一种RS485总线自组网全双工通信系统及其地址自动编址方法技术方案

本发明专利技术提供的一种RS485总线自组网全双工通信系统及其地址自动编址方法；其系统包括若干终端，终端设置有两个接口，若干终端之间的接口依次串联为一个闭环，若干终端中设置有一个主机终端其余均为从机终端。本发明专利技术主机和从机串联为环状组网结构，对系统进行硬件冗余设计，提高系统的可靠性；采用流水线编址方式，提高系统编址效率；新终端自动入网判别，故障、移除设备自动出网，简化系统架设与使用复杂度；终端RS485接口Bypass功能，降低单机故障对整个系统网络的影响，保证系统网络运行可靠，降低维修难度。

【技术实现步骤摘要】
一种RS485总线自组网全双工通信系统及其地址自动编址方法
本专利技术涉及一种RS485总线自组网全双工通信系统及其地址自动编址方法。
技术介绍
现有的自组网多数为一主多从的组网结构，只能为一主多从的组网结构。如果主机损坏，则整个系统通信网络瘫痪；如果存在两个或两个以上的从机同时发送数据到总线，则引起总线冲突，通信错误。因此，智能以主机根据从机地址发起通信，极大影响通信效率。为了防止主机瘫痪导致整个系统瘫痪，如专利号为CN110034991A的一种基于RS485总线的环形网络，主机终端和从机终端使用两个独立的RS485接口：接口A和接口B，两接口作为冗余备份存在。当一个接口断开，由控制器启动另一接口以避免网络断开故障，其虽然采用环形冗余组网方式，能避免在一个节点断开的情况下使用备用节点进行通信，但如果一个从机或者两个从机瘫痪，将使两个从机中间的其他从机与主机断开连接。如专利号为CN111030906A的一种基于RS485总线级联的从站地址自动编址的方法以RS485总线作为通信方式的系统中，各主设备与各从设备使用RS485总线级联方式进行连接。在组网时，主机首先设置第一个从机地址，待第一个从机应答后，主机再设置第二个从机地址，此时通信由第一个从机转发。后续从机地址依次按该方法进行设置编码。主机下发编址指令都需要每个从机应答，然后继续后续从机编址，也会降低系统运行效率。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种RS485总线自组网全双工通信系统及其地址自动编址方法。本专利技术通过以下技术方案得以实现。本专利技术提供的一种RS485总线自组网全双工通信系统及其地址自动编址方法；其系统包括若干终端，终端设置有两个接口，若干终端之间的接口依次串联为一个闭环，若干终端中设置有一个主机终端其余均为从机终端。所述两个接口包括接口A和接口B，接口A和接口B之间及接口A和接口B分别和处理器之间设置有可切换通路。所述接口A和接口B采用Bypass接口，接口A、接口B、处理器之间通过继电器控制，继电器通过电容充放电延时电路进行控制。所述终端之间通过RS485信号线进行连接。其从机地址自动编址方法包括以下步骤，S1、系统初始化，将主机终端和从机终端地址初始为任意自然数；S2、编址，主机终端依次向从机终端发送编码指令，从机终端依次在主机终端的基础上依次加1编码各机的地址，并将编码地址发送给主机进行从机数量统计保存；所述步骤S2编址前从机终端故障通过继电器将两个通路间联通，使其成为通道而不获取编码指令。所述步骤S2编址后从机终端故障，主机终端将删除该从机终端的地址。在步骤S2编址后与新丛机入网，主机终端通过心跳信号识别新机并对新从机自动在原来的编址基础上加1对其编址。本专利技术的有益效果在于：主机和从机串联为环状组网结构，对系统进行硬件冗余设计，提高系统的可靠性；采用流水线编址方式，提高系统编址效率；新终端自动入网判别，故障、移除设备自动出网，简化系统架设与使用复杂度；终端RS485接口Bypass功能，降低单机故障对整个系统网络的影响，保证系统网络运行可靠，降低维修难度。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的RS485总线全双工通信数据流向示意图；图3是本专利技术的从机内部开关电路结构示意图。具体实施方式下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。如图1所示，一种RS485总线自组网全双工通信系统,包括主机终端和从机终端。