[发明专利]避免主从设备冲突的RS485通信系统及方法

说明书

本发明公开了一种避免主从设备冲突的RS485通信系统及方法，涉及RS485通信领域。该方法包括以下步骤：主设备检测到有从设备上电时，主设备在自己的时隙内，将主设备的当前时间、时间戳打包为时间同步数据，发送到上电的从设备；该从设备接收到主设备发来的时间同步数据后进行组包，根据组包后的时间同步数据更新自己的时间和时间戳，直至同步成功；从设备在自己的时隙，将同步成功的响应数据发送给主设备；主设备接收到从设备发来的响应数据后进行组包，根据组包后的响应数据，确认主从设备的时间同步成功；主从设备在各自的空隙时隙发送数据，避免冲突。本发明能实现主设备和从设备在自己的时隙发送数据，有效提高设备的实时性和可靠性。

技术领域

本发明涉及RS485通信领域，具体是涉及一种避免主从设备冲突的RS485通信系统及方法。

背景技术

在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS485串行总线标准。RS485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。RS485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。RS485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。应用RS485可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。

在通信设备系统应用中，RS485总线构成的现场网络得到了广泛的应用，原因如下：

①RS485总线结构简单、易于建构，由于它采用平衡传输，物理介质只须一对双绞线。

②传输距离远，可达1200m，速率范围达几十～几百kb/s。

③总线上可以挂接多个节点，少则三十几个，多则上百个，可以满足大多数的工业应用需要。

④总线接口芯片丰富，易于购买，如MAX481、MAX483、MAX485、MAX487、MAX488、MAX491、MAX253、MAX1480等在市场上是很常见的。

⑤造价低，有很好的性价比。

RS485总线在构成现场网络时，其拓扑结构形式主要有总线式、环形式、星形式等，其中以总线式拓扑结构应用最广。在这种结构中，只需要一对主干线，分散在各处的RS485总线设备(节点)可以直接“挂”在总线上。

但是，由于传输数据的物理介质只是一对双绞线，这就决定了：系统在任一时刻，只能有一个节点处于发送状态，其他RS485节点必须处于接收状态，所以RS485总线只能以半双工方式进行通信。

如果现场各分布节点的实时操作性要求不十分严格，或系统中节点数不是很大时，常采用主-从工作模式，即系统中只存在唯一的主节点(通常是上位计算机)，其余各节点都处于从属地位。

总线的占用与分配完全由主节点来主导，从节点要完全“听从”主节点的“指挥”。主节点以巡回轮流的方式，逐一扫描各节点，并与其建立通信联系。扫描是以广播方式进行的，扫描编码串中的地址字段包含有某个待访问节点的地址，所有从节点都接收同一编码串，然而，只有与编码串中地址相同的节点，才会对接收的代码进行分析、执行主机命令、修改某些现场参数，并将现场的状态数据回传给主机，发送完毕后立刻释放总线。其他RS485节点则由于地址不符，故会弃掉刚才收到的码串，不作任何回应。

可以看出，当RS485节点数较多时，对各节点轮流扫描一遍所需要的时间开销是相当可观的，这意味着系统实时性差，RS485总线的通信效率降低。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种避免主从设备冲突的RS485通信系统及方法，能够实现主设备和从设备在自己的时隙发送数据，有效提高设备的实时性和可靠性。

本发明提供一种避免主从设备冲突的RS485通信系统，该系统包括一个主设备和多个从设备，