RS485总线实现多机通信
485 多主机通信机制
485 多主机通信机制485多主机通信机制，是指通过一种基于以太网的通信协议，实现多个主机之间的高速数据传输和通信的技术。
本文将详细介绍485多主机通信机制的原理、特点和应用。
一、485多主机通信机制的原理485多主机通信机制是基于RS-485通信协议的，RS-485是一种串行通信协议，支持多主机通信。
它采用差分信号传输方式，具有抗干扰能力强、传输距离远、传输速率高等优点，适用于工业环境中的数据通信。
在485多主机通信机制中，每个主机都有一个唯一的地址。
当一个主机要发送数据时，它会先发送一个起始信号，然后将数据按字节发送出去。
其他主机会监听总线上的信号，如果检测到起始信号，就会暂时放弃总线的控制权，等待发送数据的主机发送完毕后再参与通信。
在485多主机通信机制中，还有一个重要的概念是主机的优先级。
每个主机都有一个优先级，优先级高的主机具有更高的控制权，在总线上能够更快地发送数据。
当多个主机同时要发送数据时，优先级高的主机会优先发送，而优先级低的主机会等待。
二、485多主机通信机制的特点1. 高速传输：485多主机通信机制支持高速数据传输，最高传输速率可达10Mbps，能够满足实时性要求高的应用场景。
2. 长距离传输：485多主机通信机制采用差分信号传输方式，传输距离可达1200米，适用于工业环境中远距离的通信需求。
3. 抗干扰能力强：485多主机通信机制采用差分信号传输方式，能够有效抵抗电磁干扰和噪声干扰，保证数据传输的可靠性。
4. 多主机通信：485多主机通信机制支持多个主机同时进行通信，每个主机都有一个唯一的地址和优先级，能够实现灵活的数据交互和控制。
三、485多主机通信机制的应用1. 工业自动化：485多主机通信机制广泛应用于工业自动化领域，用于实现各种设备之间的数据通信和控制，如PLC、传感器、执行器等。
2. 智能楼宇：485多主机通信机制可用于智能楼宇系统中，实现楼宇设备之间的数据传输和控制，如照明控制、空调控制、安防监控等。
RS485多机通信一主机两个下位机
一、原理图
二、程序
1、上位机程序
#include "main_host.h"
/*延时t毫秒*/
void delay(uint t)
{
uint i;
while(t--)
{
/*对于11.0592M时钟，约延时1ms */
}
/*主程序*/
void main()
{
uchar i = 0;
uchar addr_tmp;
uchar data_tmp;
init_serial();//串口初始化
EA = 0;//关闭所有中断
/*发送地址帧并接收应答信息，如果接收的信号与发送的地址信息不同，则重新发送地址帧*/
P0=0xff;
addr=P0; //下位机地址初值（第一个下位机地址）
P1=addr;
/*进入设备应答*/
while(1)
{
SM2 = 1;//只接收地址帧
/*如果接收到的地址帧不是本机地址，则继续等待*/
addr_tmp = addr-1;
while (addr_tmp!=addr)
{
addr_tmp=ReciveUart();
}
/*发送本机地址作为应答信号，准备接收数据*/
#define uint unsigned int
/*握手信号宏定义*/
#define DataCMD 0x55//接收成功
#define ERR 0xaa//接收错误
#define BASE_ADDR 0x51 //下位机地址基址
RS485串口通信原理
RS485串口通信原理一、RS485串口通信协议原理与特点1.电平传输特点：RS485通信使用差分信号进行传输，即通过正负两个信号线分别传输高低电平，抵消了电磁干扰对信号的影响，提高了传输的抗干扰性能。
2.单主多从：RS485通信存在一个主机和多个从机，主机负责向从机发送指令，而从机接收指令并返回数据。
3.半双工通信：RS485通信只能在一个方向上进行通信，即由主机发送指令到从机，或者从机发送数据到主机，无法同时进行双向通信。
4.多层级网络：RS485通信可以通过多级网络实现跨越更长的距离和更多设备的通信，每级网络之间通过中继器进行连接。
二、RS485通信方式1.同步方式：同步通信是指主机和从机之间在时钟方面进行同步的通信方式。
主机发送时钟信号给从机，从机根据时钟信号进行数据发送和接收，确保数据的完整性和准确性。
同步通信的优点是数据传输速度快，但对时钟同步要求较高。
2.异步方式：异步通信是指主机和从机之间不需要进行时钟同步的通信方式。
主机和从机之间通过控制字符进行数据传输和接收，可以自由控制数据传输速度和时钟精度。
异步通信的优点是适用性广，不需要严格的时钟同步，但数据传输速度较慢。
三、RS485通信协议1.物理层：RS485通信采用差分传输的物理层信号，正负两个信号线分别传输高低电平数据。
通信时需进行数据电平转换，将逻辑高电平和逻辑低电平转换为物理层的高电平和低电平信号。
2.数据链路层：RS485通信的数据链路层采用帧结构进行数据的传输和接收。
数据帧包括起始位、数据位、校验位和停止位。
起始位用于表示数据帧的开始，数据位用于存储实际传输的数据，校验位用于验证数据的准确性，停止位用于表示数据帧的结束。
四、RS485通信应用场景1.工业自动化控制：RS485通信可用于PLC控制系统、工业仪表传感器等设备之间的通信，可实现工业自动化控制和数据采集。
2.楼宇自控系统：RS485通信可用于楼宇自控系统中的空调、照明、电梯等设备之间的通信，实现楼宇设备的集中控制和管理。
RS485接口芯片的介绍以及多机通讯的实现
Ｒ ＊Ｄ Ｅ 。 Ｅ端 。 上 电复 位 时 ， 在 由于 硬 件 电 路 稳 定需 要 一 定 的 时 间 ， 并 且 单 片 机 各 端 Ｅ复 位 后 处 于高 电平 状 态 ， 样 就会 使 总线 上 各 ｌ 这 个 分 机 处 于 发 送 状 态 。 上 上 电 时 各 电 路 的不 稳 定 ， 能 向 总 线 加 可 发送 信 息 。 因此 ， 如果 用 － Ｅ线 作 发 送 和 接 收 控制 信 号 ， 该 将 一根 ｌ 应 ７ １线 反向后接人 Ｓ ７ １６的控制端 ，使上 电时 Ｓ ７ ｌ６处于接 １ Ｎ ５７ Ｎ ５７
１ 简介
