M-BUS协议基础知识

MBus的通信完全由主站控制，主从站之间按以下两种非平衡式传输规则交换报文帧：

1.Send/Confirm：

SND-NKE<>E5H，主站发送SND-NKE，被呼叫从站以E5H单字节帧确认，用于通信开始或者通信中断后的初始化。

SND-UD<>E5H，主站发送SND-UD，被呼叫从站以E5H单字节帧确认，用于主站向从站传输数据或者控制信息，如设定波特率等。

2.Request/Respond：

REQ_UD2<> RSP_UD，主站发送REQ_UD2，被呼叫从站以RSP_UD回复，用于主站采集从站的测量数据，如热量、流量等，这些数据位于RSP_UD的用户数据区。

1.2.3MBus应用层

MBus应用层定义了测量记录的数据类型和数据结构。从站利用这些数据类型和结构将测量记录进行编码处理，并封装在长帧的用户数据区内发送；主站则根据这些数据类型和结构的定义，对长帧的用户数据区进行相应的解码，从而获取从站的测量数据。因此用户数据区的数据类型和数据结构的定义对于MBus的应用具有重要的意义，MBus在这方面针对消耗量计量仪表的测量数据进行了专门的设计。

MBus定义了多种数据类型，包括无符号BCD整型、二进制整型、无符号二进制整型、布尔型、32bit复合型（表示测量类型、物理单位等）、32bit日期时间型、16bit日期型、浮点型。在这些数据类型的基础上，MBus定义了两种数据结构：固定数据结构和可变数据结构。长帧的用户数据区实际上就是一个用固定数据结构或可变数据结构表示的数据块。

1.固定数据结构（Fixed Data Structure）：

分为6个字段，按顺序分别是：从站标识号码/访问次数/从站状态/测量量类型和单位/计数器1数据/计数器2数据。这种数据结构只能传输两个计数器的数据，且对测量记录只能进行固定长度的编码，因此适用于从站只有一两个测量量的场合。

2.可变数据结构（Variable Data Structure）：

可变数据结构分为4个部分，按顺序分别是：固定数据头/数据记录块（DRB）/厂商数据头/厂商自定义数据块。固定数据头同固定数据结构的前3个字段的意义基本类似；数据记录块由若干子数据块组成，子数据块数目以及每个子数据块的类型、长度、意义都是可变的，每个子数据块保存一个测量数据；厂商数据头是一个标识符（0FH或者1FH），表明自此以后是厂商自定义数据块；厂商自定义数据块使得在主从站间可以按照自定义的规则交换数据，不受标准的约束，进一步增加了使用的灵活性。可变数据结构能充分满足远程读数的需要，适用于从站有多种测量量的场合。

对于热力站监控系统来说，可变数据结构中的数据记录块保存的各个子数据块是最重要的，因为它们保存了热量表的测量数据。每个字数据块由三部分组成，按顺序分别是：数据信息块（DIB）/量值信息块（VIB）/数据编码块（DCB）。数据信息块由一个或多个字节表示，说明测量数据的编码类型（二进制还是BCD以及数据编码块的位数）、数据类别（瞬时值还是平均值等）；量值信息块也是由一个或多个字节表示，说明测量值的量纲和量级；数据编码块保存该测量数值的编码。

应用层除了定义测量记录类型和数据结构外还有其它用途。实际上最新的MBus标准中通过规定许多新的CI字段控制字节，并结合用户数据区存储的信息，为用户提供了许多新的功能。随着MBus协议的不断发展，应用层功能将不断扩展和完善，包括寻址、设定参数、报警以及更为灵活的抄表方式等。

1.2.4MBus从站接口芯片TSS721A

热力站监控系统中，MBus从站（Slave）是各公司生产的热量表，其核心部分是一块高度集成的控制芯片，它可以完成流量、温度等物理量的测量，并可以进行热量值的积分计算。热量表为了便于远程抄读，一般都提供了MBus接口，热量表的核心控制芯片也提供了对MBus协议的支持。热量表MBus接口电路广泛使用了TSS721A收发芯片。

TSS721A接口芯片是MBus协议组织与TI公司合作开发的MBus协议从站专用接口芯片，遵循EN1434-3标准。借助TI公司的强大技术力量，TSS721A接口芯片实现了MBus协议对物理层的各项规定要求，有力地推动了MBus协议的推广。根据MBus总线物理层的相关定义，TSS721A从站接口芯片具备检测总线电压（接收数据）和调制总线电流（发送数据）的功能，关于TSS721A的通信电路原理可以参阅有关文献。TSS721A除了MBus通信功能外，还对MBus总线远程供电和电池供电提供了很好的支持。