Minden, amit az M-Bus kommunikációs protokollról tudni érdemes
Frissítve: 2021. aug. 6.
1. Az M-Bus története:
Az M-bus (Meter Bus) szabvány fejlesztése 1990-ben kezdődött Dr Horst Ziegler, a paderborni egyetem (Németország), a „Techem Gmbh” mérő adatkezelő társaság és a „Texas Instrument Gmbh” chipgyártó együttműködésének eredményeként. A cél egy olcsó kommunikációs szabvány létrehozása volt az akkumulátorral működő mérőeszközök olvasására.
A legfontosabb követelmény volt, hogy több száz eszköz összekapcsolható legyen, ugyanis a mérőeszközök általában az épületeken belül szétszórtan találhatóak. Először az M-Bus-t az EN1434 hőmérő szabvány részeként definiálták, de végül az EN13757 (Kommunikációs rendszerek a mérőkhöz és a mérők távoli leolvasásához) független szabvánnyá nőtte ki magát. Tehát immár több mint harminc év fejlesztés áll a háta mögött.
2. M-Bus paraméterek:
Az M-Bus működésének és paramétereinek megértéséhez tisztáznunk kell, hogy az M-Bus modell több rétegben hogyan működik. Az M-buszt az OSI (Open System Interconnection) modell alapján tervezték, amely hét kommunikációs réteget határoz meg, viszont az M-Bus követelményeinek ebből csak négyre van szükség: fizikai, adatkapcsolati, hálózati és alkalmazási rétegekre. Ezenkívül még egy további réteg (Management Layer) került hozzá, például a cím és az átviteli sebesség megváltoztatásához. Lássuk is részletesebben ezeket.
Fizikai réteg: Az M-Bus kommunikáció a Master-Slave hierarchián alapszik. Az eszközök kétvezetékes kábelen keresztül cserélnek adatokat, ahol a Master több Slave-től (különböző mérőktől) gyűjt információkat – ezek a Slave eszközök párhuzamosan csatlakoznak a hálózathoz. A költségek minimalizálása érdekében az M-Bus hálózat egyszerre lehetővé teszi mind az adatátvitelt, mind az energiamérők hálózati megtáplálását.
A Master a feszültség értékének megváltoztatásával kommunikál a Slave eszközökkel. A kimeneten a + 36 V megfelel az „1” logikai értéknek, a + 24 V pedig a „0” logikai értéknek felel meg. Másrészt a Slave-ek úgy kommunikálnak, hogy áramfogyasztásukat stabil 1,5 mA-ről (logikai „1”), 11–20 mA-re (logikai „0”) állítják be. Tehát most már tudjuk, hogyan továbbítják az információkat „fizikailag” az M-Bus hálózatokon.
Az M-Bus Network számára ajánlott kábel a JYStY N * 2 * 0,8 mm, a maximális kábelhossz normál konfigurációban legfeljebb 1000 m, az eszközök maximális száma pedig 250 db.
A következő lépés az adatkapcsolati réteg. Ez meghatározza, hogy az információ bitjei hogyan kapcsolódnak össze a végső üzenetekben, és hogyan észlelhetőek a kommunikációs hibák.
Alapvetően az üzenet a következő módon épül fel: ’Start bit’ -> „Adatbitek’ -> „Paritásellenőrzés” -> „Stopbit’. Az adatbiteket az LSB-től kezdve küldjük (Least Significant Bit), így a legkisebb értékű bit az első az üzenetben. A kommunikáció fél duplex aszinkron soros átvitelben történik, 300 és 9000 bps közötti sebességgel.
Hálózati réteg: Ez a réteg felelős a csomagok továbbításáért az M-Bus hálózaton azáltal, hogy kezeli a hálózaton lévő eszközök címeit. Az M-Bus eszköznek lehet elsődleges (0 és 250 közötti) vagy másodlagos címe (8 számjegy, 000000000-99999999 között). Fontos azonban észben tartani, hogy az M-Bus hálózat minden eszközének egyedi címmel kell rendelkeznie.
Mivel az M-Bus protokollt kifejezetten a mérőeszközökhöz hozták létre, az Alkalmazásréteg meghatározza az adatok struktúráját, és segíti a végfelhasználót annak megértésében.
3. M-Bus topológia:
Az M-Bus hálózat topológiája három különböző módon valósítható meg, melyeknek vannak előnyeik és hátrányaik egyaránt.
Csillag topológia: Megbízható hálózati felépítés, mert a Master minden Slave-hez külön vezetékkel kapcsolódik. Hátránya, hogy az ilyen típusú hálózatok általában több kábelezést igényelnek.
Gyűrű topológia: Ezt a topológiát úgy valósítják meg, hogy minden egyes egység kapcsolódik egy másikhoz. Hátránya, hogy ha egy egység meghibásodik akkor a teljes hálózat elérhetetlenné válik.
Busz topológia: A leggyakrabban használt topológia típus az M-Bus kommunikációs hálózatok esetében. Kevesebb kábelezést igényel, és ha a hálózat bármelyik eleme meghibásodik, az nem befolyásolja a hálózat többi elemének működését.
4. Példák az M-Bus protokollal rendelkező eszközökre:
Három típusú készülék látható az M-Bus hálózaton:
M-Bus Master: Ezeket az eszközöket úgy tervezték, hogy az M-Bus hálózat fő kommunikációs egységei legyenek, és összegyűjtsék az adatokat az M-Bus mérőkről. Néha gateway-ként is használják őket, és a mérők adatait a BMS rendszerekben használt más kommunikációs protokollokká alakítják át.
Ilyen eszközök például az iSMA-B-AAC20-M, az iSMA-B-MAC36NL-M és az iSMA-B-MG-IP.
M-Bus Repeater: Az M-Bus hálózat galvanikus leválasztására és / vagy kiterjesztésére szolgálnak. Ezeket az eszközöket általában olyan helyeken használják, ahol a hálózat hossza meglehetősen nagy, vagy számottevő interferencia lép fel. Időnként a jelismétlők segíthetnek kompenzálni az előnytelen hálózati telepítési megoldásokat.
M-Bus Fogyasztásmérő: Ezek lehetnek víz-, gáz- vagy elektromos fogyasztásmérők is. Gyakran az M-Bus hálózatról tölthető akkumulátorokkal van felszerelve, amely biztosítja, hogy áramkimaradáskor is zavartalanul működjön a mérés.
(Forrás: GC5)
Az M-Bus kommunikáció képes modulok és vezérlők a mi termékkínálatunkban is megtalálhatóak. Rendeléssel vagy bármilyen kérdéssel kapcsolatban keressenek minket bizalommal!
Következő cikkünkben pedig a finn Produal termékpalettájáról fogunk bemutatni egy kifejezetten kondenzáció, és víztörés érzékelésére kifejlesztett termékcsoportot, és egy érintőképernyős fali vezérlő termékcsaládot, amely nem csak értékek megjelenítésére szolgál, hanem megfelelő konfiguráció esetén, akár egy kisebb helyiség vezérlése is kiváltható vele.
Technikai cikkünkben pedig részletesebben foglalkozunk az M-Bus-os mérőórák integrációjával Niagara rendszerbe.
Vegye fel velünk a kapcsolatot, és legyen szerződött partnerünk, hogy még több értékes információval gazdagodjon. Partnereink számára további technikai hírleveleket, programozási segédleteket és kész sablonokat biztosítunk az általunk értékesített legtöbb eszközhöz.
További, az Önök számára hasznos eszközöket talál az alábbi linkek egyikére kattintva: