CN102025579A

CN102025579A - 一种便于扩展的现场总线通讯方法

Info

Publication number: CN102025579A
Application number: CN200910196020XA
Authority: CN
Inventors: 董亮; 沈红星
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2011-04-20

Abstract

本发明的目的是，提供一种易于扩展，方便组网；同时其接受缓冲小，占用资源少，成本低，易于实现的现场总线通讯方法。本发明可应用于楼宇控制，演播室控制，家庭智能控制等领域。所述的现场总线通讯方法发送数据帧包括以下步骤：发送数据帧前先判别现场总线是否空闲；如果现场总线不空闲继续侦听，如果空闲发送数据帧；每发送一个数据，判别是否和现场总线上的数据相同；如果不相同发送干扰数据，重新发送数据帧，直到一次将数据帧全部发送结束。

Description

一种便于扩展的现场总线通讯方法

【技术领域】

本发明涉及现场总线通讯方法，具体涉及一种便于扩展的现场总线通讯方法。

【背景技术】

目前世界上存在着大约四十余种现场总线，如法国的FIP，英国的ERA，德国西门子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI(ActraturSensorInterface)，MODBus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域，大概不到十种的总线占有80％左右的市场。

每种总线大都有其应用的领域，比如FF、PROFIBUS-PA适用于石油、化工、医药、冶金等行业的过程控制领域；LonWrks、PROFIBUS-FMS、DevieceNet适用于楼宇、交通运输、农业等领域；DeviceNet、PROFIBUS-DP适用于加工制造业，而这些划分也不是绝对的，每种现场总线都力图将其应用领域扩大，彼此渗透。

工业自动化技术应用于各行各业，要求也千变万化，使用一种现场总线技术也很难满足所有行业的技术要求；现场总线不同于计算机网络，人们将会面对一个多种总线技术标准共存的现实世界。技术发展很大程度上受到市场规律、商业利益的制约；技术标准不仅是一个技术规范，也是一个商业利益的妥协产物。

本发明是基于双绞线的现场总线通讯方法，成功借鉴了以太网冲突检测的方法，因而也就继承了其易于扩展，方便组网的特点；同时其接受缓冲小，占用资源少，成本低，易于实现。本发明可应用于楼宇控制，演播室控制，家庭智能控制等领域。

【发明内容】

本发明的目的是，提供一种易于扩展，方便组网；同时其接受缓冲小，占用资源少，成本低，易于实现现场总线通讯方法。本发明可应用于楼宇控制，演播室控制，家庭智能控制等领域。

所述的现场总线通讯方法发送数据帧包括以下步骤：发送数据帧前先判别现场总线是否空闲；如果现场总线不空闲继续侦听，如果空闲发送数据帧；每发送一个数据，判别是否和现场总线上的数据相同；如果不相同发送干扰数据，重新发送数据帧，直到一次将数据帧全部发送结束。

所述发送数据帧前判别现场总线是否空闲是执行以下步骤都到的：读入初始化数据；延时一段时间；初始化数据和接受数据比较，不相同重新侦听，相同侦听结束。

所述的发送数据帧时判别现场总线是否空闲是执行以下步骤都到的：读入接受到的数据；将接受到的数据和发送出去的数据相比较；相同发送下一搁数据，不同采取干扰排除机制，重新发送数据帧。

所述的干扰排除机制采取下列机制：为了防止冲突的再次发生，检测到冲突的所有发送终端采用以下公式，延时发送数据：

T＝τ×2ⁿ

以上的公式中T：为要延时的时间；

τ：为时间因子；

n：为该终端检测到的冲突次数。

所述的数据帧至少包括以下信息：帧起始，地址域，帧长度，信息域；帧起始：为唯一标识，表明一个数据帧的开始；地址域：表明设备号，与设备一致而且对应；帧长度：表明数据帧的长度；信息域：表明发送的具体信息。所述的现场通讯方法接受数据帧包括以下步骤：接受一个数据，存入固定缓冲；判别是否帧起始，如是存入接受缓冲区，并将接受数据计数器复位，跳出；判别是否帧长度，如是存入接受缓冲区，并将接受长度数据置位，跳出；根据接受长度数据判别数据帧是否接受结束，如是置数据帧标志，表明受到完整的数据帧；其他，将接受数据存入缓冲，跳出。

所述的现场总线通讯方法，发送数据帧和接受数据帧协同一起工作。

【附图说明】

图1是所述现场总线网络物理层结构示意图。

图2是发送数据流程图。

图3是发送数据前侦听程序流程图。

图4是边发送边侦听程序流程。

图5是数据帧格式图。

图6是接受数据流程图。

【具体实施方式】

下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明一实施方式用RS485总线网络构建的现场总线物理层结构示意图。主要由101双绞线RS485总线，若干102的RS485收发器，103执行总线通讯方法的微处理器构成。