Ｒ－８ Ｓ ４ ５接 口芯 片 已 广 泛 应 用 于 工 业 控 制 、 器 、 表 、 媒 仪 仪 多 体 网 络 、 电一 体 化 产 品 等 诸 多 领 域 。可 用 于 Ｒ 一 ８ 机 Ｓ ４ ５接 口的 芯 片 种类 也越 来 越 多 。 如何 在 种类 繁多 的接 口芯 片 中 找 到最 合 适 的 芯 片 ， 摆 在 每 一 个 使 用 者 面 前 的一 个 问题 。 Ｓ ４ ５接 Ｖ在 不 同 是 Ｒ －８ Ｉ 的 使用 场合 ， 芯 片 的 要 求 和 使 用方 法 也 有 所 不 同 。使 用 者 在 芯 对 片 的选 型 和 电路 的设 计 上 应 考 虑 哪 些 因 素 。 由于 某 些 芯 片 的 同 有 特 性 ， 信 中有 些 故 障 甚 至 还 需 要 在软 件 上 作 相 应 调 整， 通 Ｒ 一８ Ｓ ４ ５串行总线接 Ｅ标 准以差分平衡方式传输信号 。具有 ｌ 很 强 的 抗 共 模 干 扰 的 能 力 ． 许 一 对 双 绞线 上 一 个 发 送 器 驱 动 多 允 个 负 载 设 备 。 业 现 场 控 制 系 统 中一 般 都 采 用 该 总 线 标准 进 行 数 工 据传输 。 且一般采用 Ｒ －８ 而 Ｓ ４ ５串 行总 线 接 口标 准 的 系 统 都 使 用 ８４ ０ ４芯 片 作 为 通 信 控 制 器 或 各 分 机 的 Ｃ Ｕ ０４芯 片 内部 集 成 Ｐ 。８ ４ 了 Ｓ ｌ ， Ｌ 等 通 信 协 议 ， 且 集 成 了 相 应 的硬 件 电 路 ， 过 Ｄ ＨＤ Ｃ 并 通 硬件电路和标准协议 的配合 ，使 系统的通讯准确 、可靠、快 速。 ８４ ０ ４在 市 场 上 Ｅ渐 稀 少 ． 然 有 ８４ ｔ 虽 ３ ４可 替 代 ， 几 百 元 的 价 位 但 与 普 通 单 片 机 几 元 至 几 十 元 的 价 位相 差 甚 远 ． 户在 开发 一 般 的 用 单 片机 应 用 系 统 时 ， 希 望 能 用 简 单 的 电路 和 简 单 的 通信 协 议 完 都 成数据交换 。
基于RS485实现的PC机与单片机多机通信_刘志群
基于RS485实现的PC机与单⽚机多机通信_刘志群第28卷第2期2007年4⽉闽江学院学报J OURNAL OF M I N JI ANG UN I VER SI TYV o.l28N o.2A pr.2007基于RS485实现的PC机与单⽚机多机通信刘志群(闽江学院物理学与电⼦信息⼯程系,福建福州 350108)摘要:介绍了基于R S485实现的PC机与单⽚机串⾏通信控制系统.通过R S485/R S232信号转换电路,PC机根据下位机的地址不间断采集下位机的数据,经过处理后,将控制信号传给下位机,从⽽实现PC机与单⽚机之间的多路远程数据采集和远程控制.关键词:RS485;单⽚机;串⾏通信;数据采集中图分类号:TP274⽂献标识码:A ⽂章编号:1009-7821(2007)02-0044-03 Co munication bet ween PC andM CS-51based on RS485LI U Zh-i qun(P hys ics and E lectronic Informati on Eng i neering D e p ar t m ent of M ingJ iang Universit y,Fuzhou,Fujian350108,Chi na) Abst ract:The contro l syste m based on RS485bet w een PC and si n g le-ch i p m icr oco mpu ter i s i n troduced. Through converti n g si g na l c ircu it o fRS485/RS232,PC gathers data fr o m M CS according to the address of si n g le-chip m i c roco m puter,and sends contro l si g na l to si n g le-chip m i c roco m puter a fter appropriate trea-t m en,t so as to ach i e ve m ultiple-access re m ote data acquisiti o n and re m ote contro.lK ey w ords:RS485;sing le-ch i p m icroco m puter;ser i a l co mm un ication;data acquisiti o n0 引⾔⽬前PC机与多台单⽚机构成的分布式⼯业控制系统、数据传输系统等在⼯业现场的应⽤越来越⼴泛.它既利⽤了单⽚机功耗低、价格便宜、功能强⼤、抗⼲扰能⼒好等优点构建适宜分布于⼯业现场、使⽤⽅便灵活的监控站或下位机,⼜结合PC机丰富的软硬件资源,提供管理功能强⼤、⼈机界⾯友好的操控平台.⽽随着近⼏年来变频技术的不断发展,多单⽚机应⽤系统⼜以由单⽚机实现的变频控制为突出代表.在这类控制系统中,稳定可靠、⽅便快捷的数据通信是实现系统功能的基础和保障.因此,根据系统的实际⼯作环境条件,选择恰当的接⼝形式和通信协议,设计合理通信软件和硬件控制电路就显得⼗分重要. RS485是⼯业界使⽤最为⼴泛的双向、平衡传输线标准接⼝,它以半双⼯⽅式通信,⽀持多点连接,允许创建多达32个节点的⽹络(某些驱动器模块可增加⾄128个),具有传输距离远(最⼤传输距离为1200m),传输速率快(1200m时为100kb it/s)等优点,⽤于多站互连时,便于组建成本低廉、可靠性⾼及分布范围较⼴的总线⽹络.⽂章结合聊城⾃来⽔公司利⽤PC机集中监控多台变频器实现供⽔的⼯程项⽬简要介绍RS485串⾏通信部分的设计与调试.1 硬件设计在⼯程项⽬中,系统由⼀台主控PC机和多台位置分布不同的下位机(其单⽚机应⽤控制系统是基于80C196MH z的变频器).本系统的下位机可以接⼊其他处理器的多单⽚机应⽤系统,例如性能优异,操作简收稿⽇期:2006-11-21作者简介:刘志群(1980-),男,⼭东潍坊⼈,闽江学院物理学与电⼦信息⼯程系助教.第2期刘志群:基于RS485实现的PC 机与单⽚机多机通信图1 通信系统结构框图F i g .1 T he confi gurati on of communicati on syste m 单的51系列单⽚机等.通信系统结构框图如图1所⽰.1.1 信号转换电路PC 机不提供RS485接⼝,只有USB 接⼝、并⼝和RS232串⼝,这⾥我们使⽤串⼝通信,但是由于RS232和RS485的电平也不匹配,所以必须借助⼀信号(或者电平)转换电路,实现上位机RS232到RS485的信号转换.这⾥采⽤光电耦合器件实现信号转换,芯⽚选择MAX485,其硬件实现可以采⽤如图2电路[1](289).1.2 单⽚机与RS485的连接电路各变频器由单⽚机89S51实现控制,单⽚机与MAX485总线的连接则⽐较简单,为了提⾼抗⼲扰能⼒,各监控站的单⽚机系统与MAX485之间通过光电隔离器件连接,通过单⽚机的P1.0引脚控制MAX485的⼯作状态.其硬件实现电路如图3所⽰[2](285).2 软件设计由于485总线是⼀种异步半双⼯的通信总线,在某⼀时刻,总线只可能呈现出⼀种状态,在PC 机与多单⽚机系统构成的多机通信系统中,⼀般采⽤主从式通信,主机处于主导和⽀配地位,定时发出监控命令后等待从机的应答.各从机处于侦听状态,不能主动往总线发送数据,必须等待主机的命令,在接收到地址帧后,⽴即判断是否在呼叫⾃⼰,如果不是则不予理睬.如果是则继续接收下⾯的数据.接收完⼀个主机监控命令后先进⾏校验,如果校验正确则解析接收的监控命令,并根据命令回送相应的应答帧.