[发明专利]485总线系统及其异步半双工通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及传输控制领域，特别涉及一种485总线通信技术。

背景技术

在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机，或1台主设备带多台从设备，每一个动作都由主设备发起，从设备通过地址区分后执行相应动作。

RS485通信模式通常为异步半双工模式，所谓半双工模式，即信息在两设备之间能够在两个方向上进行发送，但不能同时发送的工作方式。所谓异步通信，即异步双方不需要共同的时钟，也就是接收方不知道发送设备什么时候发送，在发送的数据中有提示接收方开始接收的信息，如开始位，结束时有停止位。

如图1所示的485总线系统的总线连接方式为典型的485半双工总线连接方式，其中D+/D-为一组半双工差分信号。

现有RS485异步半双工通信技术是将485主从通信分为上行通信和下行通信，即主设备通过一条独立的下行485总线和从设备连接，实现主到从的通信，用另一条独立的上行485总线连接主从设备实现从设备到主设备的通信，该系统运行还需要上行时钟和下行时钟同步控制。

本发明的发明人发现，现有RS485总线系统异步半双工通信技术只能采取主机询问从机应答的方式，通信效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种485总线系统及其异步半双工通信方法，可以以最少的线缆和导线实现485总线半双工通信的防冲突功能，同时系统中各设备间对等连接，而不区分主从设备，且系统中的任何一台设备可向其他的任意设备发送数据。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种485总线系统异步半双工通信方法，485总线系统包括：由485总线连接的至少两台设备，每台设备设置有三个信号接口，其中两个信号接口为一对485总线数据传输差分信号接口，另外一个信号接口为冲突检测信号接口，通过导线将各设备相同的信号接口相互连接；方法包括以下步骤：

设备需要发送数据时，检测冲突检测信号接口中的冲突检测信号的状态；

如果检测到冲突检测信号为“忙”状态，则等待，直到冲突检测信号为“空闲”状态；

如果检测到冲突检测信号为“空闲”状态，则将该设备自身的冲突检测信号接口中的冲突检测信号置为“忙”状态后，通过485总线数据传输差分信号接口发送数据。

本发明的实施方式还公开了一种485总线系统，包括：

由485总线连接的至少两台设备，每台设备设置有三个信号接口，其中两个信号接口为一对485总线数据传输差分信号接口，另外一个信号接口为冲突检测信号接口(对应的地线可以是公共地，也可以与冲突检测信号接口使用同一根双绞线)，通过导线将各设备相同的信号接口相互连接。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

在485总线通信系统中为各设备设置一对数据发送差分信号和一个冲突检测信号，各设备在检测到冲突检测信号为空闲时先置为忙再发送数据，在冲突检测信号为忙时等待，可以以最少的线缆和导线实现485总线半双工通信的防冲突功能，同时系统中各设备间对等连接，而不区分主从设备，且系统中的任何一台设备可向其他的任意设备发送数据。

进一步地，冲突检测信号与接地信号通过双轴电缆连接形成一对差分信号，信噪比高，在通信场景中的抗干扰性强和适应性强，提高了通信质量。

进一步地，为485总线系统中的各个设备根据预先设置的唯一地址所分配的不同轮询周期，并且数据发送优先级相对较高的设备对应的轮询周期相对较短，这就为各个设备的数据发送间接地设置了485总线抢占优先级，解决了需要发送数据的多个设备同时占用总线和485通信总线繁忙的问题和通信碰撞的问题。

在一种优选方案中，预先为485总线系统中的各个设备分配长短不一的等待时间T0，其中，数据发送优先级相对较高的设备对应的等待时间T0相对较短，各设备在将冲突检测信号置忙后，先对数据传输差分信号接口监听T0时间(T0时间段内暂不发送数据)，如果在T0时间内没有发现有其它设备发送数据，才开始发送数据，进一步解决了多个设备需要同时数据发送时的冲撞问题，同时保证了各设备的数据发送的优先级先后顺序。