基于位竞争机制的RS-485总线地址高效可重复分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于位竞争机制的RS

【技术实现步骤摘要】
基于位竞争机制的RS
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485总线地址高效可重复分配方法


[0001]本专利技术属于通信
，具体涉及一种基于位竞争机制的RS
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485总线地址高效可重复分配方法。

技术介绍

[0002]RS
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485总线作为两线制差分信号总线，在工业现场RS
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485总线具备抗干扰好(信号稳定)、布线简单、成本低廉等优点，是应用最广泛的串口总线标准。特别的，在分散性工业网络控制单元数量居多，且各工业设备间分布较远时，RS
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485总线的优势显得尤为突出。
[0003]实际应用中，RS
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485总线只规定了接口的电器特性，而不对软件协议给予定义，所以用户可根据自身需求建立相关软件通信协议标准。各个总线设备之间连接和通信最为重要的第一步就是主机通过RS
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485总线给各从机自动分配通信地址。
[0004]现有应用情况主要有两类地址自动分配方式：1)以从机生成随机数转为随机延迟时间实现主机寻址的延迟响应，使主机对从机的随机不同时间点进行地址分配。这种方式虽然自动分配地址的成功率比较高，但是效率低，一般都需要几分钟甚至更长时间才能完成从机的地址分配，而且仍然有总线冲突的情况，同时随机时间导致每个从机地址没有重复性保障。2)主机通过引入总线以外的控制线缆，加入额外的控制器或者从机和从机间加入逐级控制端口自动分配地址。这种方式一般用于特定的应用场景，而且布线比较复杂，扩展性较差，多了一层拓扑，更加复杂，鲁棒性差，成本也高。
[0005]在工业现场分布式节点较多，而布线要求又要简单的场合，尤其是在一些空间比较局促，但可靠性要求高的场合，如汽车碰撞测试中的假人或柔性腿等设备，存在多个分布节点都有传感器数据采集需求，节点和主机设备需要简单连接的应用需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种基于位竞争机制的RS
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485总线地址高效可重复分配方法。
[0007]本专利技术所采取的技术方案为：
[0008]基于位竞争机制的RS
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485总线地址高效可重复分配方法，适用于主机与多个从机之间的通信，所述的从机至少包括一个存储器模块，用于存储具有唯一性的识别码；该方法包括以下步骤：
[0009]步骤1、主机与从机之间进行时钟的同步。
[0010]步骤2、主机向从机发送广播指令，开始第一个地址的自动分配，所有从机在收到该广播命令的同时，准备开始竞争地址；
[0011]步骤2.1、主机发送第一个ASCII码U指令，发送指令后，RS
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485总线上主机为高阻输入，主机配置TX线和RX线从串口为IO输入，主机在75T时读取记录总线状态，此过程一直持续至150T，后主机改为输出，配置TX线和RX线为串口模式，行进下一个ASCII码U指令发送，其中T表示时间基数；
[0012]从机在接收到ASCII码U指令后，将这150T的时间间隔平均分为三段，第一段50T时间，每个从机判断自身的识别码最后一位为1还是为0，并依据判断结果执行位竞争机制。
[0013]步骤2.2、从机在完成主机第一个ASCII码U指令响应后，主机开始发送第二个U指令；
[0014]从机在接收到第二个ASCII码U指令后，经位竞争机制选择保留的从机开始继续在第一段50T时间判断自身的识别码倒数第二位为1还是为0，并依据判断结果再次执行位竞争机制。
[0015]步骤2.3、每次发送ASCII码U指令后，从机自身的识别码判断位数向前移一位，直到剩下唯一一个从机没有退出竞争的，那么在这最后一次比较结束的时候，该从机给自身赋地址为1。
[0016]步骤3、主机向从机发送下一个广播指令，开始第二个地址的自动分配，除已经分配到地址的从机外，其它0地址从机响应该广播指令进行第二次地址分配，并且仍然进行多个ASCII码U指令处理，从而完成第二个地址的自动分配。
[0017]步骤4、不断重复上述步骤3，直至完成所有地址的自动分配。
[0018]在一些实施例中所述的位竞争机制具体为：
[0019]如果从机判断自身的识别码为0，则该从机就在第二个50T时间间隔前配置TX线为IO输出0，RX线为IO输入，同时该从机的RS
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485总线节点为输出，达到拉低RS
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485总线的目的，到第二个50T结束；直到第三个50T时间开始，再将该从机的RS
