Přeskočit na hlavní obsah

M-Bus senzory

Tato stránka shrnuje rozhraní M-Bus a koncepty konfigurace používané se zařízením CHESTER.

Přehled komunikace M-Bus (Meter-Bus)​

Architektura M-Bus

Obrázek: Příklad topologie M-Bus s masterem a několika slave měřiči připojenými přes dvouvodičovou sběrnici.

Co je M-Bus?​

M-Bus (Meter-Bus) je evropská norma (EN 13757) pro vzdálené odečty měřičů spotřeby a senzorů, jako jsou měřiče tepla, vodoměry, plynoměry a elektroměry. Byla navržena tak, aby umožnila komunikaci po dvouvodičové sběrnici s více slave zařízeními (měřiči) připojenými k jednomu masteru (typicky brána nebo datový koncentrátor).

M-Bus se běžně používá v systémech automatizace budov a inteligentního měření, kde poskytuje spolehlivý a nákladově efektivní způsob sběru dat z distribuované sítě měřicích zařízení.

Hardwarové požadavky​

Topologie sběrnice​

  • Dvouvodičová sběrnice (bez polarity)
  • Podporuje velké délky kabelů (až 350 metrů v závislosti na přenosové rychlosti a typu kabelu)

Napětí a napájení​

  • Nominální napětí sběrnice: 24 V DC
  • Typický proudový odběr jednoho slave zařízení: ~1,5 mA
  • Master musí zajistit dostatečné napájení pro všechna připojená zařízení
  • Některé M-Bus mastery zvládnou až 250 slave zařízení v závislosti na energetickém rozpočtu a kapacitě budiče

Komponenty​

  • M-Bus master: Iniciuje komunikaci a napájí sběrnici
  • M-Bus slave zařízení: Koncová zařízení jako měřiče a senzory
  • Převodník úrovní / transceiver: Volitelné rozhraní mezi UART a fyzickou vrstvou M-Bus (používá se v některých embedded systémech)

Formát dat​

Komunikace M-Bus je definována ve vrstvách:

  • Fyzická vrstva: Definuje modulaci signálu, napěťové úrovně a kabeláž
  • Linková vrstva: Definuje adresování, formáty rámců a detekci chyb
  • Aplikační vrstva (EN 13757-3): Definuje strukturu a kódování dat

Struktura zprávy​

Zprávy M-Bus se skládají z:

  • Start byte
  • Řídicí pole
  • Adresní pole
  • Pole řídicích informací
  • Uživatelská data (telegramy)
  • Kontrolní součet
  • Stop byte

Kódování dat​

Hodnoty dat se přenášejí v binárním formátu pomocí deskriptorů VIF (Value Information Field) a DIF (Data Information Field). Ty určují typ, jednotku a rozsah měření.

Příklad:

  • DIF = Energie
  • VIF = kilowatthodiny (kWh)
  • Hodnota = 00071F (hex) → 182,3 kWh

Příklad výstupu (parsované JSON)​

{
  "device_id": "MBUS-12345678",
  "timestamp": "2025-04-29T08:00:00Z",
  "energy_kwh": 182.3,
  "volume_m3": 12.01,
  "temperature_c": 55.2,
  "signal_strength_dbm": -72
}

Použití​

M-Bus se používá především v:

  • Inteligentním měření pro utility (plyn, voda, teplo, elektřina)
  • Automatizaci budov pro HVAC, osvětlení a monitoring energetické účinnosti
  • Průmyslovém monitoringu senzorů a aktuátorů s nízkou spotřebou
  • Systémech sběru dat ve správě budov a infrastruktury

Výhody M-Bus​

  • Nízká spotřeba a nízké náklady
  • Velké délky kabelů s vysokou odolností proti rušení
  • Podpora velkého počtu zařízení na jedné sběrnici
  • Standardizované a široce rozšířené

Omezení​

  • Nízké přenosové rychlosti (typicky 300 až 9600 bps)
  • Bez nativního šifrování nebo autentizace
  • Vyžaduje fyzickou kabeláž