Metro-Bus

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M-Bus o Meter-Bus es un estándar europeo (EN 13757-2 capa física y de enlace, EN 13757-3 capa de aplicación) para la lectura remota de contadores de agua , gas o electricidad . M-Bus también se puede utilizar para otros tipos de contadores de consumo, como sistemas de calefacción o contadores de agua . La interfaz M-Bus está diseñada para la comunicación a través de dos cables, lo que la hace rentable. Una variante de radio de M-Bus Wireless M-Bus también se especifica en EN 13757–4.

El M-Bus fue desarrollado para cubrir la necesidad de un sistema de interconexión y lectura remota de medidores de servicios públicos, por ejemplo, para medir el consumo de gas o agua en el hogar. Este bus cumple con los requisitos especiales de los sistemas alimentados de forma remota o accionados por batería, incluidos los medidores de servicios públicos para consumidores. Cuando se interroga a los medidores, estos envían los datos que han recopilado a un maestro común, como un ordenador portátil, conectado a intervalos periódicos para leer todos los medidores de servicios públicos de un edificio. Un método alternativo para recopilar datos de forma centralizada es transmitir las lecturas de los medidores a través de un módem .

El M-Bus también es adecuado para otras aplicaciones, como sistemas de alarma, instalaciones de iluminación flexibles, control de calefacción, etc.

Como no existía ningún sistema de bus para las necesidades de lectura de contadores, Horst Ziegler de la Universidad de Paderborn desarrolló el M-Bus en colaboración con Texas Instruments Deutschland GmbH y Techem GmbH  [de] . El concepto se basó en el modelo de referencia ISO-OSI para crear un sistema abierto que pudiera utilizar prácticamente cualquier protocolo deseado.

Dado que el M-Bus no es una red y, por lo tanto, no necesita, entre otras cosas, una capa de transporte o de sesión, los niveles cuatro a seis del modelo OSI están vacíos. Por lo tanto, solo se proporcionan funciones a la capa física, la de enlace de datos, la de red y la de aplicación.

La conexión M-Bus se denomina conexión de consumidor M-Bus o HAN (Home Area Network). M-Bus utiliza un cable telefónico de dos hilos (JYStY 1x 2x 0,8 mm o similar, 73 ohm/km, 120 nF/km) con una longitud máxima de 350 metros cuando se utilizan velocidades de transferencia nominales de 300 y 9600 baudios. Se puede utilizar un cable que reduzca la velocidad hasta 1000 metros. No existe un conector estandarizado, pero los fabricantes de medidores utilizan conectores modulares RJ11 y RJ12. ^[1]

La comunicación principal utiliza señalización de voltaje, donde 1 (estado inactivo, marca) es el voltaje nominal del bus de 36 voltios, 0 (espacio) reduce el voltaje a 24 voltios. Como el voltaje del bus puede variar con la longitud y la carga, la señal se especifica como 1 para una caída de voltaje del bus menor a 5,5 V, 0 para una caída mayor a 8,2 voltios.

Los esclavos se comunican por consumo de corriente , donde 1 (estado inactivo, marca) es menor a 1,5 miliamperios, 0 (espacio) aumenta la corriente a 11-20 mA. La señal se especifica como un aumento de corriente de al menos 11 mA.

Los esclavos están conectados a través de un puente de diodos y pueden utilizar cualquier polaridad de los cables. Para proteger el bus contra cortocircuitos en los esclavos, se conecta una resistencia de 430 ohmios en serie en cada esclavo (o dos resistencias de 215 ohmios, una para cada cable).

Una unidad de carga M-bus es de 1,5 mA. La mayoría de los esclavos utilizan como máximo esta cantidad, algunos pueden necesitar dos unidades (3 mA). Los maestros pueden proporcionar una cantidad de unidades de carga según el tipo y, por lo general, indican visualmente la sobrecarga.

El protocolo de enlace de datos está descrito por IEC 870-5, o su versión actualizada, IEC 60870-5 .

Los datos se envían en forma serial, a una velocidad de entre 300 y 9600 bit/s (algunas variantes pueden operar hasta 19200 o 38400 bit/s), utilizando un bit de inicio, un bit de parada y paridad par (8e1). El bit menos significativo se envía primero. Al enviar paquetes ("telegramas"), no hay pausa entre el bit de parada y el bit de inicio posterior.

