基于物联网电力测温设备的RS485与CAN总线兼容的通信方法技术

一种基于物联网电力测温设备的RS485与CAN总线兼容的通信方法，采用为RS485与CAN总线规定统一的主从设备规则、网络地址分配规则、帧格式、数据包格式、总线资源分配规则、保留字规则的方法，首先定义网络主设备和从设备，然后定义网络地址、帧格式、数据包格式、总线资源分配、保留字，指定RS485与CAN总线网络中一个节点作为主设备，其他所有节点作为从设备；主设备负责总线资源分配；从设备中存储一个变量，用于记录当前总线类型；使两种总线能够使用统一的方法进行通信，本方法对RS485和CAN总线兼容性好，同时应用层不必关心硬件设备类型，可避免同一种设备开发两套软件的造成的时间浪费，同时，也可降低系统复杂度，减小错误几率，节省开发和维护环节的成本。

RS485 and CAN bus compatible communication method based on Internet of things electric temperature measuring equipment

A RS485 with the CAN bus power measurement equipment based on the Internet of things is compatible with master slave communication method, equipment, rules provisions of RS485 and CAN bus unified network address assignment rules, frame format, data packet format and bus resource allocation rules, methods of preserving word rules, first define the network master device and a slave device, then the definition of network address, frame format, data packet format, bus resource allocation, reserved words, a designated node RS485 and CAN bus network as the main equipment, all other nodes as the main equipment for bus from equipment; resource allocation; from the equipment stored in a variable, used to record the current bus type; the two kinds of methods the bus can use uniform communication, the method of RS485 and CAN bus application layer and good compatibility, do not care about the types of hardware devices, can avoid the same A device that develops two sets of software wastes time, while also reducing system complexity, reducing error probability, and saving development and maintenance links costs.

【技术实现步骤摘要】
基于物联网电力测温设备的RS485与CAN总线兼容的通信方法
本专利技术涉及基于物联网电力测温设备的通信方法，特别涉及基于物联网电力测温设备的能够同时兼容RS485与CAN总线的通信的通信方法，本专利技术可扩展应用至物联网、工业控制及其他领域中使用RS485与CAN总线进行通信的设备。
技术介绍
随着物联网技术的深入发展，物品管理、设备运行监控已成为物联网的重要前端技术。利用SAW-RFID实现设备运行时的时时监控，可令电力运营部门预测故障，提前解决问题，避免了故障发生时带来的巨额经济损失以及人员伤亡。利用SAW-RFID测温设备进行测温的原理是:随着标签温度的改变，标签的响应频点也会按一定规律变化。首先测温设备向标签发射射频信号，接下来测量标签返回的射频信号，然后对接收到的射频信号进行分析处理，得到标签的响应频点。最终将标签的响应频点转换为对应的温度。在物联网领域中的设备之间，通常使用RS485总线或CAN总线进行通信。其中，RS485总线应用较早，应用范围较广，在成熟产品中使用率较高。但在技术不断发展的今天，RS485总线也面临着传输速率慢、传输距离短、误码率高，无总线资源硬件仲裁功能诸多缺点。CAN总线是一种较新型的串行总线，其优点是:传输速率较快，可达IMbps ;传输距离长，最长可达10公里；可靠的数据处理与检错机制；自带总线资源硬件仲裁功能。但目前在物联网领域中，CAN总线普及率不高。所以，目前的物联网设备往往同时带有RS485、CAN两套通信接口。依据IS0/0SI网络分层模型，RS485总线与CAN总线只规定了物理层与数据链路层这两个底层通讯协议，没有规定高层通信协议，导致应用这两种总线的设备需要独立开发两套软件，分别实现以上两种总线的高层通信协议。本专利技术是一套能同时兼容RS485总线与CAN总线的基于高层通信协议的实现方法。应用本专利技术，同一设备只需开发一套软件即可同时支持RS485总线与CAN总线，极大的降低了软件开发成本。
