CN101577732A - 一种多节点通讯链路及其异步串行通讯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多节点通讯链路及其异步串行通讯方法，该通讯链路包括一个主节点、两个以上从节点、第一通讯线和第二通讯线，主节点发送端和各从节点接收端分别连接在第二通讯线上，主节点接收端和各从节点发送端分别连接在第一通讯线上；该通讯方法基于上述通讯链路，采用同步时基和从机发送时间片分配，实现主从节点间采用异步串行通讯同时收发数据。本发明在单主节点和多从节点互联网络中，实现了主从节点间采用异步串行通讯同时收发数据的目的；网络链路结构简单，通讯方法简明，容易实施。

Description

一种多节点通讯链路及其异步串行通讯方法
技术领域
本发明涉及一种通讯链路，还涉及该链路的串行通讯方法，更具体地说，涉及一种多节点通讯链路及其异步串行通讯方法。
背景技术
在工业控制领域，在多种情况下，希望通过异步串行通讯网络使多节点能够进行数据交换。现有典型的异步串行通讯方式有两种，一种是RS232串行通讯，另外一种是RS422/485串行通讯。
RS232串行通讯是点对点数据通讯，适用于点对点的数据交换，可以实现同时收发数据。RS422/RS485串行通讯是多台互联的通讯方式，即一个主节点，多个从节点，采用差分信号传输，适用于单主节点与多从节点的数据交换场合，但不能实现同时收发数据。
在一些单主节点和多从节点互联的工业控制网络中，要求主节点能够随时请求从节点数据，同时多个从节点也需要能够定时地传输数据给主节点，即收发数据需要同时进行。
上述现有的异步串行通讯方式难以满足要求单主节点与多从节点互联网络同时收发数据的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一在于，提供一种多节点通讯链路，满足单主节点与多从节点互联网络采用异步串行通讯同时收发数据的要求。
本发明要解决的技术问题之二在于，提供一种多节点的异步串行通讯方法，满足单主节点与多从节点互联网络同时收发数据的要求。
本发明解决其技术问题之一所采用的技术方案是：提供一种多节点通讯链路，包括一个主节点和两个以上从节点，其特征在于，还包括第一通讯线和第二通讯线，所述主节点发送端和所述各从节点接收端分别连接在该第二通讯线上，所述主节点接收端和所述各从节点发送端分别连接在该第一通讯线上。
在本发明的多节点通讯链路中，所述主节点和所述各从节点分别连接在该仲裁线上。
在本发明的多节点通讯链路中，所述各从节点分别连接在该仲裁线上。
本发明解决其技术问题之二所采用的技术方案是：提供一种多节点通讯链路的异步串行通讯方法，该多节点通讯链路包括一个主节点和两个以上从节点，其特征在于，还包括第一通讯线和第二通讯线，所述主节点发送端和所述各从节点接收端分别连接在该第二通讯线上，所述主节点接收端和所述各从节点发送端分别连接在该第一通讯线上；
所述通讯方法包括：所述主节点在任意时刻可以通过所述第二通讯线向各所述从节点发送数据；所述从节点向所述主节点发送数据包括如下步骤：
S1、从节点同步脉冲维护节点发送脉冲宽度为T0的同步脉冲信号；在一个从节点发送数据时间总周期T内，对应于所有所述从节点依次分配对应的发送数据时间，所述各从节点对应的发送数据时间与所述同步脉冲信号时间T0的总和为该从节点发送数据时间总周期T；
S2、所述从节点接收到同步脉冲信号后设置自身的同步定时器从零开始计数；
S3、在从节点发送数据时间总周期T内，所述各从节点在其对应分配的发送数据时间内可以向主节点发送数据，所述各从节点在其对应分配的发送数据时间外不能向主节点发送数据。
在本发明的多节点通讯链路的异步串行通讯方法中，所述从节点同步脉冲维护节点为所述主节点，该主节点通过所述第二通讯线向各所述从节点发送同步脉冲信号。
在本发明的多节点通讯链路的异步串行通讯方法中，所述从节点同步脉冲维护节点为一个所述从节点，该从节点通过所述第一通讯线向其他各所述从节点发送同步脉冲信号，同时该从节点设置自身的同步定时器从零开始计数。
在本发明的多节点通讯链路的异步串行通讯方法中，所述多节点通讯链路包括仲裁线，所述主节点和各所述从节点分别连接在该仲裁线上；所述通讯方法包括：所述从节点同步脉冲维护节点为所述主节点，该主节点通过所述仲裁线向各所述从节点发送同步脉冲信号。
