一种M-BUS通信接口电气性能检测方法与流程

本发明涉及m-bus通信测量领域，具体的说涉及一种m-bus通信接口电气性能检测方法。

背景技术：

仪表总线m-bus（meter-bus）是一种专门为水、气、热等计量表计远程数据传输设计的总线协议，它是测量仪表数据传输数字化的一种重要技术，已经广泛应用于水、气、热等计量领域。传统的测试手段大多进行简单的电压检测，缺乏对m-bus通信设备的电气特征进行全面检测的设备，难以全面客观的反映m-bus通信模块的实际通信能力。

本发明提出了一种自动快速检测m-bus通信接口电气特征的方法，能够进行传号电压、空号电压、传号电流、空号电流、主机带载能力、通信信号边沿时间等电气特征进行全面检测，综合反映待测m-bus通信模块的通信性能。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种m-bus通信接口电气性能检测方法，用于对m-bus通信设备的电气特征进行全面检测，客观的反映m-bus通信模块的实际通信能力。

为解决上述问题，本发明包括电压差分取样模块（1）、电流差分取样模块（2）、双通道高速采样模块（3）、可调恒流模块（4）、综合处理模块（5）；电压差分取样模块（1）用于m-bus通信接口中m+、m-差分电压信号的取样，将差分信号转换为单端电压信号，单端电压信号送入双通道高速采样模块（3）进行高速采样；电流差分取样模块（2）用于m-bus通信接口上的电流取样，将电流信号转化为电压信号后送入双通道高速采样模块（3）进行高速采样；所述双通道高速采样模块（3）用于电压、电流信号采样，送入后续综合处理模块（5）进行数字化处理；综合处理模块（5）获取电压、电流数据，同时进行通信信号的上升、下降沿时间的检测；可调恒流模块（4）用于m-bus通信的虚拟负载，其恒流数值的大小由综合处理模块（5）根据测试要求进行控制，通过调节恒流负载数值，测试被测m-bus主模块的驱动能力，以及其在不同负载下的通信性能变化。

所述综合处理模块（5）发送测试报文到待测主m-bus通信模块，m-bus总线电压信号经过电压差分取样模块（1）后进入双通道高速采样模块（3）；综合处理模块（5）持续读取双通信高速采样模块（3）的数字量化数据，直到传输过程结束，同步接收待测从m-bus通信模块收到的通信报文，接收结束后综合处理模块（5）进行传号电压、空号电压计算，以及传号空号信号转换时的上升与下降沿时间计算，判断收发报文一致性，得出通信功能是否正常结论，以及通信过程中的传号电压、空号电压、信号沿时间数据。

所述综合处理模块（5）发送测试报文到待测主m-bus通信模块，接收到待测从m-bus通信模块的通信报文后，向待测从m-bus通信模块发送响应报文；m-bus总线电流信号经过电流差分取样模块（2）后进入双通道高速采样模块（3）；综合处理模块（5）持续读取双通信高速采样模块（3）的数字量化数据，直到响应报文传输过程结束，同步接收待测主m-bus通信模块收到的响应报文，接收结束后综合处理模块（5）进行传号电流、空号电流计算，以及传号空号信号转换时的上升与下降沿时间计算，判断收发的响应报文一致性，得出通信功能是否正常结论，以及通信过程中的传号电流、空号电流、信号沿时间数据。

所述综合处理模块（5）设置可调恒流模块（4）恒流数值到最小；综合处理模块（5）发送测试报文到待测主m-bus通信模块，同步接收待测从m-bus通信模块收到的通信报文，接收完成后进行收发测试报文比对，比对正确则向待测从m-bus通信模块发送响应报文，否则结束测试流程；综合处理模块（5）同步接收待测主m-bus通信模块接收的响应报文，综合处理模块（5）进行响应报文比对，比对一致则设置可调恒流模块（4），增加恒流数值，重复上述测试过程，比对错误则结束测试过程，得到待测主m-bus通信模块带载能力数据，同时验证其负载适应性能。

本发明在构建的m-bus基本的测试总线基础上，加入电压差分取样模块、电流差分取样模块、双通道高速采样模块、可调恒流模块、综合处理模块等功能模块。综合运用上述检测模块，设计了传号、空号电压与信号边沿时间测试流程；传号、空号电流与信号边沿时间测试流程；主机带载能力与负载适应性测试。通过构建m-bus测试总线环境，发起主从m-bus设备通信过程，进行传号、空号电压电流检测，调节恒流负载的大小，模拟总线负载的强弱。综合检测了m-bus通信设备的电压、电流、总线带载能力、以及在不同负载下信号质量，实现了m-bus通信接口电气参数的综合性定量检测。

综上所述，本发明设计了一种m-bus通信接口电气性能综合检测方法，实现对m-bus通信设备的接口电气性能的全面检测，能够客观全面的对通信模块的性能进行定量评价，有利于m-bus通信方式的健康有序发展。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明：

