電源，比較器U12的管腳8連接電源， 管腳5?7連接負(fù)載過載保護(hù)模塊對數(shù)據(jù)線進(jìn)行負(fù)載過載保護(hù)。
[0039] 原理：儀表上傳數(shù)據(jù)給集中器時，通過經(jīng)過電阻R40電流的變化，檢測到總線+B2 點(diǎn)電流的變化，電流變化經(jīng)過肖特基二極管D6、分壓電阻R14輸出給比較器U12,比較器 LM393辨別出來從儀表上傳的電流信號，并將其輸出給隔離耦合比較器進(jìn)行隔離耦合后，輸 出給RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制轉(zhuǎn)換后，輸出給集中器；肖特基二極管D6、分壓電阻R14和分壓 電阻R41 -起設(shè)定開關(guān)門檻它使得電容C5中存儲的電壓長時間保持恒定，當(dāng)比較器LM393 檢測到電壓變化時，它就能辨別出來從儀表上傳的電流信號；二極管D7和電阻R9起到反向 上拉的作用。
[0040] 儀表向集中器傳輸數(shù)據(jù)時提供數(shù)據(jù)線電流并為遠(yuǎn)程供電，集中器根據(jù)電流變化表 示數(shù)據(jù)，檢測僅當(dāng)數(shù)據(jù)線電壓保持恒定時才是可能的，電流變化引起的數(shù)據(jù)線上的電壓變 化，數(shù)據(jù)線上+B0點(diǎn)的電壓通過二極管D3、分壓電阻R31和分壓電阻R38后通過管腳2輸出 給比較器U11，當(dāng)電阻R36兩端的電壓發(fā)生變化，即檢測數(shù)據(jù)線+B1點(diǎn)的電壓變化時，電壓變 化經(jīng)過二極管D4、分壓電阻R32并通過管腳3輸出給比較器U11，比較器U11對管腳2和管 腳3的電壓進(jìn)行比較檢測，由管腳6通過分壓電阻R27輸出給三極管T2,通過三極管T2進(jìn) 行電流補(bǔ)償補(bǔ)償，直到鉭電容C14上的電壓穩(wěn)定，從而起到電流補(bǔ)償?shù)淖饔谩?br> [0041] 如附圖4所示，短路保護(hù)模塊包括保險絲F1、自恢復(fù)保險絲R37和瞬變二極管D5， 保險絲F1的一端連接二極管D6的正極后連接數(shù)據(jù)線+B2點(diǎn)，另一端連接自恢復(fù)保險絲R37 的一端，自恢復(fù)保險絲R37的另一端分成兩路，一路連接瞬變二極管D5后接地，另一端連接 儀表；
[0042] 數(shù)據(jù)線+B0點(diǎn)的電壓經(jīng)過電阻R36、R40后到+B2,并經(jīng)過保險絲F1、自恢復(fù)保險絲 R37和瞬變二極管D5后輸出給儀表，采用瞬態(tài)電流抑制、自恢復(fù)保險絲和快速熔斷保險絲 的簡單方式，快速截斷了總線上的故障延伸，從設(shè)備故障而不會影響到主設(shè)備，從而保護(hù)了 主板及MBUS總線，并且排除故障簡單方便，從設(shè)備故障而不會影響到主設(shè)備。
[0043] 如附圖5所示，負(fù)載過載保護(hù)模塊包括發(fā)光二極管D2、上拉電阻R6、分壓電阻R2、 分壓電阻R3、分壓電阻R4、分壓電阻R10、鉭電容C7、鉭電容C8、電容C9 ;
[0044] 連接關(guān)系：發(fā)光二極管D2的正極連接+5V電源，負(fù)極連接上拉電阻R6后連接比 較器U12的管腳7,電容C9的一端接在比較器U12的管腳7上，另一端分成兩路，一路連接 比較器U12的管腳6,另一路連接上拉電阻R3、上拉電阻R10后連接數(shù)據(jù)線+B2點(diǎn)，鉭電容 C8的正極接在上拉電阻R3和上拉電阻R10之間，負(fù)極接地，上拉電阻R4的一端接在數(shù)據(jù)線 +B1點(diǎn)，另一端連接比較器U12的管腳5,鉭電容C7的正極接在比較器U12的管腳5上，負(fù) 極接地，上拉電阻R2與鉭電容C7并聯(lián)。
[0045] 原理：負(fù)載過載保護(hù)模塊能夠指示總線過載即總線上從設(shè)備過多，當(dāng)比較器U12 檢測到數(shù)據(jù)線上電阻R40的電壓降大于電阻R14上的電壓降，則比較器U12將其輸出給載 過載保護(hù)模塊，則發(fā)光二極管D2亮，發(fā)出報警信號。
[0046] 如附圖6所示，RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器包括比較器U1、鉭電容C1、鉭電容C2、鉭電容C3、 鉭電容C56、電阻R20、電阻R13,比較器U1的型號為MAX232 ;