在本发明的多节点通讯链路的异步串行通讯方法中，所述多节点通讯链路包括仲裁线，所述主节点和各所述从节点分别连接在该仲裁线上；所述通讯方法包括：所述从节点同步脉冲维护节点为一个所述从节点，该从节点通过所述仲裁线向其他各所述从节点发送同步脉冲信号，同时该从节点设置自身的同步定时器从零开始计数。
在本发明的多节点通讯链路的异步串行通讯方法中，所述多节点通讯链路包括仲裁线，各所述从节点分别连接在该仲裁线上；所述通讯方法包括：所述从节点同步脉冲维护节点为一个所述从节点，该从节点通过所述仲裁线向其他各所述从节点发送同步脉冲信号，同时该从节点设置自身的同步定时器从零开始计数。
实施本发明的多节点通讯链路及其异步串行通讯方法，与现有技术比较，其有益效果是：
1.在单主节点和多从节点互联网络中，实现了主从节点间采用异步串行通讯同时收发数据的目的；
2.网络链路结构简单，通讯方法简明，容易实施。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明多节点通讯链路实施例一的示意图。
图2是本发明多节点通讯链路的异步串行通讯方法中同步脉冲示意图。
图3是本发明多节点通讯链路的异步串行通讯方法中从机发送时间片分配示意图。
图4是本发明多节点通讯链路实施例二的示意图。
图5是本发明多节点通讯链路实施例三的示意图。
图6是本发明多节点通讯链路及其异步串行通讯方法实施例一的流程图。
图7是本发明多节点通讯链路及其异步串行通讯方法实施例二的流程图。
具体实施方式
本发明多节点通讯链路的实施例如下：
实施例一
如图1所示，本发明多节点通讯链路包括一个主节点(如以节点1为主节点)、三个从节点(如以节点2、节点3、节点4为从节点)、第一通讯线和第二通讯线，主节点的发送端TX和各从节点的接收端RX分别连接在第二通讯线上，主节点的RX接收端和各从节点的发送端TX分别连接在该第一通讯线上。
本实施例以三个从节点为例进行说明，在其他实施例中，从节点可以采用两个或者多个。
实施例二
如图4所示，本发明多节点通讯链路实施例二与实施例一基本相同，区别在于，本实施例增加了仲裁线，主节点和各从节点分别连接在该仲裁线上，仲裁线用于传送同步脉冲信号。
实施例三
如图4所示，本发明多节点通讯链路实施例二与实施例一基本相同，区别在于，本实施例增加了仲裁线，各从节点分别连接在该仲裁线上，仲裁线用于传送同步脉冲信号。
本发明多节点通讯链路及其异步串行通讯方法的实施例如下：
实施例一
如图2、图3、图6所示，本发明多节点通讯链路及其异步串行通讯方法基于如下多节点通讯链路实现。该多节点通讯链路包括一个主节点、两个以上从节点、第一通讯线和第二通讯线，主节点发送端和各从节点接收端分别连接在第二通讯线上，主节点接收端和各从节点发送端分别连接在第一通讯线上；
本发明多节点通讯链路及其异步串行通讯方法包括：主节点在任意时刻可以通过第二通讯线向各从节点发送数据，从节点向主节点发送数据包括如下步骤：
第一步，以主节点为从节点同步脉冲维护节点，主节点向各从节点发送脉冲宽度为T0的同步脉冲信号；在一个从节点发送数据时间总周期T内(各从节点都能够在该周期T内发送数据)，对应于所有从节点，依次分配对应的发送数据时间，各从节点对应的发送数据时间与同步脉冲信号时间T0的总和为从节点发送数据时间总周期T；
对所有从节点分配对应的发送数据时间可以采用主机分配方式或人工干预分配方式。如采用主机(即主节点)按照平均原则，对各从节点平均分配发送数据时间，如链路中具有100个从节点，则各从节点平均发送数据时间为(T-T0)/100。
人工对从节点分配发送数据时间，可以按照平均原则对各从节点平均分配发送数据时间，也可以根据从节点的重要性，对各从节点分配不同的发送数据时间。
第二步，各从节点接收到同步脉冲信号后设置自身的同步定时器从零开始计数；
第三步，在从节点发送数据时间总周期T内，各从节点在其对应分配的发送数据时间内可以向主节点发送数据，各从节点在其对应分配的发送数据时间外不能向主节点发送数据。
实施例二
如图7所示，本发明多节点通讯链路及其异步串行通讯方法实施例二与实施例一基本相同，区别在于：
以一个从节点代替主节点作为从节点同步脉冲维护节点，该从节点通过第一通讯线向其他各从节点发送同步脉冲信号，同时该从节点设置自身的同步定时器从零开始计数。
实施例三