⽽且任何时刻只能有⼀个单⽚机处于发送状态,但主机发送时所有单⽚机必须都处于接收状态.2.1 通信协议主机发送命令帧格式按如下标准:地址命令命令索引数据校验和从机根据不同的命令和命令索引作相应的处理,并回送应答帧,从机应答帧按如下标准:帧头地址命令命令索引数据校验和帧尾主机接收到帧头表⽰该帧的开始,连续接收从机回送的数据,直到收到帧尾表⽰该帧的结束,准备接收下⼀帧.⼀次通信完成[3](235).波特率设置:9600bit/s ;传送帧格式:1位起始位、8位数据位、1位数据/地址标志位、1位停⽌位.主机发送并为从机接收的信息有两类:数据/地址标志位为1表⽰发送的是地址(即需45闽江学院学报第28卷要和主机通信的从机地址),数据/地址标志位为0表⽰发送的是数据.校验⽅式:和校验;传送⽅式:主机查询,从机中断.2.2 上位机软件设计在标准串⼝通信⽅⾯,VB 提供了具有强⼤功能的通信控件M SCo mm ,该控件可实现串⾏通信数据的发送和接收,对串⼝状态及串⼝通信的信息格式和协议进⾏设置.该控件屏蔽了通信过程中的底层操作,程序员只需设置好M SCo mm 控件的属性和事件就可以实现异步串⾏通信[4](54).程序设计中对M SCo mm 控件的常⽤属性设置如下:图4 上位机通信流程图F i g .4 T he flo w cha rt of PCM SCo mm 1.Settings ="9600,M,8,1"M SCo mm 1.EOFEnab le =T r ueM SCo mm 1.RThresho l d =1M SCo mm 1.OutBu ffer Count =0M SCo mm 1.InBuffer Count =0M SCo mm 1.Port O pen =T r ueM SCo mm 1.RTSEnable =Fa lsePC 发送完地址帧之后,数据帧之前重新设置串⼝如下:M SCo mm 1.Port O pen =Fa lseM SCo mm 1.Settings ="9600,S ,8,1"M SCo mm 1.Port O pen =T r ue发送:M SCo mm 1.Output ="xxx";命令,索引,数据,校验和.通过ti m er 定时器适当延时之后转为接收状态等待接收从机响应帧,利⽤Input 属性从接收缓冲区读取直⾄从机应答字符图5 下位机串⾏中断流程图F ig .5 The flo w cha rt of i n terruption串的结束标志帧尾:MS Co mm 1.RTSEnable =T r ue .上位机对多个从机的通信是通过ti m er 定时器的间隔属性I nterva l 实现的,ti m er .I nterva l=2000,在ti m er 事件中写⼊主机与各个从机通信的⼦程序,这样每间隔2s 激活⼀次ti m er 事件,主机和各个从机完成⼀次通信.流程图如图4所⽰.2.3 MCS-51系列单⽚机多机通信的实现M SC -51单⽚机串⾏⼝控制器SC ON 中的S M 2为多机通信控制位,主要应⽤于串⾏⼝⼯作⽅式2和⽅式3;若S M 2=0,接收到的第九位数据⽆论为0还是1,数据都装⼊SB UF ,并置R I=1,向CPU 发出中断请求;若SM 2=1,则只有接收数据的第九位为1接收到的字符才有效,并置R I=1,并向CPU 发出中断请求.多机通信过程可如下归结:1)所有从机初始化为S M 2=1,接收状态,以便接收主机发来的地址(地址帧第9位数据为1,则从机进⼊相应的中断服务程序,⽽数据帧第九位为0,从机不予理睬,从⽽保证接收到的第⼀个数据是从机地址).2)所有从机在S M 2=1,RB8=1,R I=0时接收主机发来的从机地址进⼊中断和本机地址⽐较以确认是否为被寻址从机.3)被寻址从机通过指令清除S M 2,以正常接收主机继续发来的数据,未被寻址的从机仍保持SM 2=1,并退出各⾃中断,等待下次通信主机发来的地址.这样就保证了多机通信中的⼀对⼀通信[5](185).4)被寻址从机在本次通信完成后重新使S M 2=1,并退出中断服务程序,等待下次通信.流程图如图5.(下转第121页)46121第2期钟惊雷:研究⽣⼼理健康状况调查因⽽,其⼼理健康状况在四个学科的研究⽣中是最好的.3.2.4 ⼊学前有⼯作经历的研究⽣⼼理健康⽔平显著低于⼊学前⽆⼯作经历的研究⽣,这或许是由于他们在⼯作以后重新回到校园,⽣活环境改变较⼤,很难再把全部的精⼒集中到学业上来,对学习和科研任务有时会有难以胜任的之感;同时,有些有⼯作经历的研究⽣已组成了⾃⼰的家庭,⾯对的⽣活压⼒要⽐没有⼯作经历的研究⽣⼤的多.4 结论本次调查结果表明,性别、年级、学科和⼯作经历都是影响研究⽣⼼理健康状况的重要因素.研究⽣的⼼理健康状况不容乐观,需要学校和社会给予⾼度的重视,可通过开设有关⼼理知识讲座、创⽴⼼理健康教育机构、建⽴研究⽣⼼理档案、开展多种形式的咨询与活动等途径对研究⽣⼼理健康进⾏发展性培养和⼲预.其中,男研究⽣、⼆三年级的研究⽣、⼈⽂学科的研究⽣和⼊学前有⼯作经历的研究⽣是关注和⼲预的重点.参考⽂献:[1]⽜雄鹰,张萌.⼭东省驻济⾼校硕⼠⽣⼼理卫⽣状况调查[J].中国⼼理卫⽣杂志,1997(5):296.[2]武晓峰,梁永明.研究⽣⼼理健康状况的调查与思考[J].学位与研究⽣教育,1995(3):47-49.[3]史清敏,王增起.研究⽣⼼理健康状况调查与分析[J].现代教育科学,2002(3):27-29.[4]⽑富强,李振涛.研究⽣⼼理健康状况与个性特征及⽣活事件分析[J].中国⼼理卫⽣杂志,2002(10):663-665.[5]⽑富强,⽑光民,李洁.研究⽣⼼理健康状况初步评价[J].健康⼼理学杂志,2000(1):36-38.[6]孟馥,樊⽂有.研究⽣⼼理卫⽣状况及相关因素研究[J].同济⼤学学报:医学版,2002(4):141-143.[7]夏⽂郁.医学研究⽣⼼理素质亟待提⾼[J].学位与研究⽣教育,2000(1):39-42.(责任编辑:唐诚焜)(上接第46页)初始化程序如下:MOV T MOD,#20HMOV TH1,#0FD HMOV TL1,#0FDH;波特率9600SETB TR1MOV PCON,#00HMOV SCON,#0F0H;⽅式3,S M2=1,允许接收CLR P1.7;控制端低电平,接收状态SETB ESSETB EASJ M P$3 结语本⽂所述⽅案已经成功应⽤于聊城⾃来⽔公司⼀台PC机监控多台变频器的多机分布式供⽔系统中,其硬件接⼝简单,性价⽐⾼,软件和通信协议有很好的通⽤性,可以应⽤于其他⼯程的多机通信控制系统中.参考⽂献:[1]刘光斌,刘东,姚志成.单⽚机系统实⽤抗⼲扰技术[M].北京:⼈民邮电出版社,2003.[2]求是科技.单⽚机典型模块设计实例导航[M].北京:⼈民邮电出版社,2004.[3]何⽴民.单⽚机与嵌⼊式系统应⽤[M].北京:北京航空航天⼤学出版社,2003.[4]范逸之,陈⽴元.V isual B asi c与RS-232串⾏通信控制[M].北京:清华⼤学出版社,2004.[5]李朝青.单⽚机原理及其接⼝技术[M].北京:北京航空航天⼤学出版社,2006.(责任编辑:唐诚焜)。
