[发明专利]一种基于RS485分布式总线系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于RS485分布式总线系统的控制方法。本发明适用于异步串行通信，特别适用于数据通信不是很频繁，通信波特率不超过19200BPS，采用短帧通信结构，每一帧的有效字节数为1-255个可变的数据通信、自动控制等应用系统。

背景技术

RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站点等优点，使其成为首选的异步串行通信接口，在安防领域，特别是电视监控系统得到广泛应用。

RS-485网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构（直线拓扑），不支持环形或星形网络。RS-485用于多点互连时非常方便，采用一条屏蔽双绞线电缆作RS-485总线，将各个节点挂接上，联网构成分布式系统，称之为RS485分布式总线系统。参见图1，各个节点也可是是各种设备，如设备1、设备2、设备3、设备4、……、设备n，设备是系统中各种用途的独立设备，例如是控制键盘、显示设备、中控设备、终端驱动设备等；也可以是一个大型设备中各种用途的独立的部件，例如是控制面板部件、显示部件、中控部件、终端驱动部件等。这些部件利用RS485通信芯片，采用异步通信方式，实现双向数据通信。

撇开各设备或部件的具体应用功能，仅基于通信方面的功能，将设备1、设备2、设备3、设备4、……、设备n称为RS485分布式总线的节点1、节点2、节点3、节点4、……、节点n，参见图1。

RS-485分布式总线一般最大支持32个节点（n<=32），如果使用特制的485芯片，可以达到128个（n<=128）或者256个节点（n<=256），最大的可以支持到400个节点（n<=400）。

RS-485分布式总线采用半双工双向通信工作方式，任何时候只能有一节点处于发送状态。

RS485分布式总线各节点，RS485芯片初始状态均为不发送仅接收状态。此时总线电平为高阻状态，称之为总线空闲状态。总线空闲状态时各节点RS485芯片接收引脚Ｒ的电平为ＴＴＬ电平“1”。各节点始终监测的RS485芯片接收引脚Ｒ的电平为ＴＴＬ电平“0”时，各节点均视RS485分布式总线为非空闲状态。

如何保证RS485分布式总线中的各个节点，在需要发送数据时，能不冲突、高效地、可靠地发出数据，并保证RS485分布式总线中只有一节点处于发送状态，是RS485分布式总线系统通信关键技术。

目前，常采用以下技术构建RS485分布式总线系统：

1、纯主站系统

系统只有一个主站，独占RS485分布式总线控制权，其它站点均处于接收状态。主站可随时对一个从站、一组从站或所有从站发送信息。该技术构建的是一个单向的RS485通信，应用场合受限，常用于系统中的分支子系统。

2、主－从系统（总线时分系统，RS485初始推广令牌环的拓展技术）

一般采用的是主从通信方式，即一个主站带多个从站。首先在RS485分布式总线诸多站点中，定义一个，且仅定义一个主站，主站具有对总线的控制权，可主动发送信息。主站采用令牌方式分配RS485总线控制权，得到令牌的从站可在一个事先规定的时间内拥有总线控制权，向系统各站点发送信息。该技术实现RS485双向通信，通过约定协议，完全可构建多站系统。但该技术存在RS485总线资源利用率不高、实时性差、站点数量少等缺点，无法发展成为“RS485现场总线”。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RS485分布式总线系统的控制方法，该控制方法采用的是一种通过监测总线空闲状态，竞争获得总线控制权的技术方案。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于RS485分布式总线系统的控制方法，所述RS485分布式总线系统是采用一条屏蔽双绞线电缆作RS485总线，将各个节点挂接上，联网构成分布式系统；

所述控制方法包括：

第一，RS485分布式总线中的各个节点，开始仅处于接收状态，监测RS485分布式总线状态；

第二，依据本节点系统控制优先级别，通过与其它节点的通信，竞争获得系统控制编号，进而通过计算确定本节点系统控制延时系数；

第三，判别是否需要发送指令或数据；

第四，若需要发送指令或数据的，则再判别是否已获得总线控制权；

第五，若没有获得总线控制权，则通过密集探测系统总线状态，竞争获得系统总线控制权；