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M-Bus总线概述

M-Bus（Meter Bus）是仪表总线。开发M-Bus总线的目的是为了满足网络系统和远程抄表的需要。 M-Bus是帕德博恩大学博士的产品。 Horst Ziegler 与TI 的Deutschland GmbH 和Techem GmbH 联合提出了一种专门用于公用事业仪器的总线结构。全称是Meter-Bus，简称M-Bus。

在OSI七层网络模型中，M-Bus仅定义了物理层、链路层、网络层和应用层的功能。由于ISO-OSI参考模型不允许改变上层如波特率、地址等参数，因此M-Bus在七层模型之外定义了一个管理层，可以管理不遵守OSI的任何层模型。

M-Bus具有布线简单、拓扑独立、抗干扰能力强等特点。其在非电仪表中的适用性明显优于RS485、Lonwork等传输方式。它已广泛应用于建筑和工业能耗数据采集。

M-Bus系统采用半双工异步通信，传输速率为300~9600bps，传输距离远。总线连接方式采用总线拓扑结构，可连接数百个从设备，距离达数公里。 M-Bus是一个分层系统，由一个主设备、多个从设备和一对连接电缆组成。所有从设备并行连接到总线，主设备控制总线上的所有串行通信过程。典型的M-Bus总线框架如下图所示，其中Master代表M-Bus总线控制器，Slave代表挂在总线上的仪表设备，为主从响应模式。

M-Bus总线特点

（1）两线总线，无正负极，施工简单；

（2）利用独特的电平特性传输数字信号，抗干扰能力强，传输距离远；

(3)可选配总线电源，降低维护成本；

(4)总线拓扑结构，易于扩展，组网成本低；

(5)任一从站故障不影响整个总线的功能；

(6)专门设计的报文格式，满足能耗表联网和远程抄表的需要。

M-Bus总线工作原理

M-Bus 两线电缆通常使用标准双绞线，无正负极性。布线没有拓扑要求，并且总线是自供电的。具有抗干扰能力强、中继级多、终端级多等优点。它是目前自动抄表系统中使用的最好的总线标准之一。

M-Bus物理层码流传输具有独特的电平特性。主设备到从设备的码流传输是通过电平偏移实现的，从设备到主设备的码流传输是通过调制从设备消耗的电流来实现的。将逻辑“1”定义为MARK，将逻辑“0”定义为SPACE。

当M-Bus主设备向从设备发送逻辑“1”（MARK）时，总线电压为Vmark（42V）。当发送逻辑“0”（SPACE）时，电压下降10V以上至Vspace（12V）；当从站向主站发送逻辑“1”时，从站所消耗的电流为Imark（1.5mA）。当发送逻辑“0”时，从站M-Bus接口将在Imark上加一个11-20mA的脉冲电流。形成Ispace。

主设备通过检测总线上是否出现11-20mA脉冲电流来判断接收到“0”还是“1”；当从设备接收数据时，由于总线的绝对电压会随着距离和总线电流的变化而变化，因此从设备检测总线电压和总线电流之间的差值。动态参考电压相差是否超过10V决定接收“0”还是“1”。因此，任何时候M-Bus的数据传输都是单向传输，从主设备到从设备或者从从设备到主设备。该通信方式不仅实现了对从设备的远程供电，而且抗干扰能力强。抵抗外界干扰的能力。

M-Bus协议规定总线空闲状态用逻辑“1”表示，即总线电压维持在Vmark，每个从站汲取电流Imark1.5mA，即总线上的总电流两线总线等于Imark*从站总数。这样，无论总线处于空闲状态还是数据传输状态，总线电压都不低于Vspace，并且每个从站获得的电流不低于Imark。该电流可作为从站的电源。 M-Bus正常工作状态下，总线可以持续传输信号并提供电源，使终端仪表使用的电池成为备用电源，减少了仪表的定期维护、更换电池等工作，仪器的安装位置也可以更加任意。

M-Bus广泛应用于各类控制器、集中器等设备中，方便控制系统采集相关仪表的实时数据，然后通过各种通讯方式将数据传输到服务器进行分析处理，从而远程控制可实现实时数据采集、检查和监控功能。 M-Bus总线广泛应用于三表集中抄读、智能家居控制网络、火灾报警及联动网络、小区智能控制网络、中央空调控制系统等领域。