RS-485的多機(jī)通信方案探究
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3．4．1 數(shù)據(jù)混亂
上述方法存在數(shù)據(jù)混亂的隱患。如果網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與終端節(jié)點(diǎn)通信過(guò)程都是用N個(gè)字節(jié)進(jìn)行，那么不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)紊亂問(wèn)題。但若假設(shè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令用N個(gè)字節(jié)，而終端節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)回復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)，用M(M>N)個(gè)字節(jié)，此時(shí)總線上的其他終端節(jié)點(diǎn)都會(huì)收到這M個(gè)字節(jié)。此時(shí)，會(huì)認(rèn)為是網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的，所以只解析前N個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，那么在FIFO中就剩下了(M—N)個(gè)字節(jié)，即此時(shí)FIFO中并不為空。若網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)此時(shí)再與其他任意一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)通信時(shí)，程序會(huì)默認(rèn)先讀出殘留的(M—N)個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，就會(huì)造成數(shù)據(jù)紊亂，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)再難與其他節(jié)點(diǎn)正常通信。
解決方法是在每次有數(shù)據(jù)進(jìn)入FIFO中后，觸發(fā)中斷，將所有的數(shù)據(jù)都讀出，而只解析前N個(gè)字節(jié)。因?yàn)樵谡麄€(gè)RS-485系統(tǒng)中，只有網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)才能與終端節(jié)點(diǎn)通信，各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)之間不可以通信，而網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與終端節(jié)點(diǎn)通信是N個(gè)字節(jié)。一次讀空FIFO的目的就是清空FIFO中的無(wú)效數(shù)據(jù)。
3．4．2 改進(jìn)型RS-485協(xié)議
RS-485通信的最大缺點(diǎn)就是主從式的通信方式，從機(jī)只有在收到主機(jī)的命令后才可以與之通信。而CAN總線的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在任意時(shí)刻接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，通過(guò)其仲裁體制，避免數(shù)據(jù)沖突，但是CAN總線的成本相對(duì)較高，對(duì)于實(shí)時(shí)性和安全性要求不高的場(chǎng)合，不適宜用CAN總線通信。
借鑒CSMA／CD協(xié)議，本文提出改進(jìn)型的通信方式。設(shè)置全局變量nesting，如果進(jìn)入一次RS-485中斷，則nesting加1。在終端需要向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，置nesting為0，延遲(address×10)ms；如果總線上沒(méi)有數(shù)據(jù)通信，nesting為0，此時(shí)節(jié)點(diǎn)可以主動(dòng)向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)；否則，表示總線上繁忙，則繼續(xù)延遲(address)ms。
嘗試K次，K的大小根據(jù)用戶需求設(shè)定。若此終端節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的輪詢范圍之內(nèi)，終端向網(wǎng)關(guān)發(fā)送的數(shù)據(jù)為緊急事件包，則K的值應(yīng)該盡量??；若主動(dòng)發(fā)送失敗，可以等待節(jié)點(diǎn)被輪詢之時(shí)，再將此數(shù)據(jù)發(fā)送出去。若此終端節(jié)點(diǎn)不在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的輪詢范圍之內(nèi)，是新加入的節(jié)點(diǎn)，則主動(dòng)發(fā)送信息的目的是告訴網(wǎng)關(guān)，自己是新節(jié)點(diǎn)，需要加入總線系統(tǒng)中，此時(shí)K值應(yīng)該盡量大，以保證新節(jié)點(diǎn)能夠不在上位機(jī)的協(xié)助下，自動(dòng)地加入總線系統(tǒng)中，提高系統(tǒng)的靈活性。終端發(fā)送流程圖如5所示。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/153643.htm
網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)不能輪循完一遍之后，又立即進(jìn)行下一次輪詢。這樣，總線上一直都會(huì)是忙碌狀態(tài)。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)必須在輪詢完一次之后，暫停L秒，這個(gè)空隙時(shí)間就是留給終端主動(dòng)向網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)。L不宜過(guò)大，否則會(huì)大大降低系統(tǒng)整體效率，L的選取與系統(tǒng)共有多少終端節(jié)點(diǎn)且每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通信時(shí)間有關(guān)。
使用普通模式進(jìn)行通信，優(yōu)點(diǎn)是RS-485通信應(yīng)用靈活，可以支持更多的節(jié)點(diǎn)掛載在總線上；可以改進(jìn)RS-485通信方式，自動(dòng)地址識(shí)別模式無(wú)法監(jiān)聽總線是否繁忙。缺點(diǎn)是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的工作量增大，將頻繁解析指令，系統(tǒng)整體效率降低。
結(jié)語(yǔ)
在使用RS-485方式通信時(shí)，選取哪種方式進(jìn)行通信，需要根據(jù)不同場(chǎng)合而定。傳統(tǒng)的自動(dòng)地址識(shí)別模式，適用于嚴(yán)格的主從通信系統(tǒng)，可靠性高，系統(tǒng)整體效率高；而普通模式靈活性較好，但是系統(tǒng)整體效率會(huì)降低。所以，要因地制宜，選擇當(dāng)前場(chǎng)合最適合的方式。
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評(píng)論