[发明专利]在RS485总线中利用特殊帧控制总线上节点发送的方法

说明书

技术领域

本发明适用于使用RS485总线作为信息的传输通路，在总线上有多个节点、每个节点都有可能有数据发送的应用场合，具体的涉及在RS485总线中利用特殊帧控制总线上节点发送的方法。 

背景技术

在利用RS485总线作为数据传输时，各个节点处于常接收状态，同一时间只有一个节点发送数据时其他节点是能够正确接收的；当总线上同时有一个以上的节点发送数据时则会使总线上的码流相互干扰，使接收到的数据产生错误。 

发明内容

本发明的目的是通过分配总线上节点发送权的方式，保证总线上每一时刻只有一个节点在发送数据。 

本发明在RS485总线中利用特殊帧控制总线上节点发送的方法是系统对内部的各个MCU进行功能分级，制定特定的两个MCU以主从的方式兼做为RS485总线的发送控制权控制者，系统内的MCU只有拿到了发送控制权才能够发送数据。 

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现： 

在RS485总线中利用特殊帧控制总线上节点发送的方法，包括以下步骤：

步骤1）建立时间片段的帧模型

在时间轴上以固定的时间间隔T划分成N个时间片段，每个时间片段作为一帧；

步骤2）生成帧

步骤2.1）指定挂接在总线上的两个节点MCU以主/备的方式作为帧生成器；

步骤2.2）以主工作模式的节点MCU上电开始生成地址帧，相邻的两个地址帧的间隔为地址帧最大的主发数据帧最大的被动数据帧长度，及两次发送的响应时间，总线上的数据帧根据作用可划分成：地址帧、主发数据包和被动数据包，而以从工作模式的节点MCU上电监听总线是否有地址帧，如果有，则保持从工作模式，如果没有则执行步骤2.3；

步骤2.3）无地址帧时间是否达到设定界限，如果未达到则跳转步骤2.2，如果达到则执行步骤2.4；

步骤2.4）以从工作模式的节点MCU切换为主工作模式开始生成帧；

步骤3）分配节点地址

为总线上的每个节点分配一个唯一的地址，当节点收到所述地址帧内的地址与自身的地址一致时将具备数据发送权。

步骤3.1）获得发送权的节点在t1时间内把要发送的数据发到总线上，此数据包称为主发数据包，最大的发送时长为t2。 

步骤3.2）总线上的其余节点接收并分析所述主发数据包，当是需要自己立即回答的则在t3时间内给出应答，发出被动数据包，对应的最大发送时长为t4。 

进一步的，每帧的长度T=t1+t2+t3+t4，当系统内的所有节点均不存在被动数据包时，则：t3=0 t4=0，每帧的长度变为T=t1+t2。 

本发明的有益效果是: 

本发明解决了总线上多主发送数据的问题，总线上的每个节点都有发送数据的权利，并且在保证关键信息实时性的同时，避免了多主的发生。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1 为主/备的方式的帧生成器工作流程图；

图2 为产生主发数据包和被动数据包的节点MCU工作流程图；

图3 为RS485的特殊帧结构。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。 

参照图1所示，挂接在总线上的两个节点MCU以主/备的方式作为帧生成器，其过程为： 

1）上电进入工作模式；

2）监听总线上有无地址帧，如果有，则保持从工作模式，继续监听，如果没有则进入下一步；

3）监测无地址帧时间是否超过设定上限，若没超过则返回上一步，若超过则进入下一步；

4）工作模式由从工作模式切换到主工作模式，并且地址帧产生周期为T的定时器；

5）定时器每计时完一个周期T，则主工作模式节点MCU从地址列表中提取一次地址，然后输出一次地址帧，再修改一次地址列表指针，重复步骤5；

参照图2所示，产生主发数据包和被动数据包的节点MCU工作流程：

1）节点MCU上电工作；

2）监听总线上的全部数据；