图1是本发明整体电路结构框图；

图中：1—电压差分取样模块，2—电流差分取样模块，3—双通道高速采样模块，4—可调恒流模块，5—综合处理模块。

具体实施方式

参照附图，该m-bus通信接口电气性能检测方法包括电压差分取样模块1、电流差分取样模块2、双通道高速采样模块3、可调恒流模块4、综合处理模块5。电压差分取样模块1用于m-bus通信接口中m+、m-差分电压信号的取样，将差分信号转换为单端电压信号，单端电压信号送入双通道高速采样模块3进行高速采样。电流差分取样模块2用于m-bus通信接口上的电流取样，将电流信号转化为电压信号后送入双通道高速采样模块3进行高速采样；所述双通道高速采样模块3用于电压、电流信号采样，送入后续综合处理模块5进行数字化处理。综合处理模块5获取电压、电流的量化数据，同时进行通信信号的上升、下降沿时间的检测，通过信号沿的时间判断m-bus通信模块通信速率的提升空间；综合处理模块5可发送可调恒流模块恒流数值，通过调节恒流数据，模拟m-bus通信的不同负载情况，其恒流数值的大小由综合处理模块5根据测试要求进行动态控制，通过调节恒流负载数值，测试被测主m-bus模块的最大电流驱动能力，以及其在不同负载下的通信性能变化；进行收发待测m-bus通信模块的测试报文，以及收发报文比对，通过报文的比对结果触发下一步的测试过程。可调恒流模块4用于m-bus通信的虚拟负载，其恒流数值的大小由综合处理模块5根据测试要求进行控制，通过调节恒流负载数值，测试被测m-bus主模块的驱动能力，以及其在不同负载下的通信性能变化。

测试方法设计了三种测试流程，通过对电压差分取样模块1、电流差分取样模块2、双通道高速采样模块3、可调恒流模块4、综合处理模块5的灵活配置运用。实现传号、空号电压与信号边沿时间测试流程；传号、空号电流与信号边沿时间测试流程；主机带载能力与负载适应性测试流程。

传号、空号电压与信号边沿时间测试流程：综合处理模块5发送测试报文到待测主m-bus通信模块，m-bus总线电压信号经过电压差分取样模块1后进入双通道高速采样模块3；综合处理模块5持续读取双通信高速采样模块3的数字量化数据，直到传输过程结束，同步接收待测从m-bus通信模块收到的通信报文，接收结束后综合处理模块5进行传号电压、空号电压计算，以及传号空号信号转换时的上升与下降沿时间计算，判断收发报文一致性，得出通信功能是否正常结论，以及通信过程中的传号电压、空号电压、信号沿时间数据。

传号、空号电流与信号边沿时间测试流程：综合处理模块5发送测试报文到待测主m-bus通信模块，接收到待测从m-bus通信模块的通信报文后，向待测从m-bus通信模块发送响应报文；m-bus总线电流信号经过电流差分取样模块2后进入双通道高速采样模块3；综合处理模块5持续读取双通信高速采样模块3的数字量化数据，直到响应报文传输过程结束，同步接收待测主m-bus通信模块收到的响应报文，接收结束后综合处理模块5进行传号电流、空号电流计算，以及传号空号信号转换时的上升与下降沿时间计算，判断收发的响应报文一致性，得出通信功能是否正常结论，以及通信过程中的传号电流、空号电流、信号沿时间数据。

主机带载能力与负载适应性测试流程：综合处理模块5设置可调恒流模块4恒流数值到最小；综合处理模块5发送测试报文到待测主m-bus通信模块，同步接收待测从m-bus通信模块收到的通信报文，接收完成后进行收发测试报文比对，比对正确则向待测从m-bus通信模块发送响应报文，否则结束测试流程；综合处理模块5同步接收待测主m-bus通信模块接收的响应报文，综合处理模块5进行响应报文比对，比对一致则设置可调恒流模块4，增加恒流数值，重复上述测试过程，比对错误则结束测试过程，得到待测主m-bus通信模块带载能力数据，同时验证其负载适应性能。

本发明在构建的m-bus基本的测试总线基础上，加入电压差分取样模块、电流差分取样模块、双通道高速采样模块、可调恒流模块、综合处理模块等功能模块。综合运用上述检测模块，设计了传号、空号电压与信号边沿时间测试流程；传号、空号电流与信号边沿时间测试流程；主机带载能力与负载适应性测试。通过构建m-bus测试总线环境，发起主从m-bus设备通信过程，进行传号、空号电压电流检测，调节恒流负载的大小，模拟总线负载的强弱。综合检测了m-bus通信设备的电压、电流、总线带载能力、以及在不同负载下信号质量，实现了m-bus通信接口电气参数的综合性定量检测。

综上所述，本发明设计了一种m-bus通信接口电气性能综合检测方法，实现对m-bus通信设备的接口电气性能的全面检测，能够客观全面的对通信模块的性能进行定量评价，有利于m-bus通信方式的健康有序发展。