基于分立式非标MBUS通信方法与流程

本发明涉及电能表技术领域，尤其涉及一种基于分立式非标mbus通信方法。

背景技术：

当前，表计长时间工作在高电压大电流下，因导线与继电器脚片的接触阻抗、锰铜片自身阻抗以及压敏、绕线电阻等因素，持续产生热量，使得表内pcb及板内环境温度上升至约72℃。而三极管的b-e结电压存在负温度特性，即温度升高每1℃，结电压减小2~2.5mv。常温下，发射结电压约为0.6v；在72℃时，发射结电压减小到约为0.49v。根据电路的限流及通信原理，常温下，ciu显示模块发送低电平时，mbus电路最大负载电流为15ma;在72℃时，电路的最大负载电流为12.25ma。可见，在高温下，电路的负载能力会有显著下降。

由于ciu显示模块的供电来自于表计的mbus通信线，在ciu显示模块发送数据0时，通信线上的电压会降低，表示低电平信号，在此信号持续期间，ciu显示模块的供电首先来源于ciu自身的储能电容，当储能电容端压下降到比低电平信号的电平更低时，mbus电路将通过通信线给电容充电。在高温下，mbus电路负载能力的下降，导致给储能电容的充电能力不足，随着通信时间的增加，储能电容的端压势必一直下降，因其端压不能突变特性，最终导致ciu显示模块发送高电平时，mbus通信线上的高电平不够高，电路无法识别到高电平，进而通信失败。

而且如果从硬件上来说，导轨表无法改善通信线电平下降的问题，同时ciu显示模块已经量产，且考虑到ciu显示模块的结构件空间小和成本的限制，通过加大储能电容的方式更改ciu显示模块也不现实。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种不需要修改硬件结构就可以保证ciu显示模块自身的储能电容充电充足的基于分立式非标mbus通信方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于分立式非标mbus通信方法，其特征在于：s1、ciu显示模块发送一字节数据；

s2、延时x时间，然后ciu显示模块在发送另一字节数据，且x为1-10ms；

s3、重复步骤s2,直到所有数据发送完毕。

作为优选，步骤s1在ciu显示模块发送数据之前需要关闭外部设备。

作为优选，所述外部设备包括蜂鸣器和led灯。

作为优选，所述蜂鸣器的响应时间n，且n小于200ms。

作为优选，所述蜂鸣器的响应时间为20ms。

作为优选，当电能表触发报警状态时，需要在ciu显示模块数据发送完毕y秒后，蜂鸣器才能发出报警声音。

作为优选，所述y为1-10s。

作为优选，所述y为8s。

作为优选，当电能表内温度超过30℃时，设定x为3-6ms。

作为优选，当电能表内温度小于0℃时，设定x为1-4ms。

采用以上方法与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过在发送每字节之后延迟一段时间，用作给ciu储能电容充电的时间，这样可以从软件层面来解决储能电容充电不满的情况，进而使得通信效果更好，并且不需要进行硬件层面的修改。

并且为避免mbus电路通信过程中储能电容充电不足的问题，ciu显示模块在通信时会关闭所有外部设备，如蜂鸣器和led灯，降低功耗，以保证通信的正常性和可靠性；当蜂鸣器持续响应时间大于200ms时，功耗较大，储能电容充电不足，导致ciu显示模块复位，为避免这个问题，ciu显示模块内的蜂鸣器持续响应时间由200ms降低为20ms；为避免mbus电路通信过程中储能电容充电不足的问题，当表计余额值小于设定的报警阈值时，ciu显示模块在通信完成8s后蜂鸣器才会响。

附图说明

图1为改善前的mbus通信波形图。

图2为高温通信的分析图。

图3为低温通信的分析图。

图4为高温状态下改善后的mbus通信波形图。

图5为低温状态下改善后的mbus通信波形图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述，但是本发明不仅限于以下具体实施方式。

如图1所示，为改善前的mbus通信波形图，图中数据是ciu发送时的数据，可以看出，ciu发送数据时通信线上的电平呈下降趋势，可近似为一条斜线。这条斜线的横向投影长度约为160ms，纵向投影长度为2v，则可以算出斜率为-0.0125v/ms。对于1字节10比特位的数据量来说，2400波特率下，持续时间为10*416us=4.16ms，则每字节的时间内通信线上的电压约减小0.0125v/ms*4.16ms=0.052v。

在ciu发送数据的每字节后延迟一段时间，用于电路给ciu的储能电容充电，使通信线上恢复常态下的高电平，这样只要充电时间足够长，将前一字节持续时间内降低的0.052v弥补回来。在后续字节持续期间，就不会出现高电平不够高的现象。

ciu发送数据完成后，通信线上的将因充电上升，上升趋势也可以近似成一条直线，其斜率计算为2v/60ms=0.0333v/ms，则将0.052v弥补回来的时间为0.052v/(0.0333v/ms)=1.5615ms。留一倍裕量，则延迟的最小时间为2*1.5615ms=3.123ms。

当表计内温度达到75℃时，发0测试（2400波特率），如图2所示，从图2左可以看出，高温75℃下，通信电路能够有效识别高电平时ciu发0的最大字节数为11；从图2右可以看出，mbus通信线电平的下降趋势的斜率约为-19.565mv/ms，电平上升速率约为26.923mv/ms。

当表计内温度低到-45℃时，发0测试（2400波特率），如图3所示，从图3左可以看出，-45℃下，通信电路能够有效识别高电平时ciu发0的最大字节数为19；从图3右可以看出，mbus通信线电平的下降趋势的斜率约为-20mv/ms，电平上升速率约为70mv/ms。

对于2400波特率且每字节10比特位的数据量来说，持续时间为4.167ms，高温75℃情况下，将每字节时间内下降的电平补充回原电平的时间约是4.167*19.565/26.923=3.028ms，低温-45℃情况下，这个时间约是4.167*20/70=1.191ms。则所需延迟的最短时间并留余量为1.5*3.028=4.524ms，取5ms。

所以，本具体实施例最优延迟时间设定为发送数据的每字节延迟5ms间隔。

方案验证

将ciu自动发100字节0的测试程序烧录进ciu，然后把导轨表和ciu同时放置于高温试验箱内，在75℃下测试ciu发0极限及改善验证，如图4所示为在高温75℃的通信波形.

将ciu自动发100字节0的测试程序烧录进ciu，然后把导轨表和ciu同时放置于低温试验箱内，在-45℃下测试ciu发0极限及改善验证。如图5所示为在高温-45℃的通信波形。

从图4和图5的测试波形中可以看出在延迟5ms后，通信电平在高电平期间保持平稳，可以正确传输全部100字节的0。

而且为了避免mbus电路通信过程中储能电容充电不足的问题，还做了其他措施：

①ciu在通信时关闭所有外部设备，如蜂鸣器和led灯，降低功耗，以保证通信的正常性和可靠性。

②将ciu蜂鸣器响应时间由200ms降低为20ms。

③当表计余额值小于报警阈值时，ciu在通信完成8s后蜂鸣器才会响。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。