消防人速存！XM2BUS 两总线选型一文搞懂

一、二总线概述

    低压直流现场总线通讯大部分采用RS485、CAN等，需要4根线实现供电+通讯，且由极性区分，现场施工需要严格按照指定菊花链方式接线，使得施工成本大大增加。二总线实现了电源线与通讯信号线的合并，并实现了无极性通讯，大大简化了施工布线过程。二总线只是一个统称，市场上常见的如XM2BUS、M-BUS、KNX等，不同的产品应用，其选型也不同。

二、二总线原理分类

   低压直流二总线可分为两大类：调制型、载波型；

   调制型：一般采用主从通讯方式，通过主站来调制和解调信号，下行采用电压满幅调制，上行采用电流环路调制；其特点是抗干扰能力强、传输距离远、总线布线任意拓扑。

   载波型：采用OOK等载波通讯方式，使用方法类似485通讯，无需单独主机的存在，从芯片之间即可实现通讯；其特点是能够完整替代485系统，对高速率通讯也有较成熟方案，无需额外主站，对于点对点、少量节点的场合，有较高性价比；

三、讲解范围

   二总线目前分为专用二总线和通用二总线，专用二总线如M-BUS、KNX他们属于特定行业，其总线电流较小，主要应用与特定行业；本文将以XM2BUS通用二总线来介绍通用产品的二总线设计选型，并提供芯片具体选型方案如XF2485、XM620、XM332、XMS200及应用注意事项。

四、XM2BUS调制型二总线选型及原理介绍

   调制型二总线需要有主机芯片的参与，为了方便理解，使用XM620模组及外围电路示意图来讲解；其下行通讯电压调节即通过控制Q1的通断形成调制方波，上行通讯监控从机通过从VOUT取的电流实现数据上传。XM620总线支持2400bps/9600bps两种波特率，分别对应总线3A/20A电流的驱动能力，总线电压范围为DC24~48V。

   1、XM2BUS主从通讯选型：主机芯片选型XM620、从机芯片选型XM332，其中XM332支持CSMA总线忙检测，配合CSMA算法可实现主动上报。

   若系统为主从通讯方式，或者有主动上报需求，此选型主要针对通讯距离较远比如大于500米，或者系统节点数较多，比如节点数量大于100个的场合。如：传停车场感器采集、货架系统、灌溉系统等。

   XM332通过R1和R5分压，解码主机下发的电压调制波形，实现接收功能；通过控制Q1通断，使得R6从主站拉取电流，实现数据上报。

   2、XM2BUS从从通讯选型：主机芯片选型XM620、从机芯片选型XMS200，利用XM620的转发功能实现XMS200与XMS200通讯。

   若系统需要实现从从通讯，又对调制型二总线布线优势有需求，则可采用这种XM620+XMS200组合方案，应用场合如：智能照明，直接通过开关信号控制驱动控制器，而无需经过主机系统。

   需要注意的是XMS200波特率只支持9600bps，由于XM620充当了主站转发功能，实际总线带宽约4000bps左右。

五、XM2BUS载波型二总线

   1、XM2BUS常规低速载波通讯选型：XF2485A芯片，一般应用在9600bps及以下通讯速率的场合，其具有内置开关键控(OOK)调制和解调功能的RS-485收发器功率IC。

   其总线结构和使用方法和传统485几乎保持一直，但又具备了二总线无极性通讯的能力，大大简化了布线施工难度，其特点是支持电压范围广如DC10~90V，电流12A；通过调整外围电路耐压，总线电压可以进一步提高。

   XF2485载波型二总线，其原理和传统485类似，因此布线及使用规范也和485类似，但无需终端电阻，若实际施工并未按标准菊花链方式接线，一般也不会有太大问题。

   XF2485载波型二总线由于无需主站，所以在少量节点，特别是1对1通讯的系统，有非常高的性价比。下图为一对一通讯的原理图，其发送载波信号通过AO、BO引脚，通过C1、C5将载波信号推送到总线上；其接收信号通过C6、C10将载波信号从总线接收给AI、BI解码。

   2、XM2BUS高速载波通讯选型：HS2485模组，应用于特殊高速二总线通信应用主要在负载小、节点少、距离短的应用场合。

   由于通信和电源合并成2线，意味着电源、负载都会对通信产生不同的干扰，需要提供总线供电电压、节点数量、不同节点的耗电电流、通信距离、负载类型（如屏幕、继电器、电机、等等）来定制专项模块，可实现波特率<1M bps的高速串口透传功能。

六、超远距离二总线

   传统总线通信距离一般最远不超过3km，对于超远距通信应用场合，如要要求达到3km以上甚至超过1万米，则可根据项目实际需求来专项定制；超远距离二总线往往会采用载波+调制两种混合形式来设计。