一种低功耗总线数据采集电路的制作方法

1.本实用新型涉及远程抄表技术领域，特别是一种低功耗总线数据采集电路。

背景技术：

2.在智能仪表行业中，智能仪表按照通讯方式区分，可分为总线式、无线式，其中在智能水表、气表行业中，总线式智能水表、气表主要以mbus总线为主；mbus总线分为主站和子结点，总线式智能水表、气表中，智能仪表为子站，主要用于仪表数据转换，实现将其他信号（如脉冲、光等）转换成数字信号，并通过总线将数据汇总到数据终端；数据采集终端为主站，主要作用为将仪表数据通过总线汇总到数据采集终端，针对mbus总线主站包含对mbus总线供电和通讯两方面；数据采集终端主要以市电供电为主，可以提供市电供电的数据采集终端也无需关注功耗问题。
3.然而实际项目中总线式智能仪表普遍存在主站供电困难，特别是老小区改造工程取电困难问题更为严重，以至于在项目中因取电困难严重制约总线式智能仪表的发展以及旧项目中总线式智能仪表维护困难，服务难等问题。

技术实现要素：

4.为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种低功耗总线数据采集电路，以解决上述技术问题。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种低功耗总线数据采集电路，其中，包括中央处理器、电源模块、总线供电控制模块、信号发送模块和信号接收模块；所述中央处理器分别与所述电源模块、所述总线供电控制模块、所述信号发送模块和所述信号接收模块连接；所述电源模块用于对采集电路进行供电，所述总线供电控制模块用于对控制信号发送模块的供电进行控制，所述信号发送模块用于输出信号，所述信号接收模块用于接收信号。
7.作为本实用新型的进一步改进：所述电源模块包括第一电池p42、第二电池p41、第三电池p40、第一电源二极管d42、第二电源二极管d41、第三电源二极管d40、第一电源电容c41、第二电源电容c42、第三电源电容c43和电源电阻r49；所述第一电池p42、所述第二电池p41和所述第三电池p40串联，所述第一电源二极管d42与所述第一电池p42并联，所述第二电源二极管d41与所述第二电池p41并联，所述第三电源二极管d40与所述第三电池p40并联，所述第三电源二极管d40与所述第一电源电容c41、所述第二电源电容c42和所述第三电源电容c43并联，所述电源电阻r49的一端与所述第一电源电容c41连接，所述电源电阻r49的另一端与所述第二电源电容c42连接。
8.作为本实用新型的进一步改进：所述总线供电控制模块具有升压电路、升压ic（u60）和控制开关sd，所述控制开关sd的输出端与所述升压ic连接，所述升压ic与所述升压电路的输入端连接，所述升压电路用于对mbus电路进行供电。
9.作为本实用新型的进一步改进：所述升压电路包括第一升压电阻r67、第二升压电
阻r66、第三升压电阻r65、发光二极管d6、第一升压电容c64和第二升压电容c63；所述第一升压电阻r67与所述发光二极管d6串联，所述第一升压电阻r67和所述发光二极管d6与所述第一升压电容c64并联，所述第一升压电容c64与所述第二升压电容c63并联，所述第二升压电容c63与所述第二升压电阻r66和所述第三升压电阻r65并联，所述第二升压电阻r66和所述第三升压电阻r65串联。
10.作为本实用新型的进一步改进：所述信号发送模块包括信号输入电路、控制ic和信号发送电路；所述信号输入电路的输入端与所述中央处理器连接，所述信号输入电路的输出端与所述控制ic一端连接，所述控制ic的另一端与所述信号发送电路的输入端连接，所述信号发送电路的输出端与信号输出端口p7连接。