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485总线节点改为高阻输入，从机配置TX线和RX线为串口模式，等待下一个主机ASCII码U指令，不退出竞争；
[0020]如果从机判断自身的识别码为1，那么该从机在第二个50T时间间隔前配置从机的CPU的TX线和RX线为IO输入，该从机的RS
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485总线节点为高阻输入，并且在75T的时刻，读取RS
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485总线的状态：
[0021]当读取的RS
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485总线的状态为低电平时，该从机退出本次地址的竞争，退出时从机配置TX线和RX线为串口模式；
[0022]当读取的RS
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485总线的状态为高电平时，那么在第三个50T时间开始时，从机配置TX线和RX线为串口模式。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]1、相比较现有的地址自动分配方式(分配时间在几十分钟)，本专利技术毫秒级的地址分配速度显著高于现有技术。
[0025]2、在本专利技术的地址分配方式中总线不存在冲突，相比较随机时间碰撞的总线地址分配方式，大大增加了总线的稳定性。
[0026]3、本专利技术中的任一一个从机有所损坏，不会影响其他的RS
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485总线，相比较那些通过从机控制从机的方式(这种方式只要有一个从机损坏，后面串联的从机将都不能工作)，其鲁棒性更好。
[0027]4、相比用其他控制方式控制，例如每个从机总线来分配地址，或者添加其他监控或控制系统的方式来自动分配地址，本专利技术的使用场景更广泛，布线更简单，成本低，真正达到了分布式点控制的特性。
[0028]5、现有随机时间碰撞的方式，每次随机时间数都不一样，会造成每次分配总线中的单个从机每次地址都不一样，而本专利技术每次分配从机的地址可重复性强，如本次分配地
址为1，那么下次分配地址也为1，保证了每次在分布式点控制中，主机控制从机的一对一特征。
附图说明
[0029]图1为RS
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485总线一种应用环境。
[0030]图2为RS
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485总线另一种应用环境。
[0031]图3为本专利技术中从机的配置示意图。
[0032]图4为本专利技术中主机的配置示意图。
[0033]图5为本专利技术方法流程图。
[0034]图6为时钟脉冲示意图。
[0035]图7为同步时钟校准后的短歇示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于位竞争机制的RS
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485总线地址高效可重复分配方法，适用于主机与多个从机之间的通信，所述的从机至少包括一个存储器模块，用于存储具有唯一性的识别码；其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、主机与从机之间进行时钟的同步；步骤2、主机向从机发送广播指令，开始第一个地址的自动分配，所有从机在收到该广播命令的同时，准备开始竞争地址；步骤2.1、主机发送第一个ASCII码U指令，发送指令后，RS
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485总线上主机为高阻输入，主机配置TX线和RX线从串口为IO输入，主机在75T时读取记录总线状态，此过程一直持续至150T，后主机改为输出，并配置TX线和RX线为串口模式，行进下一个ASCII码U指令发送，其中T表示时间基数；从机在接收到ASCII码U指令后，将这150T的时间间隔平均分为三段，第一段50T时间，每个从机判断自身的识别码最后一位为1还是为0，并依据判断结果执行位竞争机制；步骤2.2、从机在完成主机第一个ASCII码U指令响应后，主机开始发送第二个U指令；从机在接收到第二个ASCII码U指令后，经位竞争机制选择保留的从机开始继续在第一段50T时间判断自身的识别码倒数第二位为1还是为0，并依据判断结果再次执行位竞争机制；步骤2.3、每次发送ASCII码U指令后，从机自身的识别码判断位数向前移一位，直到剩下唯一一个从机没有退出竞争的，那么在这最后一次比较结束的时候，该从机给自身赋地址为1；步骤3、主机向从机发送下一个广播指令，开始第二个地址的自动分配，除已经分配到地址的从机外，其它0地址从机响应该广播指令进行第二次地址分配，并且仍然进行多个ASCII码U指令处理，从而完成第二个地址的自动分配；步骤4、不断重复上述步骤3，直至完成所有地址的自动分配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在进行时钟的同步过程中，需要对主机以及从机的TX线和RX线进行配置，用于满足同步要求。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的主机发送N个时钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志龙，杨建，王建鸿，梁彬，江泓澄，
申请(专利权)人：杭州集普科技有限公司，
类型：发明
国别省市：