[发明专利]一种高可靠的波特率自适应系统及方法

说明书

本发明属于仪器仪表通信技术领域，一种高可靠的波特率自适应系统及方法，其中自适应方法包括以下步骤：(1)正常通讯状态，(2)主仪表设备发送请求状态，(3)从仪表设备处理请求状态，(4)主仪表设备接收反馈报文状态，(5)可靠性判断状态，(6)主仪表设备的错误处理状态，(7)从仪表设备的错误处理状态。本发明具有以下优点(1)方法设计上具有高可靠性，误识别、误修改概率更低。(2)方法设计上具有灵活性，可任意修改从、主或总线中的所有设备的波特率。(3)方法设计上具有冗余性，当出现不可避免的错误时有良好的容错处理机制。(4)系统设计上仅通过串行总线通信两根线即可任意设置设备波特率，通信所使用的线同时也是波特率修改信号的接线，不需要额外电路或接线，不影响原有通信接线。

技术领域

本发明涉及一种高可靠的波特率自适应系统及方法，属于仪器仪表通信技术领域。

背景技术

在多控制器的总线中，串行异步通信是一种常用的通信方法，这种方法需要通信的多方约定好，需使用相同的波特率才能正常通信，而常用的波特率有多种，并且工业现场接入的设备往往是变化的，因此波特率自适应功能尤为重要。

现有方法虽然能够实现波特率自适应，但在识别的可靠性、设置波特率的灵活性上不能很好满足实际需求，无法指定自适应波特率的仪表设备、自适应仪表设备的数量以及设定波特率的数值，尤其在干扰较强的工业现场，串行异步总线中会存在很多杂波，对波特率自适应有一定干扰，容易发生波特率自适应指令的误识别，有一些方法引入额外电路，通过引入的信号指令确保波特率自适应的可靠性，但增加的布线需要重新布线，增加仪表设备成本，同时引入的信号也会对串行异步总线造成干扰。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种高可靠的波特率自适应系统及方法，在不增加布线成本和引入额外信号的前提下，读写异步串行总线中任意仪表设备的波特率，更可靠的识别波特率自适应指令，降低误识别波特率修改指令和误修改波特率的发生概率，更灵活、可靠的自适应仪表设备波特率。

为了实现上述发明目的，解决己有技术中存在的问题，本发明采取的技术方案是：一种高可靠的波特率自适应系统，包括异步串行总线及第1、2…N仪表设备，所述第1仪表设备，包括第1波特率自适应模块及第1仪表控制模块，所述第1波特率自适应模块，包括第1筛选模块、第1线路驱动模块及第1状态机模块，所述第1筛选模块通过第1TTL接口与第1线路驱动模块相连，第1线路驱动模块通过第1UART接口与第1状态机模块相连，第1状态机模块通过第1AHB接口与第1仪表控制模块相连，所述第1筛选模块通过第1总线接口与异步串行总线相连；所述第2仪表设备，包括第2波特率自适应模块及第2仪表控制模块，所述第2波特率自适应模块，包括第2筛选模块、第2线路驱动模块及第2状态机模块，所述第2筛选模块通过第2TTL接口与第2线路驱动模块相连，第2线路驱动模块通过第2UART接口与第2状态机模块相连，第2状态机模块通过第2AHB接口与第2仪表控制模块相连，所述第2筛选模块通过第2总线接口与异步串行总线相连；所述第N仪表设备，包括第N波特率自适应模块及第N仪表控制模块，所述第N波特率自适应模块，包括第N筛选模块、第N线路驱动模块及第N状态机模块，所述第N筛选模块通过第NTTL接口与第N线路驱动模块相连，第N线路驱动模块通过第NUART接口与第N状态机模块相连，第N状态机模块通过第NAHB接口与第N仪表控制模块相连，所述第N筛选模块通过第N总线接口与异步串行总线相连。

所述系统采用的自适应方法，包括以下步骤：

步骤1、正常通讯状态，异步串行总线中的设备以原有通讯协议和波特率通讯；

步骤2、主仪表设备发送请求状态，具体包括以下子步骤：

(a)当需要波特率匹配时，以发送波特率自适应请求的设备作为主仪表设备，接收波特率自适应请求的设备作为从仪表设备，异步串行总线中的任意设备均可当作从仪表设备或主仪表设备，主仪表设备根据波特率调整需求，生成三种请求报文，分别为适配从仪表设备波特率请求、修改指定从仪表设备波特率请求、统一异步串行总线波特率请求；