本实施例的多节点通讯链路及其异步串行通讯方法基于如下多节点通讯链路实现。该多节点通讯链路包括一个主节点、两个以上从节点、第一通讯线、第二通讯线和仲裁线，主节点发送端和各从节点接收端分别连接在第二通讯线上，主节点接收端和各从节点发送端分别连接在第一通讯线上，主节点和各从节点分别连接在仲裁线上(即主节点的发送端和接收端、从节点的发送端和接收端均连接在仲裁线上)；
本实施例的多节点通讯链路及其异步串行通讯方法与实施例一基本相同，区别在于：以主节点作为从节点同步脉冲维护节点，该主节点通过仲裁线向各从节点发送同步脉冲信号。
实施例四
本发明多节点通讯链路及其异步串行通讯方法实施例四与实施例三基本相同，区别在于：
以一个从节点代替主节点作为从节点同步脉冲维护节点，该从节点通过仲裁线向其他各从节点发送同步脉冲信号，同时该从节点设置自身的同步定时器从零开始计数。
实施例五
本发明多节点通讯链路及其异步串行通讯方法实施例五与实施例三基本相同，区别在于：
本实施例的多节点通讯链路中，仅各从节点分别连接在仲裁线上，主节点不与仲裁线连接。
本实施例的多节点通讯链路及其异步串行通讯方法以一个从节点代替主节点作为从节点同步脉冲维护节点，该从节点通过仲裁线向其他各从节点发送同步脉冲信号，同时该从节点设置自身的同步定时器从零开始计数。

Claims (9)

1、一种多节点通讯链路，包括一个主节点和两个以上从节点，其特征在于，还包括第一通讯线和第二通讯线，所述主节点发送端和所述各从节点接收端分别连接在该第二通讯线上，所述主节点接收端和所述各从节点发送端分别连接在该第一通讯线上。
2、如权利要求1所述的多节点通讯链路，其特征在于，包括仲裁线，所述主节点和所述各从节点分别连接在该仲裁线上。
3、如权利要求1所述的多节点通讯链路，其特征在于，包括仲裁线，所述各从节点分别连接在该仲裁线上。
4、一种多节点通讯链路的异步串行通讯方法，该多节点通讯链路包括一个主节点和两个以上从节点，其特征在于，还包括第一通讯线和第二通讯线，所述主节点发送端和所述各从节点接收端分别连接在该第二通讯线上，所述主节点接收端和所述各从节点发送端分别连接在该第一通讯线上；
所述通讯方法包括：所述主节点在任意时刻可以通过所述第二通讯线向各所述从节点发送数据；所述从节点向所述主节点发送数据包括如下步骤：
S1、从节点同步脉冲维护节点发送脉冲宽度为T0的同步脉冲信号；在一个从节点发送数据时间总周期T内，对应于所有所述从节点依次分配对应的发送数据时间，所述各从节点对应的发送数据时间与所述同步脉冲信号时间T0的总和为该从节点发送数据时间总周期T；
S2、所述从节点接收到同步脉冲信号后设置自身的同步定时器从零开始计数；
S3、在从节点发送数据时间总周期T内，所述各从节点在其对应分配的发送数据时间内可以向主节点发送数据，所述各从节点在其对应分配的发送数据时间外不能向主节点发送数据。
5、如权利要求4所述的多节点的异步串行通讯方法，其特征在于，所述从节点同步脉冲维护节点为所述主节点，该主节点通过所述第二通讯线向各所述从节点发送同步脉冲信号。
6、如权利要求4所述的多节点的异步串行通讯方法，其特征在于，所述从节点同步脉冲维护节点为一个所述从节点，该从节点通过所述第一通讯线向其他各所述从节点发送同步脉冲信号，同时该从节点设置自身的同步定时器从零开始计数。
7、如权利要求4所述的多节点的异步串行通讯方法，其特征在于，所述多节点通讯链路包括仲裁线，所述主节点和各所述从节点分别连接在该仲裁线上；所述通讯方法包括：所述从节点同步脉冲维护节点为所述主节点，该主节点通过所述仲裁线向各所述从节点发送同步脉冲信号。
8、如权利要求4所述的多节点的异步串行通讯方法，其特征在于，所述多节点通讯链路包括仲裁线，所述主节点和各所述从节点分别连接在该仲裁线上；所述通讯方法包括：所述从节点同步脉冲维护节点为一个所述从节点，该从节点通过所述仲裁线向其他各所述从节点发送同步脉冲信号，同时该从节点设置自身的同步定时器从零开始计数。
9、如权利要求4所述的多节点的异步串行通讯方法，其特征在于，所述多节点通讯链路包括仲裁线，各所述从节点分别连接在该仲裁线上；所述通讯方法包括：所述从节点同步脉冲维护节点为一个所述从节点，该从节点通过所述仲裁线向其他各所述从节点发送同步脉冲信号，同时该从节点设置自身的同步定时器从零开始计数。
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