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    M-BUS轉LonWorks網關技術開發(fā)策略分析

    (海思自動化技術部LonWorks技術粉絲提供)

    一、概述

       LonWorks現(xiàn)場總線通訊介質一般分為雙絞線、電力線載波通訊。其中雙絞線介質應用最為廣泛,采用差動式曼徹斯特編碼differential Manchester encoding,雙絞線不區(qū)分正負,采用隔離通訊變壓器,支持總線型、環(huán)型星型自由拓撲結構。LonWorks總線的通訊協(xié)議是標準的,支持多主多從,載波偵聽多路訪問(CSMA)協(xié)議,協(xié)調各節(jié)點之間的通訊交互,LonWorks采用面向對象的設計方法,其數(shù)據(jù)稱為網絡變量(NV),可以非常方便的上傳到以太網,節(jié)約了大量的開發(fā)調試時間,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,特別適合系統(tǒng)集成,具有很高的性價比。

    M-BUS是歐洲通用的儀表總線,通訊和供電共用兩根雙絞線,且不區(qū)分正負極性,可以給遠程儀表供電,方便現(xiàn)場供電不方便的情況,具有非常高的性價比。它具有標準的7層通訊協(xié)議,開放性和通用性比較好。 

    二、M-BUS轉LonWorks網關的提出

    海思自動化公司(官方網址:http://www.sglcjfs.com)在根據(jù)客戶的需求,對MBus總線計量表計如何接入現(xiàn)場LonWorks網絡進行了充分的論證。能源計量及能耗監(jiān)測系統(tǒng)廣泛采用現(xiàn)場總線技術構建,其中,LonWorks網絡技術以其獨特的互操作性、布線施工的便捷性、組網的靈活性以及系統(tǒng)集成等方面的巨大優(yōu)勢,逐漸被市場廣泛接受。對于基于LonWorks網絡技術構建的能耗數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng),M-Bus計量表計如何接入系統(tǒng)成為市場關注的重要技術瓶頸。

     

    以下是目前市場上常用的技術解決方案框圖:

     

     

     

    圖中,系統(tǒng)先用M-BUSModBus網關接入RS485總線,然后再利用海思iGate105型網關,把RS485總線接入LonWorks總線。這樣,系統(tǒng)不僅需要使用兩種網關,額外增加了系統(tǒng)的成本,同時,統(tǒng)較為復雜,勢必給調試增加了難度。

     

    三、M-BUSLonWorsks網關技術方案

     

                        

     

    圖中,系統(tǒng)直接把M-BUS協(xié)議轉換成LonTalk協(xié)議,接入LonWorks總線,降低了系統(tǒng)建設成本,減了系統(tǒng)調試復雜性,提高了系統(tǒng)的可靠性。

     

    四、M-BUSLonWorks的網關功能

     

    M-BUS總線技術一般用于測量熱表、水表和氣表,在實際工程中,需要測量日累積量、月累積量和上月累積量,這些物理量如果放在PC機端,會增加PC機的負擔,如果網絡意外中斷,會造成測量數(shù)據(jù)的丟失,這些物理量放在網關中處理是比較合適的。

     

    五、M-BUS轉LonWorks網關技術分析

     

    1、M-BUS主機向從機發(fā)送數(shù)據(jù)時采用的是電壓調制方式。

     

          

     2、從機發(fā)送數(shù)據(jù)時采用的是總線電流調制

                

    3、M-BUS總線的傳輸距離和可連接的從機數(shù)量

    M-BUS傳輸數(shù)據(jù)距離和能夠連接多少從機由以下因素決定:

    (a)總線線路形態(tài):對儀表總線來說允許多種線路形態(tài)(直線型、環(huán)形、星形、樹形和混合型)組網,總線線路形態(tài)對總線系統(tǒng)影響很大。

    (b)電纜的影響:使用的電纜應達到一定的電流容量和電阻要求,它會直接影響總線的運行。起決定意義的是網絡中最長的分支線,它的長度將作為電纜電阻得計算依據(jù)。

    4、LonWorks部分的電路設計原則分析

      LonWorks部分采用最新一代的Neuron芯片F(xiàn)T5000高性能CPU

    (a)支持至多254個網絡變量,系統(tǒng)的性價比更高;

    (b)支持用戶可編程的中斷控制,從而提高外部事件的響應速度;

     

    5、軟件設計實現(xiàn)

     

    M-BUS協(xié)議是以IEC870-5協(xié)議為基礎的(這個協(xié)議是遠程通訊標準協(xié)議),它由3種不同的報文格式幀構成,分別是固定長度幀、可變長度幀、控制幀及一個接收應答字符E5H。各幀的詳細結構如表:

     

               

     

    字符E5H是接收端對發(fā)送端的應答;

     

    字符C是控制代碼和功能代碼;

     

    數(shù)據(jù)A是地址域;

     

    控制信息CI包含控制信息代碼,可完成波特率、選擇從機、請求復位等多功能設置;

     

        校驗和是用于校驗數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤,以便于程序采取糾錯措施。

     

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