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摘要 本文介绍了基于M-BUS仪表总线的热量表远传抄表系统及系统的选用原则，论述了热量表远程抄表系统的组成、功能、特点。
关键词 M-BUS仪表总线；热量表；GPRS；集中器，远传系统；选用原则
中图分类号 TP274.2 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0160-02
随着全国供热企业供热计量节能改造的逐步实施，分户热计量技术得到广泛应用，大量的热量表安装在居民小区内，这对热力公司的收费管理与服务水平提出了更高的要求。随着热量表安装数量增加，早期采用的人工抄表方式工作量大、误抄漏抄等问题日益暴露。很多公司开发了一种快速便捷、准确、稳定的抄表方式，能够做到热表数据的实时读取，为热力公司大大节省了抄表员的开支，保证了热费核算的及时性和准确性。热表远传抄表系统的应用也为今后计量供热的推广提供了技术支持。
1 系统各组成
远传抄表系统主要由基表、信道、采集器或集中器、主站组成。本文介绍当下比较常用的远传抄表系统模式，即：户用热量表及M-BUS总线传输部分、集中器及M-BUS总线传输部分、主站。小区各楼中的热量表通过M-BUS总线连接到楼内的集中器，各楼中的集中器间也通过M-BUS总线连接在一起，再由通讯网络（如：GPRS无线网络等）将各个热量表数据发送到主站即管理中心计算机，从而实现网络化集群自动抄表，如图1所示。
2 热量表及其通讯
热量表以单片机和高精度传感器为基础，通过温度和流量两种传感器，分别测得热载体在进水口和出水口的温度和流量，再经过密度和热焓值的补偿及积分计算而得到热量值。用户通过按键可以显示热量表数据，包括供、回水温度；瞬时流量；总流量；剩余热量值等。带有M-BUS接口的热量表再将这些数据通过M-BUS上传至集中器，再由集中器经GPRS无线网络发送至主站监控中心的电脑.
3 集中器与主站监控中心的通讯
集中器是采集1个或多个热量表的数据信号，进行数据处理和传输的电子装置。
热网的特点是点多面广，距离较远，现场情况千差万别。远传抄表通讯方式有：电话线抄表、数传电台抄表、无线GPRS抄表和以太网（宽带抄表），它们各有所长。四种远程抄表方案的比较如表1所示 。
目前采用GPRS无线通信方式实现热量表无线抄表系统是比较普遍的。通用分组无线业务GPRS 是在现有 GSM 系统上发展出来的一种新的承载业务，能提供端到端的、广域的无线 IP 连接，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。现有的基站子系统（BSS）可以提供全面的GPRS覆盖。使用GPRS热量表远程抄表系统，可以自动读取和处理热量表的数据，可以实现抄表系统的自动化、远程化、网络化，可以充分弥补现有通信方式的不足。这样的无线抄表系统可以节省大量的人力，提高工作效率，降低出错率，而且可以存储大量的数据，方便查询和检索，综合而言，GPRS远程抄表方案的适用性比其他方案更强一些。
GPRS的接入设备选为DTU模块。每个模块在使用时需要安装SIM卡，和手机一样在移动网中具有唯一的ID。DTU提供RS232的数据接口，数据传送是完全透明的。
4 主站
供热公司监控中心主站的计算机通过GPRS网络与带有GPRS终端的小区楼宇抄表从站无线连接，省去了租用无线通信专用网络所带来的设备购置和专线敷设费用。主站计算机可以是独立的一台计算机，也可以是供热公司计算机网络中的一台。作为后者，供热公司局域网中的计算机可依照权限浏览共享各楼宇从站上传的热量表数据。
5 系统软件