RS485主从式多机通讯协议
RS485主从式多机通讯协议1.RS485简介2.主从式多机通信协议RS485主从式多机通信协议允许一个主设备控制多个从设备，实现主设备与从设备之间的数据传输和通信协调。
主从式通信分为两个角色，即主机和从机。
主机是整个系统的控制中心，负责向从机发送指令和收集数据。
从机是被控制的设备，负责执行主机发送的指令并向主机发送数据。
3.数据传输格式4.通信流程-主机发送请求：主机向从机发送请求指令。
-从机应答：从机接收到请求指令后，执行相应操作，并向主机发送应答数据。
-主机接收应答：主机接收到从机的应答数据。
-主机发送下一个请求：主机根据需要继续发送下一个请求指令，重复上述步骤。
5.地址识别与从机选择在RS485主从式多机通信协议中，每个从机都有一个唯一的地址，主机通过地址来识别并选择要与之通信的从机。
通常采用软件设置的方式，主机在发送请求指令时会将目标从机的地址加入请求帧中，从机在接收到请求帧后，会根据地址判断是否为自己的请求。
6.错误处理机制RS485主从式多机通信协议中，为了保证通信的可靠性，需要引入一些错误处理机制。
例如，可以使用CRC校验来检测数据传输过程中的错误，并进行错误重传。
此外，还可以使用超时机制来处理通信过程中出现的超时情况。
7.适用范围总结：RS485主从式多机通信协议是一种常用于工业控制领域的通信标准。
它采用主从式通信模式，支持一个主设备控制多个从设备。
数据传输以帧为单位，采用差分技术提高信号传输的可靠性和抗干扰能力。
通信流程包括主机发送请求、从机应答、主机接收应答和主机发送下一个请求。
地址识别与错误处理机制是确保通信可靠性的重要部分。
RS485主从式多机通信协议适用于工业自动化等环境中的数据传输和控制应用。
rs485通信原理
rs485通信原理
RS485通信是一种串行通信协议，用于在多个设备之间进行数据传输。
它是一种平衡差分信号传输方式，可以实现高速、远距离通信。
RS485通信采用差分信号传输，即使用两条信号线进行数据传输，分别为正向信号线（A线）和反向信号线（B线）。
传输时，发送器将数据以差分的方式发送出去，接收器则通过比较两条信号线上的电平差异来还原出数据。
由于使用差分信号，RS485通信具有较强的抗干扰能力，可以在较差的电磁环境下稳定工作。
RS485通信采用半双工方式，即同一时间内，数据传输只能是单向的，要么是从发送器向接收器传输数据，要么是从接收器向发送器传输数据。
为了实现多个设备之间的通信，常用的方式是在总线上连接多个RS485设备，通过总线进行数据传输。
在总线上，各个设备通过设置不同的地址来进行区分，并且在进行数据传输时需要先请求总线控制权。
这样可以确保每个设备在适当的时机发送数据，避免冲突。
RS485通信速度可以根据具体应用进行设置，一般可以达到几十kbps到几Mbps的速度范围。
此外，RS485通信还可以支持多主机结构，即多个设备可以同时成为总线的主机，实现分布式控制。
总之，RS485通信是一种可靠、抗干扰能力强的串行通信协议，
适用于远距离、高速度的数据传输。
它的差分传输方式、半双工通信以及多主机支持等特点使其在工控领域得到广泛应用。
基于RS485的多主机对等通信系统的设计与实现
软件优化：提高 通信效率，降低 资源消耗
主从机连接与通信流程实现
硬件连接：RS485 总线连接多个主机， 实现数据传输
通信协议：制定并 实现通信协议，保 证数据传输的准确 性和可靠性
数据传输：实现数 据的发送和接收， 保证数据的完整性 和实时性
错误处理：实现错 误检测和恢复机制 ，保证通信的可靠 性和稳定性
A
B
C、以太网等
降低功耗：优化硬件设 计，降低系统功耗，提
高能源利用率
增强安全性：采用加密 技术，提高通信数据的
安全性
提高兼容性：支持多种 硬件平台和操作系统，
提高系统的通用性
总结与展望
系统特点与优势总结
基于RS485的多主机对等通信系统，实 现了多主机之间的实时通信和数据共享。
03
测试方案：功能测试、性能测试、兼容性 测试等
02
软件环境：操作系统、测试软件、驱动程 序等
04
测试结果分析：测试数据、测试报告、问 题定位等
测试过程及结果分析
测试环境搭建：搭建 测试环境，包括硬件
和软件
测试方法：选择合适 的测试方法，如黑盒 测试、白盒测试等
测试数据准备：准备 测试数据，包括正常
度
增强系统稳定 性：优化系统 设计，提高系 统抗干扰能力
降低功耗：采 用低功耗器件， 降低系统能耗
扩展应用领域： 将RS485技术 应用于更多领 域，如工业自 动化、智能家
居等
THANK YOU
0 终端电阻：在总线两端添加终端 4 电阻，防止信号反射和干扰
0 硬件测试：通过测试验证硬件设 6 计的正确性和可靠性
通信软件设计
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RS485主从式多机通讯协议
RS485主从式多机通讯协议：一、数据传输协议此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。
它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。
它制定了消息域格局和内容的公共格式。
此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。
如果需要回应，控制器将生成反馈信息按本协议发出。
1、数据在网络上转输控制器通信使用主—从技术，即仅一设备（主设备）能初始化传输（查询）。
其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。
主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。
如果单独通信，从设备返回一消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则从设备不作任何回应。
协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。
从设备回应消息也由协议构成从设备回应消息也由协议构成，，包括确认要行动的域、包括确认要行动的域、任何要返回的数据任何要返回的数据任何要返回的数据、、和一错误检测域。
和一错误检测域。
如果在消息接收过程中发生一错误如果在消息接收过程中发生一错误(无相应的功能码)，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。
2、在对等类型网络上转输在对等网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。