图2是本发明一实施方式所述总线通讯方法发送数据流程图。该流程开始于步骤201。然后，步骤202发送数据帧前先判别现场总线是否空闲。步骤203发送初始化，对待发送的数据帧和相关变量初始化。步骤204发送一个数据。步骤205判别数据是否成功发送。如果没有成功发送，执行步骤206，执行干扰排除机制，跳转执行步骤203。步骤207，判别数据帧是否发送完备，如果没有跳转执行步骤204。本流程结束于步骤208。

图3是本发明一实施方式发送数据前侦听程序流程图。该流程开始于步骤301。然后，步骤302读入接受缓冲中的数据。步骤303延时200微妙。步骤304读入接受缓冲中的数据并和步骤302中读入的数据进行比较，如果不同跳转执行步骤302。本流程结束于步骤305。可以编C代码如下：

图4是本发明一实施方式边发送边侦听程序流程。该流程开始于步骤401。然后，步骤402读入接受缓冲中的数据。步骤403将步骤402中读入的数据和发送的数据进行比较，如果不同执行步骤404发送干扰数据，加重冲突，为了防止冲突的再次发生，检测到冲突的所有发送终端必须采用以下公式，延时发送数据。

T＝τ×2ⁿ

以上的公式中T：为要延时的时间；

τ：为时间因子；

n：为该终端检测到的冲突次数。本流程结束于步骤405。

可以编C代码如下：

图5是本发明一实施方式数据帧格式图。包括501帧起始：为唯一标识，表明一个数据帧的开始。502地址域：表明设备号，与设备一致而且对应。503帧长度：表明数据帧的长度。504信息域：表明发送的具体信息，可以根据需求自行安排。

图6是本发明一实施方式所述总线通讯方法发送数据流程图。该流程开始于步骤601。然后，步骤602接受一个数据，存入固定缓冲。步骤603判别是否帧起始，如是存入接受缓冲区，并将接受数据计数器复位，跳出。步骤604判别是否帧长度，如是存入接受缓冲区，并将接受长度数据置位，跳出。步骤605根据接受长度数据判别数据帧是否接受结束，如是置数据帧标志，表明受到完整的数据帧。步骤606其他，将接受数据存入缓冲，跳出。本流程结束于步骤607。

所有的数据帧一般由控制终端根据操作者的要求发出，受控终端根据自己的实际状态生成回应的数据帧；控制终端根据受控终端的回应，把当前的状态反馈给用户。也可根据需要规定受控终端在其受控器件的状态发生改变时，发送数据帧给控制终端；控制终端立即警告操作者，受控器件状态改变。一般规定数据帧中的控制域的值表明该数据帧的功能，应用程序只要判断控制域的值，调用不同的处理程序处理接受缓冲中的数据即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种便于扩展的现场总线通讯方法，其特征在于发送数据帧包括以下步骤：

发送数据帧前先判别现场总线是否空闲；

如果现场总线不空闲继续判别，如果空闲发送数据帧；

每发送一个数据，帧听是否和现场总线上的数据相同；

如果不相同发送干扰数据，重新发送数据帧，直到一次将数据帧全部发送结束。

2.根据权利要求1所述现场总线通讯方法，其特征在于发送数据帧前判别现场总线是否空闲是执行以下步骤都到的：

读入初始化数据；

延时一段时间；

初始化数据和接受数据比较，不相同重新侦听，相同侦听结束。

3.根据权利要求1所述现场总线通讯方法，其特征在于发送数据帧时判别现场总线是否空闲是执行以下步骤都到的：

读入接受到的数据；

将接受到的数据和发送出去的数据相比较；

相同发送下一搁数据，不同采取干扰排除机制，重新发送数据帧。

4.根据权利要求3所述的现场总线通讯方法，其特征在于，所述的干扰排除机制采取下列机制：

为了防止冲突的再次发生，检测到冲突的所有发送终端采用以下公式，延时发送数据：

T＝τ×2ⁿ

以上的公式中T：为要延时的时间；

τ：为时间因子；

n：为该终端检测到的冲突次数。

5.根据权利要求1所述的现场总线通讯方法，其特征在于，所述的数据帧至少包括以下信息：帧起始，地址域，帧长度，信息域；帧起始：为唯一标识，表明一个数据帧的开始；地址域：表明设备号，与设备一致而且对应；帧长度：表明数据帧的长度；信息域：表明发送的具体信息。

6.一种便于扩展的现场总线通讯方法，其特征在于接受数据帧包括以下步骤：

接受一个数据，存入固定缓冲；

判别是否帧起始，如是存入接受缓冲区，并将接受数据计数器复位，跳出；

判别是否帧长度，如是存入接受缓冲区，并将接受长度数据置位，跳出；

根据接受长度数据判别数据帧是否接受结束，如是置数据帧标志，表明受到完整的数据帧；

其他，将接受数据存入缓冲，跳出。

7.一种便于扩展的现场总线通讯方法，其特征在于发送数据帧和接受数据帧协同一起工作。