Las velocidades sugeridas son 300, 2400, 9600 y, con hardware más nuevo, 38400 bit/s, aunque la más común es 2400 bit/s. Los dispositivos con diferentes velocidades en baudios pueden coexistir en el mismo bus. Algunos dispositivos utilizan baudios automáticos ^{[ aclaración necesaria ]} .

Hay cuatro tipos de paquetes:

• carácter único - 0xE5 - reconocimiento
• trama corta, 5 bytes - 0x10, campo C, campo A, suma de comprobación, 0x16 - envío de comandos simples
• Marco de control, 9 bytes: 0x68, 0x03, 0x03, 0x68, campo C, campo A, campo CI, suma de comprobación, 0x16
  • El marco de control es un marco largo sin carga útil.

• trama larga, 9+ bytes - 0x68, longitud, longitud, 0x68, campo C, campo A, campo CI, [0..252 bytes de carga útil], suma de comprobación, 0x16

El campo C es el campo de control/función. La secuencia, a partir del bit 7, es:

• bit 7: 0
• bit 6: 1 para maestro a esclavo, 0 para respuesta de esclavo
• bit 5:
  • Del maestro: FCB, bit de conteo de cuadros: indica una solicitud para repetir el mensaje cuando no se recibió respuesta
  • desde esclavo: ACD, demanda de acceso - 1 cuando el esclavo desea transmitir datos de clase 1, datos prioritarios (los datos de clase 2 son datos ordinarios no prioritarios) - el maestro debe solicitar la transferencia de datos de clase 1
• bit 4:
  • Del maestro: FCV, recuento de cuadros válido: cuando es 0, el esclavo debe ignorar FCB
  • Desde el esclavo: DFC, control de flujo de datos: cuando es 1, el esclavo no puede aceptar más datos
• bit 3,2,1,0: F3,F2,F1,F0, código de función; por ejemplo, para trama corta, 0 es para inicialización del esclavo, xA es para lectura de datos de clase 1 (prioridad), xB es para lectura de clase 2 (normal). Para trama larga/de control, x3 es para enviar datos al esclavo, x8 es la respuesta de datos del esclavo.

El campo A es el campo de dirección. Es un número de 8 bits:

• 0x00 - dirección no establecida, asignada en el momento de la fabricación, algunos medidores se fijan en este
• 0x01..0xFA - direcciones esclavas
• 0xFB, 0xFC - reservado
• 0xFD - "transmisión" para direccionamiento secundario, direccionamiento realizado en la capa de red en lugar de en la capa de enlace de datos
• 0xFE - transmisión de prueba, todos los esclavos responden (se producirán colisiones, se usa para probar con un solo esclavo; el esclavo responde con su propia dirección en el campo A), también es posible usarlo cuando solo hay un esclavo en el bus
• 0xFF - transmisión, no hay respuesta de los esclavos

El campo CI es el campo de información de control. Se define en la capa de aplicación. ^[2]

El campo de longitud en el marco de control/largo se envía dos veces. Ambos bytes deben ser iguales. El valor mínimo es 0x03, ya que los campos C, A y CI son partes obligatorias de la carga útil.

Los esclavos responden únicamente a los paquetes correctamente formados que coinciden con su dirección. Cualquier falla se indica mediante la falta de respuesta. La ausencia de respuesta se define como la ausencia de respuesta durante períodos de 330 bits (35 ms para 9600 bit/s, 1,1 s para 300 bit/s) más 50 ms. ^[3]

Los valores numéricos normalmente se envían en formato BCD . ^[4]

• Lectura automática de contadores
• Tarifa de alimentación
• Medición neta
• OLE para control de procesos
• OpenHAN
• Medidor inteligente
• Submedidor de servicios públicos
• Central eléctrica virtual
• Vatímetro

• rSCADA libmbus Una biblioteca M-bus de código abierto escrita en C.
• jMBus Biblioteca maestra Java M-Bus en openmuc.org.
• Valley.Net.Protocols.MeterBus Una biblioteca M-Bus de código abierto escrita en C#.

• m-bus.com
• [1] el proyecto scada libre