基于Si1000的無線M-Bus通信系統(tǒng)設計

　　有線M-Bus是專為家用儀表數據傳輸而設計的總線制系統(tǒng)，它是一個層次化的系統(tǒng)，由主設備、若干從設備和一對連接線組成。有線M-Bus的提出滿足了公用事業(yè)儀表組網和遠程抄表的需要，同時可以滿足遠程供電需求，在智能小區(qū)的自動抄表系統(tǒng)中有廣泛應用?？墒怯芯€M-Bus系統(tǒng)在網絡布線施工過程中往往需要破墻掘地，破壞周圍的環(huán)境。因此無線應用給它在競爭中帶來優(yōu)勢，易于安裝和維護，不會對周圍環(huán)境造成影響。無線M-Bus是專門用于水表、氣表、熱能表、電表和數據集中器之間的數據無線傳輸的一個通信標準，它正廣泛被歐洲市場所接受。

　　現在大多數儀表都是用電池進行供電的，因此對于低功耗的要求比較高。為了延長電池的使用壽命，本文選用低功耗芯片Si1000組建一個無線M-Bus通信系統(tǒng)，并對Si1000的低功耗性能問題及在軟硬件上的實現進行了分析。

　　1無線M-Bus

　　無線M-Bus標準規(guī)定了儀表和集中器之間的通信。圖1給出了一個簡單的無線M-Bus通信系統(tǒng)，其中集中器作為主節(jié)點，儀表作為從節(jié)點。

　　主節(jié)點和從節(jié)點之間的通信，定義了3種不同的通信模式：

　?、賁-mode靜止模式。S1-mode是從儀表到其他系統(tǒng)單元的單向通信；S1m-mode如同S1,但是數據采集裝置不能進入低功耗模式；S2-mode是儀表和其他系統(tǒng)單元之間的雙向通信。

　?、赥-mode頻繁傳送模式。T1-mode是從儀表到其他系統(tǒng)單元的單向通信；T2-mode是儀表和其他系統(tǒng)單元之間的雙向通信。

　?、跼-mode是頻繁接收模式。R2-mode是儀表和其他系統(tǒng)單元之間的雙向通信。

　　當儀表能夠和集中器直接進行通信時，其他系統(tǒng)單元就是圖1中的集中器?？墒窃趯嶋H應用中，從節(jié)點儀表有時不能直接與主節(jié)點集中器進行通信，那么就需要路由節(jié)點來轉接它們之間的數據，此時的系統(tǒng)單元就是高性能網關。

　　2無線M-Bus收發(fā)系統(tǒng)設計

　　2.1無線M-Bus收發(fā)系統(tǒng)原理

　　儀表抄讀無線收發(fā)系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。無線數據的收發(fā)由無線微控制器Si1000實現。主節(jié)點Si1000內部的發(fā)送模塊將數據進行編碼處理，以特定的格式經天線發(fā)送給接收模塊。從節(jié)點Si1000內部的接收模塊接收到有效數據后，Si1000內部的微處理器通過擴展接口讀取外部儀表的數據，并進行相應的調整、轉換處理后通過射頻發(fā)送給主節(jié)點。主節(jié)點通過GPRS與集抄中心進行通信。

　　由于采用的是無線微控制器，主/從節(jié)點發(fā)送/接收模塊不需要使用傳統(tǒng)的MCU+RF模塊的設計方式，只需要一片Si1000就可以完成射頻通信。