11.作为本实用新型的进一步改进：所述信号输入电路包括第一输入电阻r70、第二输入电阻r72、第三输入电阻r71、第四输入电阻r73、第五输入电阻r74、第六输入电阻r75、第一输入三极管t70和第二输入三极管t71；所述第一输入电阻r70的一端与所述中央处理器连接，所述第一输入电阻r70的另一端与所述第一输入三极管t70的基极连接，所述第一输入三极管t70的集电极分别与所述第二输入电阻r72的一端和所述第三输入电阻r71的一端连接，所述第二输入电阻r72的另一端和所述第三输入电阻r71的另一端分别与所述第二输入三极管t71的基极和发射极连接，所述第三输入电阻r71的另一端接地，所述第二输入三极管t71的集电极与所述第四输入电阻r73的一端连接，所述第四输入电阻r73的另一端分别与所述第五输入电阻r74的一端、所述中央处理器和所述第六输入电阻r75的一端连接，所述第五输入电阻r74的另一端与所述中央处理器连接，所述第六输入电阻r75的另一端接地。
12.作为本实用新型的进一步改进：所述信号发送电路包括输出保险零件f70、第一取样电阻r80、第二取样电阻r81、第三取样电阻r82、信号输出电阻r79和信号输出电容c70；所述第一取样电阻r80的一端分别与所述中央处理器和所述信号输出电阻r79的一端连接，所述信号输出电阻r79的另一端与所述信号输出电容c70的一端连接，所述信号输出电容c70的另一端接地，所述第一取样电阻r80的另一端与所述第二取样电阻r81、所述第三取样电阻r82和所述输出保险零件f70的一端串联，所述输出保险零件f70的另一端输出信号。
13.作为本实用新型的进一步改进：所述信号接收模块设置有运算放大器out1。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.通过总线供电控制模块来控制电路输出对mbus电路进行供电，并能够在总线空闲时关闭mos管、切断mbus供电电路，消除mbus总线外围电路耗电，在不影响mbus总线仪表数据抄收情况下，有效的解决功耗问题，从而减少对终端供电需求，达到可以采用电池供电，解决取电难的问题。
附图说明
16.图1为本实用新型的电源模块电路图。
17.图2为本实用新型的中央处理器示意图。
18.图3为本实用新型的总线供电控制模块电路图。
19.图4为本实用新型的信号发送模块电路图。
20.图5为本实用新型的信号接收模块电路图。
具体实施方式
21.现结合附图说明与实施例对本实用新型进一步说明：
22.本实用新型提供如附图1-5所示的一种低功耗总线数据采集电路，其中，包括中央处理器、电源模块、总线供电控制模块、信号发送模块和信号接收模块；所述中央处理器分别与所述电源模块、所述总线供电控制模块、所述信号发送模块和所述信号接收模块连接；所述电源模块用于对采集电路进行供电，所述总线供电控制模块用于对控制信号发送模块的供电进行控制，所述信号发送模块用于输出信号，所述信号接收模块用于接收信号。通过上述描述，本实用新型能够提供一种低功耗mbus总线数据采集方法，用于低功耗mbus数据采集终端，降低终端电源输入要求，通过对mbus总线主站电路设计控制，在不影响mbus总线仪表数据抄收情况下，有效的解决功耗问题，从而减少对终端供电需求，达到可以采用电池供电，解决取电难的问题。