[0047] 連接關(guān)系：比較器U1的管腳1連接鉭電容C1的正極，鉭電容C1的負(fù)極連接管腳 3,管腳2連接穩(wěn)壓鉭電容C2的正極，穩(wěn)壓鉭電容C2的負(fù)極連接+5V電源，管腳4連接鉭電 容C6的正極，鉭電容C6的負(fù)極連接管腳5,鉭電容C56的正極連接+5V電源，鉭電容C56 的負(fù)極接地，管腳16連接+5V電源，管腳6連接鉭電容C3的負(fù)極，鉭電容C3的正極接地， 管腳10引出后分成兩路，一路接地，另一路串聯(lián)電阻R20、電阻R13后連接隔離光耦比較器 6N136的管腳6,管腳9連接發(fā)送模塊中比較器U9的管腳2,管腳8和管腳14分別連接串口 T和R端連接上位機(jī)，管腳15接地。鉭電容C1、鉭電容C6產(chǎn)生電壓。
[0048] RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器通過接口 T和R端接收集中器的RS232數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為TTL 數(shù)據(jù)傳給發(fā)送模塊，同時還接收來自接收模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并輸出給集中器。
[0049] 綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路，其特征在于，該儀表總線電路包括電源模塊、 發(fā)送模塊、接收與電流補(bǔ)償模塊、負(fù)載過載保護(hù)模塊、短路保護(hù)模塊和RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器， 儀表總線電路通過數(shù)據(jù)線連接集中器與儀表，其中電源模塊提供電源；發(fā)送模塊將經(jīng)過 RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器調(diào)制轉(zhuǎn)換后的集中器數(shù)據(jù)發(fā)送給儀表；接收與電流補(bǔ)償模塊接收儀表的 數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行電流補(bǔ)償，并將補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)輸出給RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；負(fù)載過載保護(hù)模塊 和短路保護(hù)模塊對數(shù)據(jù)線進(jìn)行負(fù)載過載保護(hù)和短路保護(hù)； 所述發(fā)送模塊包括隔離光耦芯片U9、比較器U10、上拉電阻R12、下拉電阻R8、偏置電阻 R5、限流電阻R33、三極管T1、比例電阻R35、比例電阻R34和補(bǔ)償電容C10,隔離光耦芯片U9 和比較器U10的型號分別為6N139、TLE2301 ; 比較器U10的管腳1連接補(bǔ)償電容CIO后連接管腳16,管腳2和管腳7連接電源，管 腳4、5、8、9、10、11、12、13、15接地，管腳3和管腳6連接數(shù)據(jù)線，管腳11連接比例電阻R35 后連接數(shù)據(jù)線，電阻R34的一端連接管腳11，另一端接地；比較器U10的管腳14引出后分 成兩路，一路連接限流電阻R33后連接電源，另一路連接三極管T1的集電極，三極管T1的 發(fā)射極接地，偏置電阻R5的一端連接三極管T1的基極，三極管T1的基極還連接隔離光耦 U9的管腳6,上拉電阻R12的一端與隔離光耦U9的管腳8連接+5V電源，另一端連接隔離 光耦芯片U9的管腳6,隔離光耦芯片U9的管腳5接地，隔離光耦芯片U9的管腳3連接下拉 電阻R8后接地，隔離光耦芯片U9的管腳2連接RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器； 所述的接收與電流補(bǔ)償模塊包括比較器U11、比較器U12、二極管D3、二極管D4、二極管 D7、三極管T2、補(bǔ)償電容C11、穩(wěn)壓電容C15、分壓電阻R14、分壓電阻R15、分壓電阻R27、分 壓電阻R28、分壓電阻R29、分壓電阻R30、分壓電阻R31、分壓電阻R32、電阻R36、分壓電阻 R38、分壓電阻R39、電阻R40、分壓電阻R41、鉭電容C4、鉭電容C13、鉭電容C14 ;比較器U11 和比較器U12的型號分別為TLE202ULM393 ; 二極管D3的正極連接數(shù)據(jù)線+B0點(diǎn)，負(fù)極依次連接分壓電阻R31、分壓電阻R38后接在 比較器U11的管腳2,鉭電容C4的正極接在分壓電阻R31和分壓R38之間，負(fù)極接地，電阻 R29與鉭電容C4并聯(lián)； 電阻R36的一端連接數(shù)據(jù)線+B0點(diǎn)，另一端依次連接電阻R40、穩(wěn)壓電容C15后接地，二 極管D4的正極接在電阻R36和電阻R40之間并連接數(shù)據(jù)線+B1點(diǎn)，二極管D4的負(fù)極連接 