这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。
在消息位，本协议仍提供了主—从原则，尽管网络通信方法是“对等”。
如果一控制器发送一消息，它只是作为主设备，并期望从设备得到回应。
同样，当控制器接收到一消息，它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。
3、查询—回应周期（1）查询查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。
数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。
错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。
上位机和多台下位机的485通信
自动化技术与应用 200116
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他们实现的工作过程相同 : 一是接受上位机发来的 数据 ;二是采集现场数据将合法数据存储起来 ,在合 适的时间传至上位机 。这系统采用主从结构 ,下位机 之间不能通信 ,上位机可以和每一台下位机通信 ,而 且什么时候通信以及做什么是完全由上位机控制 。 在通信方式选择上 ,我们选择异步串行通信 。这是因 为其灵活性好 ,便于处理实时性强的串行数据 。但串 行接口标准的选择上位机与下位机间的距离通常较 远 ,上位机和下位机本身带有 RS —232C 接口 ,其最 大传输距离为 30m ,不能满足要求 。而 RS —485 串行 数据通信标准可传送 2000m 以上 ,因此宜选用后者 。 故在硬件接口 : (1) 上位机本身具有 RS —232C接口 , 再配备一 块 RS232 —RS485 转 换 板 STD5630 , 实 现 RS —232 电平到 RS —485 电平的转换 。即采用 RS485 串行数据通信标准 ; (2) 下位机串行通信接口 :下位 机 本 身 具 有 RS —232C 接 口 , 再 配 备 一 块 RS485 —RS232 转换板 5P60 ,实现了 RS —485 电平到 RS —232 电平的转换 。这样 , 当波特率为 9600 波特 时 ,可传输 2000m ,若适当降低波特率 , 可传输更远 距离 。
这里我们大概介绍实现中断方式的串口操作要 做的步骤 ,并给出相关的解释 。(1) 设置串行口的波 特率 、奇偶校验 、数据位 、停止位 ; (2) 设置串行口
8250 的 MODEM 控制寄存器的第三位为一 ; (3) 设置 中断 控 制 器 (8259) 的 中 断 屏 蔽 寄 存 器 (21H) , 使 8259 收到串行中断信号能发往 CPU ; (4) 使 CUP能相 应中断 ; (5) 设置相应的中断服务函数并全保存好 以前的中断矢量以便程序退出时恢复原来的中断矢 量 ,注意中断服务函数避免调用 C 语言库函数 ; (6) 在数据传输中 ,为了避免外部中断造成通信出错 ,关 闭键盘中断 。
rs485标准线径
rs485标准线径
RS485是一种半双工通信协议，它的特点是能够在同一总线上实现多台设备之间的数据传输。
这种协议广泛应用于工业自动化、智能家居等领域，成为了一种重要的通信方式。
在选择RS485线缆时，我们需要考虑线径的大小。
一般来说，线径越粗，传输的信号质量就越好，传输距离也越远。
因此，选择合适的线径对于保证RS485通信的稳定性和可靠性至关重要。
根据相关标准，RS485线缆的线径应该在1.0mm左右，这也是最常用的线径规格之一。
同时，为了保证信号的传输质量，我们还需要选择专用的带屏蔽层双绞线，这样可以有效地减少外界干扰对信号的影响。
此外，为了确保线缆的机械性能和电气性能，线缆的外层应该带有铠甲，内部导体也应该采用多股绞合的方式。
只有这样，我们才能保证RS485通信的稳定性和可靠性，使设备之间的数据传输更加顺畅。
总之，选择合适的RS485线缆对于保证通信的稳定性和可靠性至关重要。
在选择线缆时，我们应该根据实际需求和情况，选择合适的线径和线缆类型，以确保设备之间的数据传输更加顺畅和可靠。
基于RS485总线的单片机多机通信软件设计
陈新 忠
Ｃｈ ｎ Ｘｉ ｚ ｏ ｇ ｅ ｎｈｎ
（ 安 导 航技 术 研 究 所 西
西安
７０６） １ ０ ８
（ ￣ｎＮ ａ ｉａｉｎ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｒ ｓａ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ Ｘｉ ｎ １ ０ ８ ｘｉ ｖｇ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｅ ｓ ｈ Ｉ ｚ ｉ ｔ ・ ．７ ０ ６ ｏ ￣
行 故 障检测 和故 障定位 ，通 信 软件 的 主要 功能是 接 收
（ ）主机 重发 次数 ： 超过 ４次 ，超过后 ， 通信 ３ 不 判
失败 。
２ ３ 通信 过程 ．
一
主机 的命令 并将 检测 的结果 回送 主机 。 从 机通 信软 件由 ２部 分组 成 ：串行 中断 服务 程序
数据 个数 ：表示 主机 要蒺写 的字节个 数 ，一字 节
二 进 制数 。 校 验 和 ：两 字 节 二 进 制 数 ，是 将 从 机 地 址 码 、命
令 和 数据按 字节从 头依 次相 加 ， 生成 两字 节 的校 验和 。
（ ）从 机 应 答 的 一 般 格 式 （ 图 ３ ９ 如 ）
摘
要
介 绍 了一 种 基 于 Ｒ ４ ５甚践 的 单 片机 多机 通信 系统 ， 重 点 介 绍 了其通 信 体 议 和 通 信 软 件 的 设 计 方 法 。 Ｓ８
Ｒ ４ ５总 线 Ｓ８ 通 信 协议 软 件 谩 计
关键 词
在多机通 信领 域 ．由于单 片机 具有 灵活高 效 的多 机通 信功能和价 格优 势 ，应用越 来越 广 泛 ，但 由于单
议 和通信软件 的设 计方 法 。
】 系 统 结 构
（ ）帧校验 方式 ：数 据和 （ 节 ） ７ ２字
（ ）主 机 询 问 的 一 般 格 式 见 图 ２ ８ ：
RS-485的多机通信方案
７６ Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ ＆Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ ２０１２年第１０期ｗｗｗ．ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｍ．ｃｎ ＲＳ ４８５的多机通信方案探究魏金文，马维华，吴侨（南京航空航天大学计算机科学与技术学院，南京２１００１６）引 言在嵌入式系统中，多个孤立节点之间的通信越来越重要，尤其是物联网时代的到来，多节点间通信已经成为必不可少的功能。
