有線M-Bus是專為家用儀表數據傳輸而設計的總線制系統，它是一個層次化的系統，由主設備、若干從設備和一對連接線組成。有線M-Bus的提出滿足了公用事業儀表組網和遠程抄表的需要，同時可以滿足遠程供電需求，在智能小區的自動抄表系統中有廣泛應用。可是有線M-Bus系統在網絡布線施工過程中往往需要破墻掘地，破壞周圍的環境。因此無線應用給它在競爭中帶來優勢，易于安裝和維護，不會對周圍環境造成影響。無線M-Bus是專門用于水表、氣表、熱能表、電表和數據集中器之間的數據無線傳輸的一個通信標準，它正廣泛被歐洲市場所接受。

　　現在大多數儀表都是用電池進行供電的，因此對于低功耗的要求比較高。為了延長電池的使用壽命，本文選用低功耗芯片Si1000組建一個無線M-Bus通信系統，并對Si1000的低功耗性能問題及在軟硬件上的實現進行了分析。

　　1無線M-Bus

　　無線M-Bus標準規定了儀表和集中器之間的通信。圖1給出了一個簡單的無線M-Bus通信系統，其中集中器作為主節點，儀表作為從節點。

　　主節點和從節點之間的通信，定義了3種不同的通信模式：

　　①S-mode靜止模式。S1-mode是從儀表到其他系統單元的單向通信；S1m-mode如同S1，但是數據采集裝置不能進入低功耗模式；S2-mode是儀表和其他系統單元之間的雙向通信。

　　②T-mode頻繁傳送模式。T1-mode是從儀表到其他系統單元的單向通信；T2-mode是儀表和其他系統單元之間的雙向通信。

　　③R-mode是頻繁接收模式。R2-mode是儀表和其他系統單元之間的雙向通信。

　　當儀表能夠和集中器直接進行通信時，其他系統單元就是圖1中的集中器。可是在實際應用中，從節點儀表有時不能直接與主節點集中器進行通信，那么就需要路由節點來轉接它們之間的數據，此時的系統單元就是高性能網關。

　　2無線M-Bus收發系統設計

　　2.1無線M-Bus收發系統原理

　　儀表抄讀無線收發系統原理框圖如圖2所示。無線數據的收發由無線微控制器Si1000實現。主節點Si1000內部的發送模塊將數據進行編碼處理，以特定的格式經天線發送給接收模塊。從節點Si1000內部的接收模塊接收到有效數據后，Si1000內部的微處理器通過擴展接口讀取外部儀表的數據，并進行相應的調整、轉換處理后通過射頻發送給主節點。主節點通過GPRS與集抄中心進行通信。

　　由于采用的是無線微控制器，主/從節點發送/接收模塊不需要使用傳統的MCU+RF模塊的設計方式，只需要一片Si1000就可以完成射頻通信。

　　2.2射頻部分

　　Si1000作為Si10xx系列的成員之一，在極精簡的5 mm×7 mm封裝中結合了8051內核、工作頻段為240～960 MHz高穿透力的EZRadioPRO RF收發器、64 KB的Flash和10位ADC.Si1000系列提供優越的RF性能，具有最高輸出功率、接收靈敏度以及最低功耗的喚醒轉換等特性。該無線微控制器在工作模式下有最低的電流消耗（160μ/MHz），在休眠模式下，以內部低頻振蕩器（LFO）作為頻率源的RTC工作時，消耗電流低至315nA.在深度休眠模式下，僅需25 nA工作電流，且不會丟失RAM數據。圖3給出了射頻部分硬件原理圖。

　　從節點中，儀表與芯片Si1000的UART串口引腳P0.4/TX和P0.5/RX相連。主節點芯片Si1000的UART串口引腳P0.4/TX和 P0.5/RX與集中器進行連接，集中器內部MCU串口通過RS232與GPRS模塊相連，借助移動網和Internet實現數據的遠程傳輸。圖中可編程負載電容是可集成的，L1～L6和C1～C5的值是由頻率帶寬、天線阻抗和供給電壓決定的。

　　無線收發模塊的通信是以數據包的形式發送的，無線發送程序負責寫入數據，參考無線M-Bus通信協議，為數據加上前導碼、同步字、數據載荷長度及CRC校驗字節，形成數據包將其發送出去。為保證接收到數據的正確性，無線接收程序負責接收數據包并檢驗CRC字節。