远传抄表系统相应的运行管理软件，主要包括用户热量表软件、集中器软件和主站监控中心上位机软件3部分。其中用户热量表软件和集中器软件包括自检、初始化、测量、显示、数据采集、数据传输等模块。上位机软件用于实现数据通信和数据处理。主站监控中心具有固定IP地址的远程服务器内安装有数据采集软件，系统按照设定的时间间隔自动采集各从站的数据，数据保存至上位机的数据库中。监控中心软件接收各热量表通讯终端发来的数据，并对数据进行分析处理，保存各终端的动态IP地址，监视各终端的状态；维护热网数据库。通过监控中心软件可实现系统数据信息的录入、查询、报表生成、打印、故障报警以及系统综合维护等功能。
6 M-Bus仪表总线
6.1 简介、优点
M-Bus是Paderborn 大学的Dr. Horst Ziegler与TI公司的Deutschland GmbH 和 Techem GmbH共同提出的，专门用于公共事业仪表的总线结构，称Meter-Bus，简称M-Bus。
M-Bus仪表总线属于局域网（Local Area Network，简称LAN），是处于同一幢建筑、同一大学或方圆几公里远地域内的专用网络，被用于连接远程监控计算机和工作站、测量仪表等设备，以便资源共享和数据传输。M-Bus仪表总线具有LAN的三个基本特征：（1）范围，（2）传输技术，（3）拓扑结构。LAN具有星形（Star Topology）、环形 （Ring Topology）和总线形 （Bus Topology）拓扑结构。M-Bus一般采用总线形拓扑结构。
M-BUS 在技术上明显优于RS485、LONWORK等其它总线结构，主要特点如下：
1）两线制总线，通常采用双绞线，没有正负极性之分。施工布线简单；
2）采用独特的电平特征传输数字信号，抗干扰能力强；
3）总线供电，降低維护成本；
4）总线型拓扑结构，扩展方便，组网成本低；
5）主从式异步半双工传输，采用主叫/应答的通信方式，有专门设计的报文格式。 6.2 M-Bus总线的结构模型
国际标准化组织（ISO）于1978年提出了OSI（open System Interconnection，即开放系统互联）七层参考模型。M-Bus总线协议以ISO-OSI参考模型作为参考，但是只采用了OSI模型的物理层、数据链路层、网络层和应用层，如表2所示。
6.3 M-Bus总线结构原理见图2所示
M-Bus总线协议为主-从结构的半双工通讯方式，可以进行一主一从或一主多从的操作，从站均有各自的地址编码。采用0.5mm2双绞线，连接250个从站时，最远连接距离可达到380m。采用1.5mm2双绞线，连接64个从站时，最远连接距离可达到3600m。M-Bus总线结构由主站（Master station），以及挂接在双绞线上的一系列从站（Slave station）组成，从站之间彼此并联。
7 系统选用的主要原则
随着全国供热企业供热计量节能改造的逐步实施，目前市场上远传抄表系统的生产厂家也越来越多，良莠不齐，我们在选用和使用抄表系统时需遵循以下主要原则：
1）系统具有强大的兼容性。执行 JG/T 162-2009《住宅远传抄表系统》标准，兼容所有符合 CJ128-2007-2007《热量表》标准和 CJ/T 188-2004《户用计量仪表数据传输技术条件》标准的热量表。
2）系统具有良好的开放性。无论是热量表、集中器，还是主站监控中心的采集软件和数据交换软件，都必须遵循相关的国际标准或国内标准，能为其他系统提供数据接口，即可单独作为一个管理平台进行数据管理，也可作为一个子功能模块嵌入到整个公司的信息管理平台中。
3）产品的高稳定和高可靠性。无论是监控中心的主站上位机、通讯设备还是用户的集中器等设备，必须使用可靠和成熟的产品。
4）系统扩展性好。系统可以增量扩展，并能方便地修改或扩展系统以适应要求而无需中断其运行。
参考文献
[1]The M-BUS ： A DOCUMENTATION VERSION 4.8 NOVEMBER 11，1997
[2]热量表集中远传抄表系统的分类和应用；刘学斌；区域供热2010.4期