23.继续对本实用新型的电源模块做进一步详细描述，如附图1所示，所述电源模块包括第一电池p42、第二电池p41、第三电池p40、第一电源二极管d42、第二电源二极管d41、第三电源二极管d40、第一电源电容c41、第二电源电容c42、第三电源电容c43和电源电阻r49；所述第一电池p42、所述第二电池p41和所述第三电池p40串联，所述第一电源二极管d42与所述第一电池p42并联，所述第二电源二极管d41与所述第二电池p41并联，所述第三电源二极管d40与所述第三电池p40并联，所述第三电源二极管d40与所述第一电源电容c41、所述第二电源电容c42和所述第三电源电容c43并联，所述电源电阻r49的一端与所述第一电源电容c41连接，所述电源电阻r49的另一端与所述第二电源电容c42连接。本实用新型中，采用三个电池进行串联，每个电池电压3.6v，取其中一个电池对mcu进行供电。
24.继续对本实用新型的总线供电控制模块做进一步详细描述，如附图3所示，所述总线供电控制模块具有升压电路、升压ic和控制开关sd，所述控制开关sd的输出端与所述升压ic连接，所述升压ic与所述升压电路的输入端连接，所述升压电路用于对mbus电路进行供电。在本实用新型中，通过升压ic控制控制开关sd的开闭，以控制mos管开关，控制后续升压电路36v输出，输出36v对mbus电路供电；抄表时供电，其他时间总线供电断开，抄表时间每个节点预计100ms，可设计每天抄表次数（如6次）其他时间不耗电。总线空闲时，关闭mos管，切断mbus供电电路，消除mbus总线外围电路耗实现低功耗。
25.继续对本实用新型的升压电路做进一步详细描述，如附图3所示，所述升压电路包括第一升压电阻r67、第二升压电阻r66、第三升压电阻r65、发光二极管d6、第一升压电容c64和第二升压电容c63；所述第一升压电阻r67与所述发光二极管d6串联，所述第一升压电阻r67和所述发光二极管d6与所述第一升压电容c64并联，所述第一升压电容c64与所述第二升压电容c63并联，所述第二升压电容c63与所述第二升压电阻r66和所述第三升压电阻r65并联，所述第二升压电阻r66和所述第三升压电阻r65串联。所述第三升压电阻r65的一端接地。
26.继续对本实用新型的控制开关sd所处电路做进一步详细描述，如附图3所示，包括第一开关电阻r62、第二开关电阻r63、开关三极管t60、第三开关电阻r61、第四开关电阻r60、第一控制电容c61、第二控制电容c62、控制电阻r64和控制电感l60；所述第一开关电阻r62的一端与所述第二开关电阻r63的一端和所述开关三极管t60的基极连接，所述第二开关电阻r63的另一端和所述开关三极管t60的发射极接地，所述开关三级管的集电极与所述
第三开关电阻r61的一端连接，所述第三开关电阻r61、所述第四开关电阻r60和所述控制开关sd串联，所述控制开关sd的一端分别与所述开关电感的一端、所述第一控制电容c61的一端和所述控制电阻r64的一端连接，所述控制电感l60的另一端与所述升压ic的引脚6连接，所述第一控制电容c61的另一端接地，所述第一控制电容c61和所述第二控制电容c62并联，所述第二控制电容c62的两端分别与所述升压ic的引脚4和引脚1连接，所述控制电阻r64的另一端与所述升压ic的引脚2连接，所述升压ic的引脚5与所述升压电路连接，所述升压ic的引脚3和引脚6通过升压二极管d60与所述升压电路连接。
27.继续对本实用新型的信号发送模块做进一步详细描述，如附图4所示，所述信号发送模块包括信号输入电路、控制ic（u20）和信号发送电路；所述信号输入电路的输入端与所述中央处理器连接，所述信号输入电路的输出端与所述控制ic一端连接，所述控制ic的另一端与所述信号发送电路的输入端连接，所述信号发送电路的输出端与信号输出端口p7连接。通过可调ldo实现输出24v/36v信号，达到mbus总线要求。
