[实用新型]一种基于单主多从协议实现多主机的装置有效

专利信息
申请号: 201921632109.1 申请日: 2019-09-28
公开(公告)号: CN210294853U 公开(公告)日: 2020-04-10
发明(设计)人: 姜浩;周雪艳;张淑珍 申请(专利权)人: 徐州可云智能科技有限公司
主分类号: G05B19/042 分类号: G05B19/042
代理公司: 北京天盾知识产权代理有限公司 11421 代理人: 解敬文;施艳荣
地址: 221113 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 单主多 协议 实现 主机 装置
【说明书】:

本实用新型提供了一种基于单主多从协议实现多主机的装置,包括:处理器模块、至少两个主机接入模块、至少一个从机接入模块;所述主机接入模块和从机接入模块分别连接所述处理器模块,用于实现主机和处理器模块、从机和处理器模块之间的通信。本实用新型在原单主485网络上扩展1路主机接口,共具有3个RS485接口,每个口都采用电源隔离和信号隔离,带有TVS,自恢复保险丝。结合缓存协调的软件算法,当两主机同时通信时,另一路主机的数据被缓存,待总线空闲时,再通信另一路,完全解决了单主多从协议上多主机的通信故障问题,避免了数据碰撞,且合理利用了处理器内存资源和逻辑单元资源,具有通信可靠,效率高的有益效果。

技术领域

本实用新型涉及单主多从通信领域,具体涉及一种基于单主多从协议实现多主机的装置。

背景技术

随着物联网概念的提出,相关产业的落地,物联网产业迎来飞速的发展,遍布于世界各个角落的电子传感器,仪表,设备,控制器等等,电子终端设备都有接入物联网的需求,而绝大多数存量终端并不具备多余的接口来加入物联网,这就使得物联网最后1公里面临巨大挑战。

在存量市场上,仪表,控制器,传感器等等,有很大部分采用的是2线制485,而所支持的协议绝大多数是MODBUS协议,自由协议。Modbus协议采用的是简单的主从应答机制,即主机向从机发送请求,从机对主机的请求进行应答。该协议公开发表且无版权税,有许多公司的产品支持Modbus协议。同时,Modbus网络在通讯的时候有着较高的可靠性,并且其帧格式较简单,较易进行开发。按照Modbus协议规定,Modbus网络中只能存在一个主机,其余均为从机。这样一主多从的结构存在以下几个问题。首先,一旦主机出现故障,则整个网络陷于瘫痪,无法实现对从机的查询工作。其次,单主机网络架构无法实现多主机对于网络内部资源的访问。由于单主机网络架构存在以上的缺点,如何在Modbus网络中实现多主机共存,并实现多主机对于网络的访问的成为当今Modbus网络所需要解决的一个难题。

如果为了实现万物互联而替换硬件,更改程序,改变架构,那么将会耗费巨大的人力物力,并且也使得原有设备变的不稳定。单主多从协议不支持多主机,目前的通用做法就是强行在总线上加入主机,然后通过在主机上设置不同的采样周期,或者是通过某种手段监测总线空闲,来减少两个主机的冲突。然而这种手段并不可以绝对避免数据碰撞。为此,申请号为201721065206.8的中国专利,公开了一种基于Modbus协议的多主机通讯系统:当通讯系统运行时,多个Modbus通讯主机同时请求Modbus通讯从机信息时,利用中断处理方式,将多个Modbus通讯主机的通道分别进行标记,存入DMA缓冲区,进行轮询中断处理,首先将第一个Modbus通讯主机的请求信息通过RS485接口模块发送给Mod bus通讯从机,此后根据Modbus通讯协议在中断程序中进行Modbus通讯主机和Modbus通讯从机信息的交互,当交互完成后,释放Modbus通讯主机和Modbus通讯从机的通路,然后进行第二个Modbus通讯主机和Mod bus通讯从机的通讯交互,依此类推。

上述对多主机Modbus通讯通道的分别进行标记,存入DMA缓冲区,并轮询中断的方式,轮流进行主从交互,虽然实现了多主机对于网络内部资源的访问,来减少两个主机的冲突。然而这种手段并没有从根本上解决数据碰撞,且轮询中断、轮流进行主从交互的单线程执行方式,并没有合理利用单片机内存资源和逻辑单元资源,导致通信效率低下,迫切需要加以改进。

实用新型内容

为解决上述问题,本实用新型提供了一种基于单主多从协议实现多主机的装置。本实用新型在原单主485网络上扩展1路主机接口,共具有3个RS485接口,每个口都采用电源隔离和信号隔离,带有TVS,自恢复保险丝。结合缓存协调的软件算法,当两主机同时通信时,另一路主机的数据被缓存,待总线空闲时,再通信另一路,完全解决了单主多从协议上多主机的通信故障问题,避免了数据碰撞,且合理利用了处理器内存资源和逻辑单元资源,具有通信可靠,效率高的有益效果。

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