有線傳輸方式

第四期：M-Bus總線

在之前的文章中小編介紹了其他幾種常用的有線傳輸通信方式。

M-Bus總線概述

M-Bus（Meter Bus）即儀表總線，M-Bus總線開發的目的是用于滿足網絡系統和遠程抄表的需要。M-Bus總線是Paderborn大學的Dr．Horst Ziegler與TI公司的Deutschland GmbH和Techem GmbH共同提出的，專門用于公共事業儀表的總線結構，全稱為Meter-Bus，簡稱M-Bus。

在OSI的七層網絡模型中，M-Bus只對物理層、鏈路層、網絡層、應用層進行了功能定義，由于在ISO-OSI參考模型中不允許上一層次改變如波特率、地址等參數，因此在七層模型之外M-Bus定義了一個管理層，可以不遵守OSI模型對任一層次進行管理。

M-Bus具有布線簡單、拓撲無關、抗干擾強等特點，在非電力儀表中的適用性明顯優于RS485、Lonwork等傳輸方式，已在建筑物和工業能源消耗數據采集等方面得到廣泛應用。

M-Bus系統采用半雙工異步通訊，傳輸速率300~9600bps，傳輸距離較遠，總線連接方式采用總線型拓撲結構，可以在幾公里的距離上連接幾百個從設備。M-Bus是一個層次化的系統，由一個主設備、若干從設備和一對連接線纜組成，所有從設備并行連接在總線上，由主設備控制總線上的所有串行通信進程。典型的M-Bus總線框架，如下圖所示，其中Master表示M-Bus總線控制器，Slave代表掛在總線上的儀表設備，也就是主從應答模式。

M-Bus總線特點

（1）兩線制總線，沒有正負極之分，施工簡單；

（2）采用獨特的電平特征傳輸數字信號，抗干擾能力強，傳輸距離長；

（3）可以選擇總線供電，降低維護成本；

（4）總線型拓撲結構，擴展方便，組網成本低；

（5）任一從站的故障不影響整個總線的功能；

（6）專門設計的報文格式，滿足能耗計量儀表聯網和遠程讀數的需要。

M-Bus總線工作原理

M-Bus兩線電纜通常采用標準雙絞線，沒有正負極之分。布線無拓撲要求，總線自供電，具有抗干擾能力強、中繼級數多、帶終端級數多等優勢，是目前自動抄表系統應用的最好的總線標準之一。

M-Bus物理層碼流傳輸具有獨特的電平特征。主設備到從設備的碼流傳遞通過電平的偏移實現，從設備到主設備的碼流傳遞則通過調制從設備消耗的電流來實現。定義邏輯“1”為MARK，邏輯“0”為SPACE。

M-Bus主設備向從設備發送邏輯“1”（MARK）時，總線電壓為Vmark（≤42V），發送邏輯“0”（SPACE）時，電壓下降10V以上，降到Vspace（≥12V）；從站向主站發送邏輯“1”時，從站所取電流為Imark（≤1.5mA），發送邏輯“0”時，從站的M-Bus接口會在Imark上加上脈沖電流11-20mA，形成Ispace。

主設備通過檢測總線上是否出現11-20mA脈沖電流確定接收“0”還是“1”；從設備接收數據時，由于總線絕對電壓會隨著距離和總線電流變化而變化，故通過檢測總線電壓與動態參考電壓是否相差10V以上來確定接收“0”還是“1”。因此M-Bus在任何時候的數據傳輸都是單向傳輸，從主設備到從設備或自從設備到主設備，這種通信方式不僅實現了對從設備的遠程供電同時還獲得較強的抗干擾能力，能抵抗外部干擾。

M-Bus協議規定總線處于空閑狀態是用邏輯“1”表示，即總線電壓維持在Vmark，而每個從站取電流Imark≈1.5mA，即兩線制總線上的總電流等于Imark*從站總數。這樣無論總線處于空閑狀態還是數據傳輸狀態，總線電壓不低于Vspace，每個從站獲取電流不小于Imark，這個電流就可用作從站供電電源。在M-Bus的正常運行狀態下，總線可以持續不斷地既傳輸信號又提供電源，使終端儀表所用電池成為備用電源，減少了儀表定期維護、更換電池等工作，儀表的安裝位置也可以比較隨意。

M-Bus總線廣泛應用于各類控制器、集中器等設備裝置中，便于控制系統收集相關儀表的實時數據，然后再通過各類通信方式將數據傳送至服務器做分析處理，這樣就可以實現遠程數據的實時采集、巡檢和監控等功能。M-Bus總線被廣泛應用于三表集抄、智能家庭控制網絡、消防報警及聯動網絡、小區智能化控制網絡、中央空調控制系統領域中。

審核編輯：湯梓紅