485与M-BUS总线的对比-485串口未来会不会被M-BUS所替换?

作者:智慧水务@领祺 日期:2023-02-01 阅读量:

RS-485在工业上作为数据交换的手段而广泛使用的串行通信方式,是一个物理接口,不是通讯协议,物理层是计算机网络OSI(即开放式系统互联)模型中最低的一层。数据信号采用差分传输方式,接线方式为拓扑结构,不支持星型总线结构和网络分支,485接口可驱动的总线节点数量的理论值是256,但在实际应用中,为了保证总线的安全及传输的可靠性,一般限定在32个之内。

MBUS总线主机可驱动从机的数量一般不小于128个,大功率的主机可以可靠的驱动256个从机甚至更多。


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。

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。

杭州领祺M-BUS协议转换器具备强逻辑处理能力,能够主动定时的采集其所在M-BUS总线上的数据,支持上百种行业协议的转换标准的Modbus RTU/TCP协议数据,并进行缓存;同时等待上行设备的数据读取并响应。上行设备负责主动发起读取数据动作,采取扫描方式从设备缓存中读取数据并进行后续管理。

RS485、M-BUS性能对比

比较项目

RS485(75LBC184)

M-BUS(TI721)

价格(元)

9

22

通讯距离(m)

1200

1000

通讯电平

差分电压

下行12V电压
上行电流环

总线最高电压

5V

24V

最长距离适用通讯速率

2400

4800

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

能,但功率小

供电电流

不能提供

<0.65ma<>

芯片静态电流损耗

2.4mA

0.8 mA

负载能力

<128<>

<256<>

总线隔离装置

有,复杂

配套的集中控制器

简单

复杂

电磁兼容性

结点中断上传功能

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. 4.8kb/s2.4Km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;


M-Bus(Meter Bus)即仪表总线,MBus总线开发的目的是用于满足网络系统和远程抄表的需要,例如用于测量家里面气和水的消耗。MBus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,将当前测量的数据发送到主站,(主站可以是手持设备、计算机、或其他终端)。主站定期读取某栋建筑物中安装的计量仪表的数据。MBus在家庭电子系统中的其他应用有:报警系统、智能照明、热能控制。

过去485技术主着导这一技术的应用,但已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。

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。

7.485 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0.5A0.1A0.2A0.5A1.0A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、232/485M-BUS 之间的通讯转换器等电路。


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