[实用新型]竞争式RS-485总线多主通讯系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一个通讯系统。

背景技术

如图1所示，在传统的RS-485总线中，总是有一个唯一的主节点，其它节点均为从节点。其工作过程如图2所示，通讯总是由主节点发起，从节点收到命令后，得到总线控制权，再向总线上发送信息。发送结束后，总线控制权又归还给主节点。从节点只有在主节点问询时，才能发送数据，因此不能传送告警等紧急数据；从节点间不能互通，只能通过主节点中转，影响速度。为了提高节点数据传送，引入总线监听总线的竞争机制，其工作流程如图3所示，总线监听式总线竞争机制中依靠CPU对监听到的总线数据与所发送的数据进行比对，来判断总线上传输的数据是否正确，以字节为单位。如果产生冲突，则本次发送失败，需要等待一段时间后重新竞争总线。其需要在CPU中增加节点竞争的软件模块，由于需要软件处理判断时间，节点数据传输时间长，而且其只能检测出总线冲突，不能主动避让，一旦出现冲突，通讯失败，需重新竞争。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供竞争式RS-485总线多主通讯系统，以实现多主节点间的即可信息互通，提高通讯速度的目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

竞争式RS-485总线多主通讯系统，包括设于总线上的多个节点、与总线相连的接口芯片，其特征在于：节点设有输入端与节点发送信号端及节点接收信号端连接的同或门电路、与同或门电路输出端连接的双路D型上升沿触发器、输入端与双路D型上升沿触发器输出端及节点发送信号端连接的或门电路，或门电路输出端、节点接收信号端与接口芯片连接，接口芯片的正极输出端与电源正极之间设第一电阻，接口芯片的负极输出端与接地端之间设第二电阻。节点的发送信号端与接收信号端信号经同或门电路后产生竞争结果信号，相同时竞争结果信号为高，表示发送成功，不同时竞争结果信号为低，表示发送失败；当竞争结果信号为低时，双路D型上升沿触发器输出被置为1，经或门电路后输出为1，接口芯片停止发送数据；当总线处于空闲状态时，节点发送信号端及接收信号端均为高，竞争结果信号为高，处理器从节点的发送信号端发送数据，在第一个下降沿，双路D型上升沿触发器输出为0，此时或门的输出由发送信号端信号决定，当发送信号端信号为0时，接口芯片向总线输出0，当发送信号端信号为1时，接口芯片处于接收状态，总线由第一电阻和第二电阻维持1的状态。在总线竞争过程中，由于多个节点同时向总线上发送数据，当同时有“0”、“1”时，即会产生冲突，会造成节点接口损坏，严重时会导致总线瘫痪，为避免总线冲突，在节点接口设计时采用类似开漏输出的方式，即节点接口只向总线上输出“0”信号，“1”信号靠总线上匹配的第一、第二电阻保持，以此避免节点间的数据冲突。本系统中采用硬件冲突检测方式，以位为单位，一旦产生冲突，失败的一方自动退出，得到控制权的一方则可以继续发送数据，保证本次数据正确发送。因此，本技术方案具有更直接的冲突检测与退出机制，保证高优先级的节点可以优先发送数据，无需延时重发机制。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征。

节点发送信号端经非门电路后与双路D型上升沿触发器的CLK引脚相连。

有益效果：本技术方案通过对RS-485控制方式的改进，实现了多主节点间即时的信息互通，控制方式简单可靠，避免了节点间的总线冲突，具有很高的现场实用价值。 

附图说明

图1是本实用新型总线结构图。

图2是现有的RS-485通讯流程图。

图3是现有具监听功能的RS-485工作流程图。

图4是本实用新型总线结构图。

图5是本实用新型电路原理结构图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。