作者简介
李兰（1980—），女，湖南長沙，学士学位， 研究方向：工业自动化。
关键词 M-BUS仪表总线；热量表；GPRS；集中器，远传系统；选用原则
中图分类号 TP274.2 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0160-02
随着全国供热企业供热计量节能改造的逐步实施，分户热计量技术得到广泛应用，大量的热量表安装在居民小区内，这对热力公司的收费管理与服务水平提出了更高的要求。随着热量表安装数量增加，早期采用的人工抄表方式工作量大、误抄漏抄等问题日益暴露。很多公司开发了一种快速便捷、准确、稳定的抄表方式，能够做到热表数据的实时读取，为热力公司大大节省了抄表员的开支，保证了热费核算的及时性和准确性。热表远传抄表系统的应用也为今后计量供热的推广提供了技术支持。
1 系统各组成
远传抄表系统主要由基表、信道、采集器或集中器、主站组成。本文介绍当下比较常用的远传抄表系统模式，即：户用热量表及M-BUS总线传输部分、集中器及M-BUS总线传输部分、主站。小区各楼中的热量表通过M-BUS总线连接到楼内的集中器，各楼中的集中器间也通过M-BUS总线连接在一起，再由通讯网络（如：GPRS无线网络等）将各个热量表数据发送到主站即管理中心计算机，从而实现网络化集群自动抄表，如图1所示。
2 热量表及其通讯
热量表以单片机和高精度传感器为基础，通过温度和流量两种传感器，分别测得热载体在进水口和出水口的温度和流量，再经过密度和热焓值的补偿及积分计算而得到热量值。用户通过按键可以显示热量表数据，包括供、回水温度；瞬时流量；总流量；剩余热量值等。带有M-BUS接口的热量表再将这些数据通过M-BUS上传至集中器，再由集中器经GPRS无线网络发送至主站监控中心的电脑.
3 集中器与主站监控中心的通讯
集中器是采集1个或多个热量表的数据信号，进行数据处理和传输的电子装置。
热网的特点是点多面广，距离较远，现场情况千差万别。远传抄表通讯方式有：电话线抄表、数传电台抄表、无线GPRS抄表和以太网（宽带抄表），它们各有所长。四种远程抄表方案的比较如表1所示 。
目前采用GPRS无线通信方式实现热量表无线抄表系统是比较普遍的。通用分组无线业务GPRS 是在现有 GSM 系统上发展出来的一种新的承载业务，能提供端到端的、广域的无线 IP 连接，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。现有的基站子系统（BSS）可以提供全面的GPRS覆盖。使用GPRS热量表远程抄表系统，可以自动读取和处理热量表的数据，可以实现抄表系统的自动化、远程化、网络化，可以充分弥补现有通信方式的不足。这样的无线抄表系统可以节省大量的人力，提高工作效率，降低出错率，而且可以存储大量的数据，方便查询和检索，综合而言，GPRS远程抄表方案的适用性比其他方案更强一些。
GPRS的接入设备选为DTU模块。每个模块在使用时需要安装SIM卡，和手机一样在移动网中具有唯一的ID。DTU提供RS232的数据接口，数据传送是完全透明的。
4 主站
供热公司监控中心主站的计算机通过GPRS网络与带有GPRS终端的小区楼宇抄表从站无线连接，省去了租用无线通信专用网络所带来的设备购置和专线敷设费用。主站计算机可以是独立的一台计算机，也可以是供热公司计算机网络中的一台。作为后者，供热公司局域网中的计算机可依照权限浏览共享各楼宇从站上传的热量表数据。
5 系统软件
