[发明专利]一种C4总线

说明书

一、所属技术领域

本发明涉及一种总线形式，尤其涉及一种总线利用率高，实时性好的C4总线。

二、背景技术

现代工业通讯中常用的总线通讯有CAN通讯和RS485通讯。RS485通讯的优点是成本低，但RS485大多采用半双工通信，在整个网络中任一时刻只能有一个主节点处于发送状态并向总线发送数据，其他所有节点都必须处于接收状态。如果有两个或两个以上节点同时向总线发送数据，将会导致所有发送方的数据发送失败。另外，在RS-485总线构筑的半双工通信系统中，一般采用主从通信模式，即整个系统中只有一个为主节点，总线上所有其它节点都是从节点，通信方式一般是主节点循环轮询各个从节点。一旦主节点发生故障，将导致整个系统的崩溃。其次，系统通信效率低，因为无论某一个节点是否需要发送数据或需要使用总线，都要等到主节点轮询到自身，从而使得系统总线利用效率低，实时性差。也降低了系统的可靠性和灵活性。

CAN通讯可实现多主通讯，当CAN总线上的一个节点发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点，对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。不同的节点可同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性好，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。但CAN通讯的缺点是成本较RS485高很多。

三、发明内容

为解决通讯总线中既能提高系统实时性，可靠性和灵活性，又能降低成本，本发明提供一种C4总线。该总线采用类DMX512协议，采用RS485硬件总线形式，即提高总线的实时性，也提高了系统的可靠性和灵活性，又减低成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在总线硬件传输上采用485控制芯片，协议采用类DMX512协议。为解决RS485总线上数据传输中出现的数据碰撞问题，采用载波侦听多路复用技术(CSMA)。载波侦听，指任何连接到总线的设备在欲发送帧前，必须对总线进行侦听，当确认其空闲时，才可以发送；多路复用，指多个设备可以同时访问总线，一个设备发送的帧也可以被多个设备接收。载波侦听多路复用在发送数据时边发边检查，一旦检测到冲突，设备立即停止发送数据，有效减少冲突的发生，减低了误码率，提高了信道利用率。

DMX512数据协议是美国舞台灯光协会(USITT)于1990年发布的一种灯光控制器与灯具设备进行数据传输的标准。DMX512发送的信息包括2-513个字节，一个数据字节又和一个起始位和两个结束位一起组成一个帧。第一个字节是起始字节，接下来的字节是传送到控制设备上的数据。控制数据的第一个是回路1的，第二个字节给回路2，依次类推，直到最后在一根数据线传给总共512回路。

本发明的有益效果是，在降低成本的同时，提高系统的可靠性，稳定性和提高总线的利用率，实时性。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1：载波侦听的两种形式。

图2：本发明实施例1控制原理图。

图3：本发明实施例2控制原理图。

图中，1、CPU中央处理单元，2、DO点位，3、DI点位，4、AO点位，5、AI点位，6、磁保持继电器模块，7、数字输入模块，8、模拟输入模块，9、模拟输出模块。

四、具体实施方式

图1为数据发送时，为避免发生数据碰撞所采取的载波侦听的形式，当主设备需要发送数据给从设备时，需先对总线侦听一段时间，检测总线上是否有数据传输(总线是否空闲)，若总线空闲，则直接发送数据给从设备；若总线上有数据传输(总线忙)，则间隔一段时间或超过设定的一段时间再侦听，直至总线空闲时再发送数据。

图2，为智能系统点位图，CPU(中央处理单元)1通过RS485总线连接DO2，DI3，AO4，AI5点位。CPU(中央处理单元)1下可扩展连接控制128个DO点位，128个DI点位，32个AI点位和32个AO点位(点位数量可根据要求定义)。其中CPU(中央处理单元)1本身包含8个DO点位(DO0-DO7)和8个DI点位(DI0-DI7)，故其还可扩展120个DO点位(DO8-DO127)，120个DI点位(DI8-DI127)，32个AO点位(AO0-AO31)，32个AI点位(AI0-AI31)。