分壓電阻R32后連接比較器U11的管腳3,鉭電容C13的正極連接比較器U11的管腳3,負(fù) 極接地；分壓電阻R30與鉭電容C13并聯(lián)，管腳2接地； 三極管T2的集電極也接在電阻R36和電阻R40之間并連接數(shù)據(jù)線+B1點(diǎn)，發(fā)射極連接 分壓電阻R39后連接電源，鉭電容C14的正極連接電源，負(fù)極連接三極管T2的基極；三極管 T2的基極還連接分壓電阻R28后連接電源，分壓電阻R27的一端也連接三極管T2的基極， 另一端連接補(bǔ)償電容Cl 1后接在比較器Ul 1的管腳2上，管腳7連接電源，管腳6接在電阻 R27和電容C11之間，比較器U11的管腳5也連接電源正極； 肖特基二極管D6的正極接在電阻R40和電容C15之間，二極管D6的正極還連接數(shù)據(jù) 線的+B2點(diǎn)和儀表，肖特基二極管D6的負(fù)極連接電阻R14后接在比較器U12的管腳2,電阻 R15的一端連接比較器U12的管腳3,電阻R15的另一端連接肖特基二極管D6的正極，電容 C16的一端連接比較器U12的管腳3,電容C16的另一端連接二極管D7的負(fù)極，二極管D7 的正極連接電阻R9后連接+5V電源，比較器U12的管腳1接在電容C16和二極管D7的負(fù) 極之間后與RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接，分壓電阻R41的一端連接比較器U12的管腳2,另一端 連接電源，鉭電容C5的正極連接比較器U12的管腳2,另一端連接電源，比較器U12的管腳 8連接電源，管腳5?7連接負(fù)載過載保護(hù)模塊對數(shù)據(jù)線進(jìn)行負(fù)載過載保護(hù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路，其特征在于，所述負(fù)載過載保 護(hù)模塊發(fā)光二極管D2、上拉電阻R6、分壓電阻R2、分壓電阻R3、分壓電阻R4、分壓電阻R10、 鉭電容C7、鉭電容C8和電容C9 ; 連接關(guān)系：發(fā)光二極管D2的正極連接+5V電源，負(fù)極連接上拉電阻R6后連接芯片U12 的管腳7,電容C9的一端接在芯片U12的管腳7上，另一端分成兩路，一路連接芯片U12的 管腳6,另一路連接上拉電阻R3、上拉電阻R10后連接數(shù)據(jù)線+B2點(diǎn)，鉭電容C8的正極接在 上拉電阻R3和上拉電阻R10之間，負(fù)極接地，上拉電阻R4的一端接在數(shù)據(jù)線+B1點(diǎn)，另一 端連接芯片U12的管腳5,鉭電容C7的正極接在芯片U12的管腳5上，負(fù)極接地，上拉電阻 R2與鉭電容C7并聯(lián)。
3. 權(quán)利要求1所述的集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路，其特征在于，所述短路保護(hù)模塊 包括保險絲F1、自恢復(fù)保險絲R37和瞬變二極管D5,保險絲F1的一端連接二極管D6的正 極后連接數(shù)據(jù)線+B2點(diǎn)，另一端連接自恢復(fù)保險絲R37的一端，自恢復(fù)保險絲R37的另一端 分成兩路，一路連接瞬變二極管D5后接地，另一端連接儀表。
4. 權(quán)利要求1所述的集中抄表系統(tǒng)的儀表總線電路，其特征在于，所述RS232數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換器包括芯片U1、鉭電容C1、鉭電容C2、鉭電容C3、鉭電容C56、電阻R20、電阻R13,芯片U1 的型號為MAX232 ;隔離光耦芯片的型號為6N136 ; 連接關(guān)系：芯片U1的管腳1連接鉭電容C1的正極，鉭電容C1的負(fù)極連接管腳3,管腳 2連接穩(wěn)壓鉭電容C2的正極，穩(wěn)壓鉭電容C2的負(fù)極連接+5V電源，管腳4連接鉭電容C6的 正極，鉭電容C6的負(fù)極連接管腳5,鉭電容C56的正極連接+5V電源，鉭電容C56的負(fù)極接 地，管腳16連接+5V電源，管腳6連接鉭電容C3的負(fù)極，鉭電容C3的正極接地，管腳10引 出后分成兩路，一路接地，另一路串聯(lián)電阻R20、電阻R13后連接隔離光耦芯片6N136的管 腳6,管腳9連接發(fā)送模塊中芯片U9的管腳2,管腳8和管腳14分別連接串口 T和R端連 接上位機(jī)，管腳15接地。
【文檔編號】G08C19/00GK104217571SQ201410246663
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】王世程, 董偉, 劉磊, 楊飛 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一三研究所, 山東省德魯計量科技有限公司