远传抄表系统相应的运行管理软件，主要包括用户热量表软件、集中器软件和主站监控中心上位机软件3部分。其中用户热量表软件和集中器软件包括自检、初始化、测量、显示、数据采集、数据传输等模块。上位机软件用于实现数据通信和数据处理。主站监控中心具有固定IP地址的远程服务器内安装有数据采集软件，系统按照设定的时间间隔自动采集各从站的数据，数据保存至上位机的数据库中。监控中心软件接收各热量表通讯终端发来的数据，并对数据进行分析处理，保存各终端的动态IP地址，监视各终端的状态；维护热网数据库。通过监控中心软件可实现系统数据信息的录入、查询、报表生成、打印、故障报警以及系统综合维护等功能。
6 M-Bus仪表总线
6.1 简介、优点
M-Bus是Paderborn 大学的Dr. Horst Ziegler与TI公司的Deutschland GmbH 和 Techem GmbH共同提出的，专门用于公共事业仪表的总线结构，称Meter-Bus，简称M-Bus。
M-Bus仪表总线属于局域网（Local Area Network，简称LAN），是处于同一幢建筑、同一大学或方圆几公里远地域内的专用网络，被用于连接远程监控计算机和工作站、测量仪表等设备，以便资源共享和数据传输。M-Bus仪表总线具有LAN的三个基本特征：（1）范围，（2）传输技术，（3）拓扑结构。LAN具有星形（Star Topology）、环形 （Ring Topology）和总线形 （Bus Topology）拓扑结构。M-Bus一般采用总线形拓扑结构。
M-BUS 在技术上明显优于RS485、LONWORK等其它总线结构，主要特点如下：
1）两线制总线，通常采用双绞线，没有正负极性之分。施工布线简单；
2）采用独特的电平特征传输数字信号，抗干扰能力强；
3）总线供电，降低維护成本；
4）总线型拓扑结构，扩展方便，组网成本低；
5）主从式异步半双工传输，采用主叫/应答的通信方式，有专门设计的报文格式。 6.2 M-Bus总线的结构模型
国际标准化组织（ISO）于1978年提出了OSI（open System Interconnection，即开放系统互联）七层参考模型。M-Bus总线协议以ISO-OSI参考模型作为参考，但是只采用了OSI模型的物理层、数据链路层、网络层和应用层，如表2所示。
6.3 M-Bus总线结构原理见图2所示
M-Bus总线协议为主-从结构的半双工通讯方式，可以进行一主一从或一主多从的操作，从站均有各自的地址编码。采用0.5mm2双绞线，连接250个从站时，最远连接距离可达到380m。采用1.5mm2双绞线，连接64个从站时，最远连接距离可达到3600m。M-Bus总线结构由主站（Master station），以及挂接在双绞线上的一系列从站（Slave station）组成，从站之间彼此并联。
7 系统选用的主要原则
随着全国供热企业供热计量节能改造的逐步实施，目前市场上远传抄表系统的生产厂家也越来越多，良莠不齐，我们在选用和使用抄表系统时需遵循以下主要原则：
1）系统具有强大的兼容性。执行 JG/T 162-2009《住宅远传抄表系统》标准，兼容所有符合 CJ128-2007-2007《热量表》标准和 CJ/T 188-2004《户用计量仪表数据传输技术条件》标准的热量表。
2）系统具有良好的开放性。无论是热量表、集中器，还是主站监控中心的采集软件和数据交换软件，都必须遵循相关的国际标准或国内标准，能为其他系统提供数据接口，即可单独作为一个管理平台进行数据管理，也可作为一个子功能模块嵌入到整个公司的信息管理平台中。
3）产品的高稳定和高可靠性。无论是监控中心的主站上位机、通讯设备还是用户的集中器等设备，必须使用可靠和成熟的产品。
4）系统扩展性好。系统可以增量扩展，并能方便地修改或扩展系统以适应要求而无需中断其运行。
参考文献
[1]The M-BUS ： A DOCUMENTATION VERSION 4.8 NOVEMBER 11，1997
[2]热量表集中远传抄表系统的分类和应用；刘学斌；区域供热2010.4期
作者简介
李兰（1980—），女，湖南長沙，学士学位， 研究方向：工业自动化。