CN102081585A

CN102081585A - 试验卫星用rs485双总线通信方法

Info

Publication number: CN102081585A
Application number: CN 201010614143
Authority: CN
Inventors: 陈健; 李冬柏; 兰盛昌; 徐国栋
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2030-12-30
Also published as: CN102081585B

Abstract

本发明公开了一种试验卫星用RS485双总线通信方法，其包括以下步骤：将星载计算机作为主机，将下位机和测控应答机作为从机，采用第一RS485总线和第二RS485总线分别连接在主机和从机之间；主机通过第一RS485总线和第二RS485总线对从机进行轮巡访问，各个从机在接收到主机发送的命令帧后通过第一RS485总线和第二RS485总线发送应答帧；主机接收应答信号后通过第一RS485总线和第二RS485总线向从机传输数据帧。

Description

试验卫星用RS485双总线通信方法

技术领域

本发明涉及航天通信领域，具体而言，涉及一种试验卫星用RS485双总线通信方法。

背景技术

在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。

发明人发现，现有技术中星载计算机和下位机间的通信较为复杂，导致星载计算机和下位机间的通信无法有效进行。

发明内容

本发明提供一种试验卫星用RS485双总线通信方法，用以有效地实现星载计算机和下位机间的通信。

为达到上述目的，本发明提供了一种试验卫星用RS485双总线通信方法，其包括以下步骤：将星载计算机作为主机，将下位机和测控应答机作为从机，采用第一RS485总线和第二RS485总线分别连接在主机和从机之间；主机通过第一RS485总线和第二RS485总线对从机进行轮巡访问，各个从机在接收到主机发送的命令帧后通过第一RS485总线和第二RS485总线发送应答帧；主机接收应答信号后通过第一RS485总线和第二RS485总线向从机传输数据帧。

较佳的，上述通信方法还包括以下步骤：主机通过第一RS485总线和第二RS485总线向测控应答机发送遥测帧；测控应答机在接收到遥测帧后，通过天线将遥测帧中的下行遥测参数发送到地面。

较佳的，上述通信方法还包括以下步骤：测控应答机接收并缓存来自地面的指令；测控应答机在主机轮巡访问时，优先将指令通过遥控帧发送至主机。

较佳的，上述通信方法中主机和从机从第一RS485总线和第二RS485总线中自主选择正常的系统总线接收数据。

较佳的，上述通信方法中从机在接收到来自主机的命令帧后1～3ms内应答，否则按超时处理。

较佳的，上述通信方法中下位机在发送应答帧的过程中，应答帧的字符之间的间隔小于或等于190μs，否则按超时处理。

较佳的，上述通信方法中，如果应答帧或命令帧或数据帧或遥测帧的校验码错误，主机或从机在第一RS485总线和第二RS485总线之间进行切换选择。

较佳的，上述通信方法中，如果第一RS485总线或第二RS485总线通信超时，主机或从机在第二RS485总线和第一RS485总线之间进行切换选择，其中，通信超时是指通信超过设定时间。

较佳的，上述通信方法中设定时间为3秒。

上述实施例中通信采用主从方式，星载计算机为默认的主机，其它下位机和测控应答机为从机，信息交换采用应答方式进行。通常情况下，各下位机处于接收状态，系统总线为空闲方式，主机采用轮巡方式访问各下位机，各下位机仅在被访问后进行应答时才有权占用系统总线，并且在一帧数据传输结束后释放系统总线，实现了星载计算机和下位机、测控应答机的主从通信，该方法操作方便，成本较低，克服了现有技术中存在的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例的试验卫星用RS485双总线通信方法流程图；

图2为本发明一个实施例的通信系统网络结构图；

图3为本发明一个优选实施例采用的MAX485电气接口示意图；

图4为本发明一个实施例按位定义的字符格式示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一个实施例的试验卫星用RS485双总线通信方法流程图，如图1所示，其包括以下步骤：

S102，将星载计算机作为主机，将下位机和测控应答机作为从机，采用第一RS485总线和第二RS485总线分别连接在主机和从机之间；

S104，主机通过第一RS485总线和第二RS485总线对从机进行轮巡访问，各个从机在接收到主机发送的命令帧后通过第一RS485总线和第二RS485总线发送应答帧；

S106，主机接收应答信号后通过第一RS485总线和第二RS485总线向从机传输数据帧。

在本实施例中通信采用主从方式，星载计算机为默认的主机，其它下位机和测控应答机为从机，信息交换采用应答方式进行。通常情况下，各下位机处于接收状态，系统总线为空闲方式，主机采用轮巡方式访问各下位机，各下位机仅在被访问后进行应答时才有权占用系统总线，并且在一帧数据传输结束后释放系统总线，实现了星载计算机和下位机、测控应答机的主从通信，该方法操作方便，成本较低，克服了现有技术中存在的问题。