技术实现思路
鉴于上述现有技术现状，本专利技术提供一种基于物联网电力测温设备的RS485与CAN总线兼容的通信方法。本方法采用为RS485与CAN总线规定统一的主从设备规则、网络地址分配规则、帧格式、数据包格式、总线资源分配规则、保留字规则等方法，使两种总线能够使用统一的方法进行通信 本专利技术所采取的技术方案是:一种基于物联网电力测温设备的RS485与CAN总线兼容的通信方法，其特征在于，在应用层使用一套实现方法，即可使设备同时支持RS485与CAN总线； 所述方法包括如下步骤: (I)、定义网络主设备和从设备: 指定RS485与CAN总线网络中一个节点作为主设备，其他所有节点作为从设备；主设备负责总线资源分配；从设备中存储一个变量，用于记录当前总线类型； (2)定义网络地址: 总线网络中地址范围从O?255，分别为以下节点分配地址:主设备地址、从设备地址范围、广播地址； (3)定义中贞: 定义总线中数据传输的最小单位叫做帧，每帧固定包含8字节数据；定义若干帧组成的一个包含完整意义的结构叫做数据包；帧格式定义如下: I字节的目的地址+1字节的源地址+1字节的数据包信息+1字节的帧校验值+4字节的的数据； 上述定义中，“数据包信息”字节中的第7位表示数据包类型，O表示单帧数据包，I表示多帧数据包；数据包的长度小于等于4字节的数据包叫做单帧数据包；数据包长度大于4字节的数据包叫做多帧数据包；多帧数据包分为头帧与数据帧；“数据包信息”字节中的第O?6位用于标记数据包ID ； 多帧数据包中，头帧格式定义如下: I字节的目的地址+1字节的源地址+1字节的数据包信息+1字节的帧校验值+1字节的数据包ID+1字节的数据包字节长度+2字节的数据包校验值； 多帧数据包的头帧中，“数据包信息”字节固定为OxFF ； 多帧数据包中，数据帧格式定义如下: I字节的目的地址+1字节的源地址+1字节的数据包信息+1字节的帧校验值+ 4字节的数据； 上述定义中，“数据包信息”的第O?6位表示数据帧编号；多帧数据包中，每个数据帧都拥有唯一编号；多帧数据包中，“数据包信息”的第7位固定为I ; (4)定义数据包: 一组帧可组成一个包含完整意义的数据包；数据包格式定义如下: I字节的源地址+1字节的目的地址+1字节的数据包ID+若干字节的数据； (5)接收数据包: 接收数据包的流程如下: a、计算巾贞校验值，若校验不通过，则抛弃本巾贞； b、若目的地址不是本机地址或广播地址，则抛弃本帧； C、若数据包类型为单帧数据包，则直接接收数据，得到一个完整的数据包；d、若数据包类型为多帧数据包，则从头帧中获取数据包ID、数据包长度、数据包校验值，然后依次接收数据帧，最后校验数据包校验值，得到一个完整的数据包；若接收过程中帧编号不正确或数据包校验值不正确，则抛弃本数据包中的所有帧； (6)总线资源分配规则: CAN总线具有硬件自仲裁功能；RS485总线需要定义软件总线资源分配方法；RS485总线资源分配方法描述如下: a、总线中，每个从设备都具有唯一的地址；主设备上电时先执行初始化过程:首先向广播地址发送ID为“扫描”的单帧数据包，然后，主设备轮流向0?255范围内的每个地址点名，各从设备依次向主设备应答本从设备地址；主设备确认当前总线中存在的所有地址，完成初始化； b、完成初始化后，主设备以时间片为单位，轮流向每个地址点名；被点到名的地址获得总线占用权，点名操作占用2字节，数据格式为:1字节点名关键字+1字节点名地址；一旦其他地址被点名，当前地址立即失去总线占用权； (7 )保留子: RS485总线中保留I字节数据作为点名关键字；若数据包中的数据字段中存在点名关键字，则将其转义后才能传输。本专利技术的有益效果是:优化设计之后的标签用于物联网电力测温设备中，对RS485和CAN总线兼容性好，同时应用层不必关心硬件设备类型。可避免同一种设备开发两套软件的造成的时间浪费。同时，也可降低系统复杂度，减小错误几率，节省开发和维护环节的成本。【具体实施方式】为了更清楚的理解本专利技术，结合实施例详细描述本专利技术: I)、定义网络主设备和从设备: RS485与CAN总线均属于半双工通信，两者在物理上均属于总线型网络，在逻辑上属于星型网络。在物联网电力测温设备(WL-002)中，包含上位机控制端及若干通过串行总线网络与上位机连接的读卡器。因此，指定网络中的上位机控制端为主设备，所有读卡器作为从设备。主设备负责总线资源分配，从设备中存储I字节无符号变量cMask，初始值为0，用于记录当前总线类型。主设备向总线发送数据时，从设备根据触发的中断类型，设置该变量的不同标记位:当触发RS485中断时，置cMask变量的第O位为I ;当触发CAN中断时，置cMask变量的第I位为I。此后，根据cMask变量的位标记执行不同的操作流程。