[发明专利]可程控的仪表总线从机电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种仪表总线从机的电源电路，属于仪器仪表技术领域。

背景技术

中国专利申请号200910218395.1公开了一种“仪表总线从机的低功耗电源电路”， 由一个高耐压、低静态电流的恒压源电路和一个低通滤波电路构成，所述的恒压源电路是由两只接成达林顿形式的三极管作为射极跟随器，这个射极跟随器的基极连接到一个由电压基准产生的标准电压上，从发射极输出一个输出电阻很低的电压，从而构成恒压源；所述的低通滤波电路由一个低阻值的电阻和一个电容串联而成；所述的射极跟随器的发射极与低通滤波电路的电阻连接。

仪表总线（Meter-Bus简称M-Bus）是一种新型的串行总线标准，主要应用于水表、气表和热工仪表等消耗测量仪表抄表网络的组网。由于仪表总线具有组网方便、成本低廉抗干扰能力强等优势，目前已经成为了2线总线的欧洲标准，在国内外消耗测量仪表领域，如水表、电表和煤气表的远程抄表系统中获得了广泛应用。仪表总线的主要特点是仅用两条无极性的导线同时作为供电线和传输串行数据的数据线，各个终端装置全部并联在这两条线上，总线上不同节点间通过不同的地址码区分。

根据在仪表总线通讯中所扮演的角色不同，仪表总线网络的节点可以分为主机和从机两种。主机是电源的提供者和通讯的发起者，它通过两条传输线向总线上的所有从机提供24V-42V的电源电压，并通过在总线上广播从机的地址的方法呼叫希望与之通讯的从机，一个仪表总线网络中往往只有一个主机，每一个时刻和主机通讯的也只有一个从机。被选中和主机通讯的从机处于“激活状态”，而网络中其它所有没有被选中的从机处于“休眠状态”。由于总线上只有两条传输线，这两条传输线除了要完成为从机供电的任务外还需要承担主、从机之间通讯的任务，通讯信号被调制在这两根电源线上。

主机和从机都是由电源电路和单片机系统构成的，从机电源电路从2线制的仪表总线上获得工作电源，从机单片机系统在主机的引导下“应答”主机的呼叫。一方面，仪表总线网络中往往存在多部从机，但由于主机提供电流的能力有限，网络中的从机的总量受到了限制。另一方面，由于整个网络中处于休眠状态的从机占绝大多数，降低休眠状态下从机的功耗将有效地提高总线上从机的数量和降低整个系统的总体功耗。

光电直读技术是消耗测量仪表领域远程抄表功能中的一项重要技术。该技术在原有的机械式测量仪表的读数字轮上印制和测量读数对应的二进制条码条，仪表总线从机通过光电技术读出这些和读数对应的二进制条码，也就读出了机械式测量仪表的测量结果，从机再将结果通过仪表总线发给主机，从而实现远程自动抄表。其中，通过光电技术读数是技术的重点和难点：从机中的单片机一边通过其I/O口控制发光二极管向条码发射红外光，一边接收反射回来的红外光，并根据反射强度判断二进制条码的情况。在这个过程中，发射的红外光强度越大，接收到的红外光也越强，判断二进制码条的准确性也就越高。单片机的I/O口具有这样的特性：电源电压越高（当然需要在单片机允许的工作电压之内），单片机I/O口输出电流的能力也就越强。也就是说，电源电压越高，单片机I/O能够提供给红外发光管的驱动电流也就越大，也就能获得更高的红外光电读数准确率。

综上，现有的仪表总线从机电路设计中存在这样的矛盾：网络中大量处于休眠状态的从机需要使用尽量低的电源电压，以降低每台休眠从机的功耗，达到提高网络中从机总量的目的；被主机选中并激活的一台从机，则希望获得较高的电源电压，以满足光电读数等工作的要求。由于传统技术无法实现仪表总线从机电源电压的切换，设计者只能使用折衷的方法确定仪表总线从机电源电压——选择一个既能保证被激活的从机正常工作，又能尽量低的电源电压。而在目前流行的光电直读式仪表总线从机中，电源电压的高低往往关系到读数的正确率的高低，这种折衷的选择必然造成网络中从机总量和红外光电读数准确率的下降。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种可通过仪表总线从机中的单片机程控其电源电压的可程控的仪表总线从机电源电路。