28.继续对本实用新型的信号输入电路做进一步详细描述，如附图4所示，所述信号输入电路包括第一输入电阻r70、第二输入电阻r72、第三输入电阻r71、第四输入电阻r73、第五输入电阻r74、第六输入电阻r75、第一输入三极管t70和第二输入三极管t71；所述第一输入电阻r70的一端与所述中央处理器连接，所述第一输入电阻r70的另一端与所述第一输入三极管t70的基极连接，所述第一输入三极管t70的集电极分别与所述第二输入电阻r72的一端和所述第三输入电阻r71的一端连接，所述第二输入电阻r72的另一端和所述第三输入电阻r71的另一端分别与所述第二输入三极管t71的基极和发射极连接，所述第三输入电阻r71的另一端接地，所述第二输入三极管t71的集电极与所述第四输入电阻r73的一端连接，所述第四输入电阻r73的另一端分别与所述第五输入电阻r74的一端、所述中央处理器和所述第六输入电阻r75的一端连接，所述第五输入电阻r74的另一端与所述中央处理器连接，所述第六输入电阻r75的另一端接地。
29.继续对本实用新型的信号发送电路做进一步详细描述，如附图4所示，所述信号发送电路包括输出保险零件f70、第一取样电阻r80、第二取样电阻r81、第三取样电阻r82、信号输出电阻r79和信号输出电容c70；所述第一取样电阻r80的一端分别与所述中央处理器和所述信号输出电阻r79的一端连接，所述信号输出电阻r79的另一端与所述信号输出电容c70的一端连接，所述信号输出电容c70的另一端接地，所述第一取样电阻r80的另一端与所述第二取样电阻r81、所述第三取样电阻r82和所述输出保险零件f70的一端串联，所述输出保险零件f70的另一端输出信号。通过3个取样电阻及电路，分离出mbus电流信号，使mcu接收子节点应答数据。
30.继续对本实用新型的信号接收模块做进一步详细描述，如附图5所示，所述信号接收模块设置有运算放大器out1。所述信号接收模块还包括第一接收电阻r95、第二接收电阻r94、第三接收电阻r84、第四接收电阻r85、第五接收电阻r86、第一接收电容c71、第二接收电容c73、第三接收电容c72和接收二极管d20；所述运算放大器out1的引脚1分别与所述第一接收电阻r95和所述第二接收电阻r94连接，所述第一接收电阻r95的一端接收中央处理器的信号，所述运算放大器out1的引脚3分别与所述第三接收电阻r84的一端和所述第一接收电容c71的一端连接，所述第一接收电容c71的另一端与所述运算放大器out1的引脚1连接，所述第三接收电阻r84的另一端与所述第二接收电容c73的一端连接，所述第二接收电
容c73的另一端接地，所述第二接收电容c73的一端与所述接收二极管d20的一端连接，所述接收二极管d20的另一端与所述第四接收电阻r85的一端连接，所述第四接收电阻r85的另一端、所述第五接收电阻r86的一端和所述第三接收电容c72的一端与所述运算放大器out1的引脚2连接，所述第五接收电阻r86和所述第三接收电容c72并联，所述第五接收电阻r86的另一端和所述第三接收电容c72的另一端接地。
31.本实用新型的主要功能：用于低功耗mbus数据采集终端，降低终端电源输入要求，通过对mbus总线主站电路设计控制，在不影响mbus总线仪表数据抄收情况下，有效的解决功耗问题，从而减少对终端供电需求，达到可以采用电池供电，解决取电难的问题。
32.综上所述，本领域的普通技术人员阅读本实用新型文件后，根据本实用新型的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本实用新型所保护的范围。