主机终端一个，从机终端若干个，各终端各包含两个独立RS485接口：接口A和接口B。由主机终端接口B开始，连接至第一从机终端接口A，第一从机终端接口B连接第二从机终端接口A，后续从机终端依次按此方式连接，最后一个从机终端接口B连接主机终端接口A。其中主机终端与各从机终端位置上无固定要求，本级终端接口B连接下级终端接口A所有终端串联为环状网络。根据图2所示，主机和各从机终端接口A仅进行数据的接收，接口B仅进行数据的发送。如图3所示，各终端接口A和接口B采用Bypass设计，利用继电器控制接口A与接口B的RS485+、RS485-信号线导通与断开。电容充放电延时电路对继电器控制，由终端控制器定时对电容进行充电维持继电器断开状态，当终端故障，继电器闭合，导通接口A和接口B的RS485+、RS485-信号线，断开接口A和接口B与终端内部电路连接信号线；如图3所示，在每个从机终端中，继电器1和继电器2的动触点连接在接口A和接口B上，接口A和接口B的中间通信线路两端分别与继电器1和继电器2的常开连接，处理器的输入和输出端也分别与继电器1和继电器2的常闭连接，继电器通过电容充放电延时电路进行控制，在终端正常时，接口A和接口B分别与处理器的输入输出端口连接，在终端异常时，继电器控制电容进行充电使继电器断开与接口A和接口B的中间通信线路连接，使该从机终端作为信号线的作用。如图2所示，系统组网自动编址：系统初始化时，主机终端和从机终端地址都默认为0。主机终端通过接口B向第一从机终端发送初始化编址指令及本级地址，第一从机终端通过接口A接收到编址指令后，提取主机终端地址0，加1得到本机地址1，保存配置后，通过接口B向下一级从机终端发送初始化编址指令和本机地址1，第二从机终端在第一从机终地址上加1得到本机地址2，通过其接口B向下及冲击终端发送编址资料和本机地址2，后续从机终端都按此执行自动编址。最后一个从机终端编址位n后完成编址，通过接口B发送初始化编址指令及本级地址。主机终端通过接口A接收到编址指令和地址后，结束初始化自动编址并保存接收到的地址作为网内从机数量。主机终端定时发出心跳通信检查各个从机终端状态。当有新从机终端加入网络时，主机发出新从机终端编址指令及地址n+1，其他已编址从机终端仅传递指令，新从机终端执行编址并返回结果。当主机通过心跳通信检查到某个从机终端故障时，则对保存的该从机终端地址进行故障标记；当该从机终端恢复，主机确认后取消故障标记。根据图3所示，正常状态下，主机和各从机终端Bypass继电器中的接口A和接口B通路断开，接口A、接口B和处理器的信号通路导通。处理器定时打开继电器控制端电源，对延时电容进行充电以保持继电器状态。当某个从机终端故障断电或者处理器故障时，继电器控制端延时电容无法定时充电，则继电器切换至接口A与接口B导通通路。系统以该方法保证信号链路畅通。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RS485总线自组网全双工通信系统，其特征在于：包括若干终端，终端设置有两个接口，若干终端之间的接口依次串联为一个闭环，若干终端中设置有一个主机终端其余均为从机终端。/n

【技术特征摘要】
1.一种RS485总线自组网全双工通信系统，其特征在于：包括若干终端，终端设置有两个接口，若干终端之间的接口依次串联为一个闭环，若干终端中设置有一个主机终端其余均为从机终端。


2.如权利要求1所述的RS485总线自组网全双工通信系统，其特征在于：所述两个接口包括接口A和接口B，接口A和接口B之间及接口A和接口B分别和处理器之间设置有可切换通路。


3.如权利要求2所述的RS485总线自组网全双工通信系统，其特征在于：所述接口A和接口B采用Bypass接口，接口A、接口B、处理器之间通过继电器控制，继电器通过电容充放电延时电路进行控制。


4.一种RS485总线自组网全双工通信系统的地址自动编址方法，其特征在于：所述终端之间通过RS485信号线进行连接。


5.如权利要求1所述的RS485总线自组网全双工通信系统的地址自动编址方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭伟，
申请(专利权)人：电子科技大学，贵州航天电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51