由此出现了许多通信手段，如ＲＳ ２３２、ＲＳ ４８５、ＣＡＮ总线、ＺｉｇＢｅｅ等，综合考虑性能和成本，ＲＳ４８５通信无疑是性价比最高的通信方式。
因此探究高效、实用的多机通信方案具有重大的意义。
１ 系统框图ＲＳ ４８５多机通信结构图如图１所示。
若干个ＲＳ４８５节点通过总线连接，由网关节点轮询访问索要数据，每个网关节点可以动态地配置ＩＰ地址，以便上位机可以通过以太网控制网关节点，从而获得每个ＲＳ ４８５终端节点的数据。
图１中Ｃ节点为控制节点，具有ＲＳ ４８５通信功能，Ｔ节点为网关节点，除了ＲＳ ４８５功能外，还具有以太网功能，其作用就是将Ｃ节点的数据通过以太网功能传送给上位机。
图１ ＲＳ ４８５多机通信结构图２ 硬件设计本文采用新唐科技公司的Ｃｏｒｔｅｘ Ｍ０５４探究ＲＳ４８５多机通信协议。
Ｃｏｒｔｅｘ Ｍ０５４有两个ＵＡＲＴ，均可以配置成ＲＳ ４８５模式，此时Ｃｏｒｔｅｘ Ｍ０５４通过ＲＴＳＸ引脚自动控制ＲＳ ４８５通信方向。
ＲＳ ４８５通过差分传输，Ａ和Ｂ两根信号线铰链在一起来抵消各自的干扰。
当Ａ、Ｂ信号的电压差大于２００ｍＶ时，视为逻辑１；当Ｂ、Ａ信号的电压差大于２００ｍＶ时，视为逻辑０。
ＲＳ ４８５硬件原理图如图２所示。
整套ＲＳ ４８５电路独立供电，通过光电耦合器ＴＬＰ７８１Ｂ＋，与系统其他部件分开，以此来隔离干扰。
和ＣＡＮ总线相同，在机群的两端（第一个节点和最后一个节点），必须加上匹配电阻，吸收反射信号，大小为７５Ω左右。
中间节点则不需要如此，因此留出了Ｒ１的位置，当节点位于机群两端的时候，则焊接上Ｒ１，这种方式大大地增强了电路的灵活性。
rs485总线工作原理
rs485总线工作原理RS485总线是一种串行通信协议，用于在远距离、高干扰环境下传输数据。
在很多工业自动化系统中，RS485总线应用十分广泛，尤其是在工控领域。
RS485总线的工作原理如下：1. RS485总线结构RS485总线结构一般包括主控制器和从节点。
主控制器负责控制和管理整个系统的通信，而从节点则用于接收和发送数据。
在RS485总线中，主从节点之间通过一个双绞线传输信号，该信号以平衡回路方式传输。
2. 差分信号在RS485总线中，传送的是差分信号。
差分信号是由两个相邻的信号线构成的一对线路，当信号传输时，其中一个线路发射正向信号，而另一个线路发射反向信号。
接收端采用差分方式对信号进行解码，可以有效减小外界干扰的影响，提高信号的可靠性和稳定性。
3. 线路长度和传输速率的选择RS485总线的线路长度和传输速率的选择关系十分密切。
一般来说，线路长度越短，传输速率可以越高；而线路长度越长，则传输速率要相应降低。
这是由信号传输的特性决定的，RS485总线最长的传输距离可以达到1200米，但在实际应用中，建议不超过1000米，具体应由具体情况而定。
4. 总线终端控制在RS485总线中，总线终端控制十分重要。
总线终端控制以线缆两端为界，由主控制器和从节点分别接入总线，并通过终端电阻进行控制。
总线中最多只能存在两个终端电阻。
当主控制器发送一个命令时，从节点接收到该命令并做出响应后，主控制器会在一定时间内关闭命令信号，此时从节点必须确保命令信号已被完全接收并撤销响应。
如果从节点没有完全接收信号或没有及时撤销响应，总线的状态可能会出现错误。
5. 总结RS485总线是一种高可靠性、高抗干扰能力的串行通信协议，适用于在远距离和高干扰环境下进行数据通信。
要在实际应用中充分利用RS485总线的优势，需要掌握RS485总线的工作原理，了解线路长度和传输速率的选择关系，掌握总线终端控制等重要知识点。
6. 电气特性RS485总线的电气特性也是其能够实现高可靠性和高性能的重要原因。
[赏析]rs485多机通信的组网方法
![[赏析]rs485多机通信的组网方法](https://img.taocdn.com/s3/m/1429e9f1846a561252d380eb6294dd88d0d23d77.png)
RS485多机通讯的组网方式本文先容了以波仕转换器为代表的几种RS-485多机通讯的组网方式：总线式、菊花链式、星形、单环冗余型。
用户可以根据现场的串口设备的位置分布或者可靠性要求来选择。
通讯软件都是一样的，与普通的RS-485总线多机通讯一样。
波仕RS-232/RS-485/RS-422转换器都可将RS-232通讯间隔延长至1.2Km以上（9600bps时）。
都可以用于PC 机之间、PC机与单片机之间构成远程多机通讯网络。
波仕的485TC和485TA转换器外形都为DB-9/DB-9转接盒大小，其中DB-9（孔座）一端直接插在9芯RS-232插座（针座）上。
PC机RS-232串行口的DB-9芯连接器引脚分配如下：2-RXD（收）,3-TXD（发）,5–GND（地）。
产品均无需任何初始化设置！只用到RXD（收）、TXD（发）、GND（地）信号，加上独占的内部零延时自动收发转换技术，确保适合所有软件！RS-485为半双工通讯方式。
RS-422为全双工方式。
485TC为全双工半双工通用型（图1）。
485TA为半双工型（图2）。
均内置600W抗雷击浪涌保护器。
图1 波仕485TC图2 波仕485TA一、典型的RS-485总线式通讯方式最典型的RS-485多机通讯就是总线式的通讯（图3）：所有RS-485节点全部挂在一对RS-485总线上。
实际上还有一根GND地线。
留意RS-485总线不能够开叉、但是可以转弯。
图3 典型的RS-485半双工多机通讯RS-422是全双工通讯方式，也就是说发送（Y、Z）与接收（A、B）是分开的，所以能够同时收发。
RS-422有时也称为“全双工的RS-485”，或者“RS-485的全双工方式”。
总线式的全双工多机通讯图如图4。
留意不是所有的RS-422都支持全双工多机通讯的。
波仕的485C系列转换器是少有的能够支持全双工多机通讯的、而且全双工半双工通用的转换器。
图4 典型的全双工多机通讯图二、菊花链式的多机通讯方式这种菊花链式的多机通讯方式（图5）比较少见，但是却有其独特的上风、也有其缺点。
485双机通信案例原理与测试说明
“485双机通信”功能实现说明1程序设计目标及程序运行效果说明程序设计目标：通过本例程理解RS485通信方式，实现双机通信。
程序运行效果：将两块带有485模块的51单片机通过485外接引脚A、B连接起来，单片机上电烧写程序后485模块的D/R引脚所对应的二极管均点亮，然后通过按键KEY3、KEY2控制数码管上的数值进行加减处理，两块单片机起始都默认为接收状态，最后按下KEY1发送键，将数据传送给另一块单片机，而此时接收方数码管上的数值发生相应的改变，与发送方数码管上的数值一致。
2程序相关电路及工作原理说明2.1 RS485通信原理RS232接口是1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。
针对RS232的不足，于是不断出现了新的接口标准，RS485就是其中的一种。