技术特征：

1.一种低功耗总线数据采集电路，其特征在于，包括中央处理器、电源模块、总线供电控制模块、信号发送模块和信号接收模块；所述中央处理器分别与所述电源模块、所述总线供电控制模块、所述信号发送模块和所述信号接收模块连接；所述电源模块用于对采集电路进行供电，所述总线供电控制模块用于对控制信号发送模块的供电进行控制，所述信号发送模块用于输出信号，所述信号接收模块用于接收信号。2.根据权利要求1所述的一种低功耗总线数据采集电路，其特征在于，所述电源模块包括第一电池p42、第二电池p41、第三电池p40、第一电源二极管d42、第二电源二极管d41、第三电源二极管d40、第一电源电容c41、第二电源电容c42、第三电源电容c43和电源电阻r49；所述第一电池p42、所述第二电池p41和所述第三电池p40串联，所述第一电源二极管d42与所述第一电池p42并联，所述第二电源二极管d41与所述第二电池p41并联，所述第三电源二极管d40与所述第三电池p40并联，所述第三电源二极管d40与所述第一电源电容c41、所述第二电源电容c42和所述第三电源电容c43并联，所述电源电阻r49的一端与所述第一电源电容c41连接，所述电源电阻r49的另一端与所述第二电源电容c42连接。3.根据权利要求1所述的一种低功耗总线数据采集电路，其特征在于，所述总线供电控制模块具有升压电路、升压ic和控制开关sd，所述控制开关sd的输出端与所述升压ic连接，所述升压ic与所述升压电路的输入端连接，所述升压电路用于对mbus电路进行供电。4.根据权利要求3所述的一种低功耗总线数据采集电路，其特征在于，所述升压电路包括第一升压电阻r67、第二升压电阻r66、第三升压电阻r65、发光二极管d6、第一升压电容c64和第二升压电容c63；所述第一升压电阻r67与所述发光二极管d6串联，所述第一升压电阻r67和所述发光二极管d6与所述第一升压电容c64并联，所述第一升压电容c64与所述第二升压电容c63并联，所述第二升压电容c63与所述第二升压电阻r66和所述第三升压电阻r65并联，所述第二升压电阻r66和所述第三升压电阻r65串联。5.根据权利要求1所述的一种低功耗总线数据采集电路，其特征在于，所述信号发送模块包括信号输入电路、控制ic和信号发送电路；所述信号输入电路的输入端与所述中央处理器连接，所述信号输入电路的输出端与所述控制ic一端连接，所述控制ic的另一端与所述信号发送电路的输入端连接，所述信号发送电路的输出端与信号输出端口p7连接。6.根据权利要求5所述的一种低功耗总线数据采集电路，其特征在于，所述信号输入电路包括第一输入电阻r70、第二输入电阻r72、第三输入电阻r71、第四输入电阻r73、第五输入电阻r74、第六输入电阻r75、第一输入三极管t70和第二输入三极管t71；所述第一输入电阻r70的一端与所述中央处理器连接，所述第一输入电阻r70的另一端与所述第一输入三极管t70的基极连接，所述第一输入三极管t70的集电极分别与所述第二输入电阻r72的一端和所述第三输入电阻r71的一端连接，所述第二输入电阻r72的另一端和所述第三输入电阻r71的另一端分别与所述第二输入三极管t71的基极和发射极连接，所述第三输入电阻r71的另一端接地，所述第二输入三极管t71的集电极与所述第四输入电阻r73的一端连接，所述第四输入电阻r73的另一端分别与所述第五输入电阻r74的一端、所述中央处理器和所述第六输入电阻r75的一端连接，所述第五输入电阻r74的另一端与所述中央处理器连接，所述第六输入电阻r75的另一端接地。7.根据权利要求5所述的一种低功耗总线数据采集电路，其特征在于，所述信号发送电路包括输出保险零件f70、第一取样电阻r80、第二取样电阻r81、第三取样电阻r82、信号输
出电阻r79和信号输出电容c70；所述第一取样电阻r80的一端分别与所述中央处理器和所述信号输出电阻r79的一端连接，所述信号输出电阻r79的另一端与所述信号输出电容c70的一端连接，所述信号输出电容c70的另一端接地，所述第一取样电阻r80的另一端与所述第二取样电阻r81、所述第三取样电阻r82和所述输出保险零件f70的一端串联，所述输出保险零件f70的另一端输出信号。8.根据权利要求1所述的一种低功耗总线数据采集电路，其特征在于，所述信号接收模块设置有运算放大器out1。

技术总结

本实用新型提供一种低功耗总线数据采集电路，包括中央处理器、电源模块、总线供电控制模块、信号发送模块和信号接收模块；所述中央处理器分别与所述电源模块、所述总线供电控制模块、所述信号发送模块和所述信号接收模块连接；所述电源模块用于对采集电路进行供电，所述总线供电控制模块用于对控制信号发送模块的供电进行控制，所述信号发送模块用于输出信号，所述信号接收模块用于接收信号。本实用新型通过总线供电控制模块来控制电路输出对MBUS电路进行供电，并能够在总线空闲时关闭MOS管、切断MBUS供电电路，消除MBUS总线外围电路耗电，在不影响MBUS总线仪表数据抄收情况下，有效的解决功耗问题，从而减少对终端供电需求。需求。需求。

技术研发人员：

游楚峰

受保护的技术使用者：

广州市兆基仪表仪器制造有限公司

技术研发日：

2022.08.30

技术公布日：

2023/3/28