[发明专利]基于RS-422的工业总线网络装置、系统及通信方法

权利要求书

1.一种基于RS-422的工业总线网络装置，其特征在于，包括链路层控制单元和至少两个物理层控制单元，所述链路层控制单元用于实现数据收发处理并包括环路控制子单元，每一所述物理层控制单元用于实现与一个RS-422收发器的接口功能并包括链路检测子单元；其中：所述链路检测子单元，用于在总线空闲时监听来自连接的RS-422收发器的诊断脉冲，并在预设时间内连续接收到所述诊断脉冲时确认连接建立、否则确认连接断开；所述环路控制子单元仅在链路检测子单元确认连接建立时将对应的物理层控制单元所连接的下一级节点加入链路；

每一所述物理层控制单元还包括总线状态侦听子单元和特征脉冲发送单元，其中所述总线状态侦听子单元，用于在总线状态空闲时向连接的RS-422收发器发送空闲码；所述特征脉冲发送单元，用于在接收到空闲码时不断地以设定频率向连接的RS-422收发器发送诊断脉冲。

2.一种基于RS-422的工业总线网络系统，包括主节点和多个从节点，其特征在于：所述主节点和从节点分别包括如权利要求1所述的网络装置，且所述主节点和多个从节点的网络装置经由RS-422收发器连接成菊花链；所述主节点的网络装置通过读取各个从节点的网络装置的环路控制子单元的链路状态获取链路的拓扑结构。

3.根据权利要求2所述的基于RS-422的工业总线网络系统，其特征在于：所述主节点和从节点的网络装置的链路层控制单元包括数据收发子单元；所述主节点的数据收发子单元将发送给所有从节点的周期性交互数据封装到同一数据帧并发送到链路中，且发送给每一从节点的周期性交互数据分别位于该数据帧中的预设位置；所述从节点的数据收发子单元接收到数据帧后，从预设位置读取周期性交互数据或写入周期性交互数据到数据帧的预设位置，并将数据帧转发到链路中的其他从节点。

4.根据权利要求2所述的基于RS-422的工业总线网络系统，其特征在于：所述主节点和从节点的网络装置具有一个数据缓冲区，且该主节点和从节点的数据收发子单元通过握手机制实现非周期性数据的交互。

5.根据权利要求2所述的基于RS-422的工业总线网络系统，其特征在于：所述主节点和从节点的网络装置分别包括状态管理单元，所述从节点的状态管理单元用于完成本节点的链路状态管理；所述主节点的状态管理单元通过自增寻址方式设置各个从节点的节点地址并根据各个从节点的特征信息配置各个从节点的通信参数。

6.一种基于RS-422的工业总线通信方法，其特征在于：包括以下步骤：

（a）主节点和多个从节点的物理层分别在总线空闲时监听来自连接的RS-422收发器的诊断脉冲，并在预设时间内连续接收到所述诊断脉冲时确认连接建立、否则确认连接断开，所述主节点和从节点经由RS-422收发器连接成菊花链；

（b）所述主节点和从节点的物理层在确认连接建立时将所连接的下一级节点加入链路；

（c）所述主节点通过读取各个从节点的链路状态获取链路的拓扑结构。

7.根据权利要求6所述的基于RS-422的工业总线通信方法，其特征在于：所述步骤（c）之后包括：

所述主节点将发送给所有从节点的周期性交互数据封装到同一数据帧并发送到链路中，且发送给每一从节点的周期性交互数据分别位于该数据帧中的预设位置；

所述从节点在接收到数据帧后从预设位置读取周期性交互数据或写入周期性交互数据到数据帧的预设位置，并将数据帧转发到链路中的其他从节点。

8.根据权利要求6所述的基于RS-422的工业总线通信方法，其特征在于：所述主节点和从节点分别具有一个数据缓冲区，且该主节点和从节点通过握手机制实现非周期性数据的交互。

9.根据权利要求6所述的基于RS-422的工业总线通信方法，其特征在于：所述步骤（c）之后包括：

所述多个从节点分别完成本节点的链路状态管理；

所述主节点通过自增寻址方式设置各个从节点的节点地址并根据各个从节点的特征信息配置各个从节点的通信参数。