2)定义网络地址: 总线网络中地址范围从0x00?OxFF，分配如下: 0x00:为扩展保留 0x01:广播地址 0x02?OxDO:从设备地址 OxDl?OxR):为扩展保留 OxFl:主设备地址 0xF2?OxF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网电力测温设备的RS485与CAN总线兼容的通信方法，其特征在于，在应用层使用一套实现方法，即可使设备同时支持RS485与CAN总线；所述方法包括如下步骤：（1）、定义网络主设备和从设备：指定RS485与CAN总线网络中一个节点作为主设备，其他所有节点作为从设备；主设备负责总线资源分配；从设备中存储一个变量，用于记录当前总线类型；（2）定义网络地址：总线网络中地址范围从0～255，分别为以下节点分配地址：主设备地址、从设备地址范围、广播地址；（3）定义帧：定义总线中数据传输的最小单位叫做帧，每帧固定包含8字节数据；定义若干帧组成的一个包含完整意义的结构叫做数据包；帧格式定义如下：1字节的目的地址+1字节的源地址+1字节的数据包信息+1字节的帧校验值+4字节的的数据；上述定义中，“数据包信息”字节中的第7位表示数据包类型，0表示单帧数据包，1表示多帧数据包；数据包的长度小于等于4字节的数据包叫做单帧数据包；数据包长度大于4字节的数据包叫做多帧数据包；多帧数据包分为头帧与数据帧；“数据包信息”字节中的第0～6位用于标记数据包ID；多帧数据包中，头帧格式定义如下：1字节的目的地址+1字节的源地址+1字节的数据包信息+1字节的帧校验值+1字节的数据包ID+1字节的数据包字节长度?+2字节的数据包校验值；?????多帧数据包的头帧中，“数据包信息”字节固定为0xFF；多帧数据包中，数据帧格式定义如下：1字节的目的地址+1字节的源地址+1字节的数据包信息+1字节的帧校验值+?4字节的数据；????上述定义中，“数据包信息”的第0～6位表示数据帧编号；多帧数据包中，每个数据帧都拥有唯一编号；多帧数据包中，“数据包信息”的第7位固定为1；（4）定义数据包：????一组帧可组成一个包含完整意义的数据包；数据包格式定义如下：1字节的源地址+1字节的目的地址+1字节的数据包ID+若干字节的数据；（5）接收数据包：接收数据包的流程如下：a、计算帧校验值，若校验不通过，则抛弃本帧；b、若目的地址不是本机地址或广播地址，则抛弃本帧；c、若数据包类型为单帧数据包，则直接接收数据，得到一个完整的数据包；d、若数据包类型为多帧数据包，则从头帧中获取数据包ID、数据包长度、数据包校验值，然后依次接收数据帧，最后校验数据包校验值，得到一个完整的数据包；若接收过程中帧编号不正确或数据包校验值不正确，则抛弃本数据包中的所有帧；（6）总线资源分配规则：CAN总线具有硬件自仲裁功能；RS485总线需要定义软件总线资源分配方法；RS485总线资源分配方法描述如下：a、总线中，每个从设备都具有唯一的地址；主设备上电时先执行初始化过程：首先向广播地址发送ID为“扫描”的单帧数据包，然后，主设备轮流向0~255范围内的每个地址点名，各从设备依次向主设备应答本从设备地址；主设备确认当前总线中存在的所有地址，完成初始化；b、完成初始化后，主设备以时间片为单位，轮流向每个地址点名；被点到名的地址获得总线占用权，点名操作占用2字节，数据格式为：1字节点名关键字+1字节点名地址；一旦其他地址被点名，当前地址立即失去总线占用权；（7）保留字：RS485总线中保留1字节数据作为点名关键字；若数据包中的数据字段中存在点名关键字，则将其转义后才能传输。...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网电力测温设备的RS485与CAN总线兼容的通信方法，其特征在于，在应用层使用一套实现方法，即可使设备同时支持RS485与CAN总线；所述方法包括如下步骤: (1)、定义网络主设备和从设备: 指定RS485与CAN总线网络中一个节点作为主设备，其他所有节点作为从设备；主设备负责总线资源分配；从设备中存储一个变量，用于记录当前总线类型； (2)定义网络地址: 总线网络中地址范围从O~255，分别为以下节点分配地址:主设备地址、从设备地址范围、广播地址； (3)定义中贞: 定义总线中数据传输的最小单位叫做帧，每帧固定包含8字节数据；定义若干帧组成的一个包含完整意义的结构叫做数据包；帧格式定义如下: I字节的目的地址+1字节的源地址+1字节的数据包信息+1字节的帧校验值+4字节的的数据； 上述定义中，“数据包信息”字节中的第7位表示数据包类型，O表示单帧数据包，I表示多帧数据包；数据包的长度小于等于4字节的数据包叫做单帧数据包；数据包长度大于4字节的数据包叫做多帧数据包；多帧数据包分为头帧与数据帧；“数据包信息”字节中的第O~6位用于标记数据包ID ； 多帧数据包中，头帧格式定义如下: I字节的目的地址+1字节的源地址+1字节的数据包信息+1字节的帧校验值+1字节的数据包ID+1字节的数据包字节长度+2字节的数据包校验值； 多帧数据包的头帧中，“数据包信息”字节固定为OxFF ； 多帧数据包中，数据帧格式定义如下: I字节的目的地址+1字节的源地址+1字节的数据包信息+1字节的帧校验值+ 4字节的数据； 上述定义中，“数据包信息”的第O~6位表示数据帧编号；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鸿儒，吴昊，王飞，
申请(专利权)人：天津七一二通信广播有限公司，北京华龙通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：