### MeterBUS 详尽的协议 英文版
#### 一、引言
MeterBUS(M-Bus)是一种专门设计用于远程抄表系统的通信协议,主要用于家庭和商业环境中的水表、电表、煤气表等公用事业仪表的数据采集。本文档基于参考文献[11]和[12],提供了关于M-Bus的详细且实用的信息,该文档由M-Bus用户组发布。
#### 二、串行总线系统基础
##### 2.1 应用与定义
M-Bus作为一种串行总线系统,在多种应用场景下都有广泛的应用,例如远程抄表、能源管理等。串行总线系统是指数据以串行方式传输的系统,其特点是数据位按顺序发送或接收,适用于长距离传输。
##### 2.2 总线系统的基本功能
- **访问技术**:指总线系统中如何控制多个设备对总线的访问,常见的有轮询、令牌传递等。
- **参与者同步**:确保所有连接到总线上的设备能够正确同步,这对于数据的可靠传输至关重要。
- **错误处理**:总线系统需要具备检测和纠正数据传输错误的能力,以保证数据完整性。
##### 2.3 OSI参考模型
M-Bus协议遵循了OSI(开放系统互连)七层模型,每一层都有特定的功能,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
#### 三、M-Bus概述
##### 3.1 对于消费类公用事业仪表的需求
M-Bus设计时考虑到了消费类公用事业仪表的特点,如低成本、低功耗、易于安装等。
##### 3.2 M-Bus在OSI模型中的位置
M-Bus主要涵盖了OSI模型的物理层、数据链路层和应用层。这些层次为M-Bus提供了从物理信号到数据交换的服务。
#### 四、物理层
##### 4.1 运作原理
物理层负责将数字信号转换成可以在介质上传输的形式。M-Bus采用了双绞线作为传输介质,并规定了最大传输距离和连接节点的数量。
##### 4.2 安装规范
为了保证M-Bus系统的稳定运行,必须遵循一定的安装规范,比如线路的长度、分支的限制等。
##### 4.3 重发器规范
重发器(Repeater)用于扩展M-Bus网络的范围,它可以放大信号并增加节点数量。
##### 4.4 奴节点设计
奴节点是M-Bus网络中的终端设备,如水表、电表等。它们的设计需考虑功耗、通信速率等因素。
#### 五、数据链路层
##### 5.1 传输参数
数据链路层定义了传输速率、编码格式等参数,确保数据在物理层上的可靠传输。
##### 5.2 电报格式
M-Bus电报由多个字段组成,包括起始字符、地址、命令等部分,这些字段共同构成了完整的通信帧。
##### 5.3 字段含义
每个字段都有其特定的功能,如地址字段用于标识目标设备;命令字段则决定了通信的目的。
##### 5.4 通信过程
M-Bus通信通常由主设备发起,通过询问或命令的方式与奴节点进行交互。
##### 5.5 FCB 和 FCV 位及寻址
FCB 和 FCV 位用于确保通信的可靠性,它们可以用来控制数据的确认与重传机制。
#### 六、应用层
##### 6.1 CI 字段
CI 字段用于标识特定的数据类型,是应用层数据结构的重要组成部分。
##### 6.2 固定数据结构
固定数据结构包含了基本的通信信息,如设备类型、制造商代码等。
##### 6.3 变量数据结构
变量数据结构可以根据实际需求动态改变,用于传输具体的测量值和其他信息。
##### 6.4 配置奴节点
配置奴节点的过程包括设置通信速率、写入数据以及配置数据输出等步骤。
##### 6.5 通用对象层
通用对象层提供了一种统一的方式来管理和操作M-Bus系统中的对象。
##### 6.6 应用层状态
应用层状态反映了当前通信的状态,有助于诊断问题和维护系统。
##### 6.7 特殊奴节点特性
- **自动速度检测**:奴节点可以自动识别最合适的通信速率。
- **碰撞检测**:当多个设备同时发送数据时,系统能够检测并处理冲突。
- **制造编号的使用**:利用制造编号来唯一标识设备,便于管理和跟踪。
- **十六进制代码在BCD数据字段中的使用**:采用十六进制表示法来提高数据的可读性。
#### 七、网络层
##### 7.1 选择与次级寻址
网络层提供了更高级别的寻址机制,使得系统能够有效地管理和寻址大量的奴节点。
##### 7.3 FCB 位与选择
FCB 位在网络层中也有应用,它可以帮助确定哪些设备应该响应特定的命令。
##### 7.4 搜索已安装的奴节点
系统可以通过特定的搜索程序来发现网络中的所有奴节点,这有助于系统的初始化和维护。
#### 八、附录
附录部分包含了各种协议细节和技术标准,如报警协议、数据记录的编码方法等。
MeterBUS(M-Bus)是一种专为远程抄表系统设计的通信协议,它涵盖了从物理层到应用层的各个方面,确保了数据传输的安全性和可靠性。通过对M-Bus协议的深入理解,可以更好地应用于智能计量和能源管理系统中。
2024-11-27 15:22:54
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