摘要：最近幾年，由于智能電能表大量普及應(yīng)用，以總線方式組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表也勢(shì)在必行。但其有極性的差分平衡式接口信號(hào)卻容易在大型組網(wǎng)布線時(shí)因極性反接造成通信失能或接口損毀，而在目前組網(wǎng)的維修情況看來，約有二至三成通信失能的原因都是因其有極性接口引腳反接所致。所以使用無極性RS485接口來完成無極性組網(wǎng)通信的重要性及迫切性與日俱增。
圖 1 智能電能表
RS485通信接口具有低成本、架構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠度高及抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以485通信接口電路在智能電能表通信中占有重要位置，其各項(xiàng)技術(shù)性能，直接影響其通信是否暢通。以總線方式組網(wǎng)遇到的現(xiàn)實(shí)問題是，由于普通的485芯片的總線端A、B端是區(qū)分極性的，也就是說A、B端有高電平與低電平之分，就是通常所說的正端（+）與負(fù)端（-）。工程施工中，電能表與電能表之間的連接、電能表與采集終瑞之間的連接，必須正端與正端連接，負(fù)端與負(fù)端連接，才能實(shí)現(xiàn)正常的通信。但是，在組網(wǎng)施工過程中，常有將正、負(fù)端接反的現(xiàn)象發(fā)生，因而造成通信不暢。
根據(jù)近幾年組網(wǎng)中出現(xiàn)大量這類問題，給工程施工帶來了很大的維護(hù)檢修成本，國家電網(wǎng)公司在最新公布實(shí)施的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《Q/GDW354-2012智能電能表功能規(guī)范》第4.9.1條“RS485通信”一節(jié)中明確規(guī)定：
RS485接口必須和電能表內(nèi)部電路實(shí)行電氣隔離，并有失效保護(hù)電路。
RS485接口應(yīng)滿足DL/T 645-2007電氣要求，并能耐受交流電壓380V、2分鐘不損壞的試驗(yàn)。
RS485接口通信速率可設(shè)置，標(biāo)準(zhǔn)速率為1200bps、2400bps、4800bps、9600bps，缺省值為2400bps。
RS485接口通信遵循DL/T 645-2007協(xié)議及其備案文件。
電能表上電完成后3s內(nèi)可以使用RS485接口進(jìn)行通訊。
RS485接口應(yīng)能保證在485總線上正、反接線都能正常通訊。
以上規(guī)定中明確提出了“RS485接口必須和電能表內(nèi)部電路實(shí)行電氣隔離，并有失效保護(hù)電路”的要求，也就是說RS485芯片要使用單獨(dú)隔離電源供電，而且要與電能表內(nèi)部MCU等電路通過光耦或者隔離芯片做電氣隔離。
以上規(guī)定中還明確提出了“RS485接口應(yīng)能保證在485總線上正、反接線都能正常通訊”的要求，也就是說485總線不再有極性之分，即總線兩端無論怎樣連接，都能實(shí)現(xiàn)正常通信，也就是說實(shí)現(xiàn)了無極性連接。實(shí)現(xiàn)無極性連接可以有兩種方式：
第一種方式就是在普通有極性RS485芯片的總線前端加裝極性判斷電路。當(dāng)組網(wǎng)通信時(shí)，由極性判斷電路判斷總線的極性，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)正極性連接正極性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)正常通信。這種方法可靠性較差，也會(huì)增加一部分成本，實(shí)際應(yīng)用較少。
第二種方式是采用微電子技術(shù)制作無極性485通訊模塊，這種無極性485通訊模塊具有可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是替代普通RS485芯片的新型通信接口模塊。
基于最新公布的《Q/GDW354-2012智能電能表功能規(guī)范》要求，周立功致遠(yuǎn)電子推出了如圖 2所示的無極性RSM485N隔離收發(fā)器模塊，體積小，應(yīng)用設(shè)計(jì)方便。模塊集成電源隔離、電氣隔離、RS-485收發(fā)器及總線保護(hù)器件，通訊波特率最高可支持250kbps，最多可連接256個(gè)節(jié)點(diǎn)。
圖 2 無極性隔離收發(fā)器模塊應(yīng)用于智能電能表
使用無極性RSM485N隔離收發(fā)器模塊實(shí)現(xiàn)智能電能表通信網(wǎng)絡(luò)就可免除施工及維護(hù)的煩惱，RS485總線不用專業(yè)的施工人員也可任意的接線，大大地提高組網(wǎng)效率。它可適用于完全無極性的通信網(wǎng)絡(luò)，如圖 3所示，也可用于無極性和有極性混合RS485網(wǎng)絡(luò)。
圖 3 無極性RS-485通信網(wǎng)絡(luò)