RS485接口的最大传输距离标准值为4000英尺，实际上可达 3000米，另外RS232接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。
而RS485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。
即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS485接口方便地建立起设备网络。
RS485属于半双工通信，数据可以在一个信号载体的两个方向上传输，但是不能同时进行传输。
电平转换采用差分电路方式，A、B两线的电压差大于0.2认为是逻辑“1”，小于-0.2认为是逻辑“0”，方便与TTL电路连接。
使用RS485进行通信与RS232通信的逻辑是一致的，但RS485抗干扰性更强，传输距离更远。
RS485广泛运用在工业自动化控制、视频监控、门禁对讲以及楼宇报警等各个领域。
图1 485模块电路原理图MAX485芯片的功能是将TTL电平转换为RS485电平，引脚功能如下：（1）485 D/R输出、接收信号控制引脚：当该引脚为低电平时，485为接收态，MAX485通过485_RXD把来自总线的信号输出给单片机；当该引脚为高电平时，485为发送态，来自485_TXD的输出信号通过A、B引脚加载到总线上。
单片机RS485多机通讯的实现
单片机RS－485多机通讯的实现之邯郸勺丸创作摘要本文介绍一种能利用RS－485电气特性和简单的结构方式，采取自定义串行通信协议，实现单片机RS－485多机通讯的方法和技巧。
关键词单片机，RS－485总线，总线冲突，串行通信1 简介RS－485串行总线接口尺度以差分平衡方式传输信号，具有很强的抗共模干扰的能力，允许一对双绞线上一个发送器驱动多个负载设备。
工业现场控制系统中一般都采取该总线尺度进行数据传输，而且一般采取RS－485串行总线接口尺度的系统都使用8044芯片作为通信控制器或各分机的CPU。
8044芯片内部集成了SDLC，HDLC等通信协议，而且集成了相应的硬件电路，通过硬件电路和尺度协议的配合，使系统的通讯准确、可靠、快速。
8044在市场上日渐稀少，虽然有8344可替代，但几百元的价位与普通单片机几元至几十元的价位相差甚远，用户在开发一般的单片机应用系统时，都希望能用简单的电路和简单的通信协议完成数据交换。
譬如：利用单片机自己所提供的简单串行接口，加上总线驱动器如SN75176等组合成简单的RS－485通讯网络。
本文所述的方法已成功地应用于工程项目，一台主机与60台从机通讯，通讯波特率达64KBPS。
2 总线驱动器芯片SN75176经常使用的RS－485总线驱动芯片有SN75174，SN75175，SN75176。
SN75176芯片有一个发送器和一个接收器，非常适合作为RS－485总线驱动芯片。
SN75176及其逻辑如图1所示。
图1 SN75176芯片及其逻辑关系3 RS－485方式构成的多机通信原理在由单片机构成的多机串行通信系统中，一般采取主从式结构：从机不主动发送命令或数据，一切都由主机控制。
而且在一个多机通信系统中，只有一台单机作为主机，各台从机之间不克不及相互通讯，即使有信息交换也必须通过主机转发。
采取RS－485构成的多机通讯原理框图，如图2所示。
图2 采取RS－485构成的多机通讯原理框图在总线末端接一个匹配电阻，吸收总线上的反射信号，包管正常传输信号干净、无毛刺。
基于RS-485总线的多主机通信方法
图1 RS-485总线接口电路图2 RS-485总线组网方式
图3 发送报文流程
坏。
SP3485接收器的输入是差分输入，
±200mV。
接收器的输入电阻通常为15kΩ
7V～+12V的宽共模电压范围允许系统之间存在大的零电位偏差。
SP3485接收器还具有故障自动保护（
在输入悬空时使输出保持在高电平状态。
控制该电路工作的MCU采用STM32F103VET6
为100引脚LQFP封装，采用Cortex-M3内核
72MHz，具有64K RAM和512K Flash，支持
USART、USB等接口。
其串行口通过RXD（
接SP3485芯片的RO引脚，通过TXD（即485_TX
片的DI 引脚。
MCU输出的485_DIR信号控制芯片的发送器
收器使能，亦即控制通信方向。
当485_DIR
送器工作，接收器失效，此时MCU可向RS-485
485_DIR信号为“0”时，发送器失效，接收器工作
可以接收来自RS-485 总线的数据。
为保证电路工作稳定可靠，电路中B
R2，A引脚连接下拉电阻R3，这样在上电或不传输数据时能保。
基于RS485总线的多机通讯的实现
基 于 ＲＳ ８ ４ ５总 线 的 多机 通 讯 的 实现
由 勇
（ ｇ地铁运营有限公司 ， 沈 ｔ 辽宁 沈阳 １０ ０ ） １０ ４ 摘 要 ： 章 介 绍 了 ＲＳ一４ ５电 气特 性 和 简 单 的 结 构 方 式 、 用 ＲＳ ８ 自定 义 实现 串行 通 信 协 议 文 ８ 采 ４５ 以 及 单 片 机 ＲＳ一４ ５ 多机 通 讯 的 方 法 和 技 巧 。 ８ 关 键 词 ： 片机 ； 单 ＲＳ一４ ５总 线 ； ８ 多机 通 信 中图分类 号 ： ＴＮ９ ４ １ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ７ ９ １２ Ｏ ）２ Ｏ ０ — ０ １ ０ —６ ２ （ ０ ８ ２ — ３ ６ ２ ＲＳ一４ ５接 口 芯 片 已广 泛 ５ 用 于 工 业 控 制 、 ８ ２ 仪 器 、 表 、 媒 体 网 络 、 电一 体 化 产 品等 诸 多 领 域 。 仪 多 机 可 用 于 ＲＳ一４ ５接 口 的 芯 片 种 类 也 越 来 越 多 。 如 ８ 何 在 种 类 繁 多 的 接 口芯 片 中 找 到 最 合 适 的 芯 片 ， 是 摆 在 每 一 个 使 用 者 面 前 的 一 个 问 题 。ＲＳ一４ ５接 口 ８ 在 不 同 的使 用 场 合 ， 芯 片 的 要 求 和 使 用 方 法 也 有 对 所 不 同 。使 用 者 在 芯 片 的 选 型 和 电 路 的设 计 上 应 考 虑 哪 些 因 素 。 由 于 某 些 芯 片 的 同 有 特 性 ， 信 中 有 通 些 故 障甚 至 还 需 要 在 软 件 上 作 相 应 调 整 ， ＲＳ一４ ５ ８ 串行 总 线 接 口标 准 以差 分 平 衡 方 式 传 输 信 号 。 具 有 很 强 的抗 共 模 干 扰 的 能 力 ， 许 一 对 双 绞 线 上 一 个 允 发 送 器 驱 动 多 个 负 载 设 备 。工 业 现 场 控 制 系 统 中 一 般 都采 用该 总线标 准进 行数据传 输 。用户 在开 发一 般 的 单 片 机 应 用 系 统 时 ， 希 望 能 用 简 单 的 电 路 和 都 简 单 的通 信 协 议 完 成 数 据 交 换 。 １ 技 术参数
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!
已有的解决方式 实 现 !"#$% 网 络 多 主 节 点 通 信 的 方 式 在 以 往 的 论 文 中 也
H 驱动程序都启动了，只是从机不从自身的 G F H 驱动程序采集
数据而 以 ， 但 这 样 不 能 保 证 启 动 后 的 G F H 驱 动 程 序 不 对 !"#$% 总线进行通信访问。
(D( 实行双机热备
双机热备就是在一个监控系统中有两台上位机"# 年 $% 卷第 & 期 应信号都可传送到两台机器，即两台机器的驱动程序都可接收 到来自设备的数据。 这样任何时刻都不会发生命令对撞。 当双机 切换模块在一定时间内接收不到主机传来的命令信号，则认为 主机故障， 从而进行主辅机切换， 使辅机成为主机。 这种实现方式双机切换的决定权由切换模块决定，上位计 算机不能自由控制，而且上位机并不能判断自己的目前主辅机 状态。 双机切换模块虽然不拦截来自下层设备的数据， 但上位机 仅通过来自下层设备的数据来判断数据所对应的标签也不是一 件容易的事情。 当双机切换模块一旦损坏，上层计算机将与下层设备失去 联系， 这就失去了双机的优势。 于大多数监控系统此条件都可满足。
图$ 改进型双机切换模块的应用
"
双机切换程序的具体实现 与串口通信的方式有多种， 为了便于操作， 驱动程序在辅机
状态运行时采用事件通知的方式，并开启一个专门读写操作的 线程。至于如何创建和初始化串口， 可查看其它参考书， 我只写 出进行双机切换的代码， 编程工具采用 0122 #’"。 开启的读写操作的线程代码如下：
3456 14789:;<=<>?96@AB0+)C D<8E6F G C8+,C 6HI3:J9KLM C8+,C 6H=57?N5O5EM * * 获得线程启动时间 6H=57?N5O5E P Q?:=5;L14RE:@FM OST=<>?96,RE P =,UIM * * 线程运行标志 H<5V?@OST=<>?96,REF G 5W@XOSTJ95E-?>3?>F G 5W@OS<147Y9E6V? XP ZUAAF G 6HI3:J9KLP"M 895:1477I3?E:@OS<147Y9E6V?[ \6HI3:J9KL[ ZUAAFM 5W@@6HI3:J9KL\I0S,]1Y^,FPP I0S,]1Y^,F G
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!"#$% 总线通信双机监控程序的设计及应用
!"#$% 总线通信双机监控程序的设计及应用
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朱耀春 白
北京 ()**)+） 焰 （华北电力大学&北京’自动化系，
$’( 改进型的双机切换模块
改进型的双机切换模块， 其原理为： 在模块中增加两路控制 信号， 可由上位机通过增加一块 ) * + 卡来控制主辅机切换， 上位 机的数据同步通过网络进行交互。 当监控系统开始工作时， 先通 过 ) * + 卡的输出口输出控制信号的为主机，当主机不能正常工 作时， 辅机通过 ) * + 卡的输出口输出控制信号接管控制。 改进型双机切换模块能够由上层计算机控制各路的主辅机 状态， 但是增加了两块 ) * + 卡， 增大 了 系 统 出 现 故 障 的 可能性。 而且上层计算机程 序还要增加发出控制字的 专门代码。 也不能避免双机 热备方式 的 部 分 缺 点 ， 如网 络通信的中断和串口卡的 故障所引起的问题。 其结构 图如图 $。
(D* 增加一个 !"#$% 双机切换模块 为 了 解 决 !"#$% 多 主 通 信 问 题 还 可 以 增 加 一 个 硬 件 模 块
用于控制两台上位机下传的命令。其原理可简单描述如下： 双机切换模块上层与两台上位机的串口连接，下层与上位 机要操作的设备相连。它会根据每台机器的启动先后来决定主 辅机， 先启动的机器为主机， 后启动的机器为辅机。它会拦截辅 机发给下层设备的命令只让主机的命令通过，而下层设备的响
摘 要
由于其结构简单、 通信速率高、 传输距离远等优点， 特别适用于中小型 !"#$% 总 线 是 工 控 领 域 常 用 的 一 项 总 线 技 术 ， 要采用双机系统或多机系统提高监 ,B" 和监控系统。但是 !"#$% 的总线机制只允许存在一台主设备对其进行数据访问， 控系统的可靠性就必须使用特殊的解决方式。已有的解决方式可采用双机热备或增加一台双机切换模块， 但都有一定的缺 陷。从问题的根本着手， 通过改编设备驱动程序来解决双机监控的问题， 拓宽了解决问题的思路， 节省了系统开支， 并提高 了系统的可靠性和稳定性。 关键词： 双机热备， 多主系统， 监控系统， !"#$% 串口通信， JB 编程 "#$%&’(% E=- !"#$% K<. /. 2 79@@91 K<. 8-7=1/L<- /1 8=- >-26@ 9: 5>97-.. 7918>96M213 3<- 89 /8. ./@56- .8><78<>-M=/0= 79@N @<1/728/91 .5--3 213 :2> 8>21.@/../91 3/.8217-M/8 /. .5-7/266O 2556/72K6- 89 8=- .@266 .726-3 ,B" 9> @91/89> .O.8-@DA-72<.8=- !"#$% K<. 3/.2669P 8P9 @2/1 -L</5@-18. 28 8=- .2@- 8/@- 89 =963 8=- K<.M/: O9< 23958 @<68/56- @27=/1-. .O.8-@ 89 -1=217- 8=- .O.8-@Q. >-6/2K/6/8OMO9< @<.8 82R- .9@- .5-7/26 @-8=93.DH1- -S./8/10 @-8=93 /. 89 23958 @<68/56- @27=/1-. =98 89 =2T-M8=- 98=-> /. 89 233 2 @<68/56- @27=/1-. 791T->8/10 @93-6MK<8 8=-.- @-8=93 266 =2T- 8=-/> K6-@/.=DE=/. 2>8/76-M8=>9<0= >-9>021/U/10 5>90>2@M.96T-. 8=- 5>9K6-@ :>9@ 8=- 5>9K6-@Q. K2./7 9<8.-8.MK>-23/10 5>9K6-@V.96T/10 P2O 9: 8=/1R/10M.2T/10 8=- .O.8-@ -S5-13/8<>-M213 /17>-2./10 8=- .O.8-@Q. >-6/2K/6/8O 213 .82K/6/8OD )*+,-&.$W!"#$% .->/26 79@@<1/728/91M@<68/56- @27=/1-. =98 89 =2T-M@<68/V@2.8-> .O.8-@M@91/89> .O.8-@MJB 5>90>2@@/10 随着计算机， 微电子技术的发展， 工业控制领域也发生着深 刻的变化， 智能仪表被大量应用到工业现场， 它们提供了以前无 法得到的大量信息。这些智能仪表与上层监控计算机的通信有 着多种方式， 较简单的是使用串行通信方式， 因为它使用的传输 线较少， 在长距离通信时比较经济。 在多种串行接口标准中， 通信速 !"#$% 接口以其结构简单、 率高、 传输距离远等诸多优点被得到广泛应用。但 !"#$% 总 线 的数据通信大多是半双工 （采 用 两 线 制 ） 的， 采用主从式通信方 式，即在整个网络中任一时刻只能有一个节点成为主节点处于 数据发送状态， 其他所有节点都必须处于数据接收状态。 如果有 两个节点或两个以上节点同时向总线发送数据，将会导致发送 失败， 数据不可用。所以在 !"#$% 总线搭建的网络中， 往往只使 用一台上位机对整个系统进行监控。 如果只用一台上位机进行监控，一旦此上位机硬件出现故 障， 将导致整个系统的瘫痪， 这在工业场合一般是不允许的。如 果使用双上位机形式或多上位机形式对下层系统进行监控， 将 会极大的提高可靠性， 但需要解决 !"#$% 网络多主节点的通 信 问题， 如何解决此问题是双机监控形式搭建成功的关键。 一台为主机， 一台为从机。 通常情况下由主机串口卡与下层设备 实时监视主机状态， 并从主 进行通信， 从机通过网络 （EB? F G? ） 机的网络数据库获取所需的数据， 不启动自身的 G F H 驱动程序； 一旦从机发现主机停止响应， 便接管控制， 启动自身的 G F H 驱动 程序进行数据采集。当故障的主机重新启动后，查询从机的状 态， 并与从机信息同步， 同步完成后， 从机停止控制工作， 将控制 权还给主机。 从理论上讲这种方法是一种非常可行的方法，两台上位机 只有一台 G F H 驱动程序与 !"#$% 总线进行通信， 是一种单主节 点系统。但是这种方式有以下问题： 两台上位机必须通过网络相互通信， 网络通信的中断将 (） 导致两台上位机都成为主机， 从 而 同 时 访 问 !"#$% 总 线 ， 使系 统瘫痪。 主机故障排除后要重新接管控制， 而此时从机的 G F H 驱 *） 动已经启动， 如何再退出 G F H 驱动也是比较困难的。 当主机的串口卡出现异常时， 从机不能判断主机的串口 I） 卡是否工作正常， 也就失去了双机的优势所在。 实际上当前的组态软件实现双机热备时，主机和从机的 G F