其中，命令帧用于星载计算机向下位机发送命令，其格式如表1所示：

表1

地址码：地址码分目的地址及源地址二部分，目的地址为下位机地址，每个下位机分配了唯一的地址码；星载计算机在发送目的地址时，该字符的校验位被强制为1，便于下位机采用多机通信工作模式；源地址为星载计算机地址码。命令码：根据各下位机负责的控制对象所进行的命令规定(00H～7FH)。校验码：从地址码开始到命令码结束所有数据以字节为单位进行累加，按256取模后，用256减该值作为校验码，即校验码＝256-MOD(累加和，256)。

数据帧用于星载计算机向下位机注入数据，其格式如表2所示：

表2

地址码：同命令帧地址码定义。命令码：根据各下位机负责的控制对象所进行的命令规定(80H～FEH)。数据码：结合命令码，放置由星载计算机传输给下位机的数据。校验码：同命令帧校验码定义。

应答帧由下位机在接收到星载计算机发送的命令帧或数据帧后1～3ms内给出，其格式如表3所示：

表3

地址码：同命令帧地址码定义。状态码：给出当前接收到的命令帧或数据帧中命令码码字(00H～FEH)。数据码：结合状态码，放置由下位机反馈给星载计算机的数据。校验码：同命令帧校验码定义。

图2为本发明一个实施例的通信系统网络结构图，如图2所示，星载计算机为主机，其它下位机和测控应答机为从机，采用双RS485总线结构进行通信。通信方式采用应答模式，主从控制，主机发出命令，由下位机根据命令应答主机。

图3为本发明一个优选实施例采用的MAX485电气接口示意图，图3示出了双总线连接的物理层接口形式，其中匹配电阻R*仅在终端设备中配置。

异步通信的基本单位为字符，每个字符传输时为11位，图4为按位定义的字符格式示意图。当星载计算机向下位机发送字符时，如果校验位为1，表示该字符为下位机地址信息，其它情况下校验位为0。

例如，上述通信方法还包括以下步骤：主机通过第一RS485总线和第二RS485总线向测控应答机发送遥测帧；测控应答机在接收到遥测帧后，通过天线将遥测帧中的下行遥测参数发送到地面。

其中，遥测帧由星载计算机组帧后发送给测控应答机。测控应答机接收到遥测帧后将帧格式中“数据区”内容发送给地面。遥测帧的格式如表4所示：

表4

地址码：同命令帧地址码定义。命令码：F1H，表示该帧数据为遥测帧。数据码：放置下行遥测数据。校验码：同命令帧校验码定义。

例如，上述通信方法还包括以下步骤：测控应答机接收并缓存来自地面的指令；测控应答机在主机轮巡访问时，优先将指令通过遥控帧发送至主机。

其中，遥控帧用于测控应答机接收到地面指令后缓存，并优先通过总线应答给星载计算机，其格式如表5所示，格式中“数据区”填写遥控指令内容：

表5

地址码：同命令帧地址码定义。命令码：FEH，表示该帧数据为遥控指令。数据码：放置需传输的遥控指令。校验码：同命令帧校验码定义。

例如，上述通信方法中主机和从机从第一RS485总线和第二RS485总线中自主选择正常的系统总线接收数据。

例如，上述通信方法中从机在接收到来自主机的命令帧后1～3ms内应答，否则按超时处理。

例如，上述通信方法中下位机在发送应答帧的过程中，应答帧的字符之间的间隔小于或等于190μs，否则按超时处理。

例如，上述通信方法中，如果应答帧或命令帧或数据帧或遥测帧的校验码错误，主机或从机在第一RS485总线和第二RS485总线之间进行切换选择。

例如，上述通信方法中，如果第一RS485总线或第二RS485总线通信超时，主机或从机在第二RS485总线和第一RS485总线之间进行切换选择，其中，通信超时是指通信超过设定时间。

例如，上述通信方法中设定时间为3秒。

从上述描述中可以看出，本发明的实施例给出了一种简易、实用的卫星上使用的RS485总线通信协议，包括双总线备份以及故障判定等，从而可以有效地完成主从式多点分时通信、下位机参数采集、控制命令传输、遥测参数传输、遥控指令转发等。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种试验卫星用RS485双总线通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

将星载计算机作为主机，将下位机和测控应答机作为从机，采用第一RS485总线和第二RS485总线分别连接在所述主机和所述从机之间；

所述主机通过所述第一RS485总线和所述第二RS485总线对所述从机进行轮巡访问，各个所述从机在接收到所述主机发送的命令帧后通过所述第一RS485总线和所述第二RS485总线发送应答帧；

所述主机接收所述应答信号后通过所述第一RS485总线和所述第二RS485总线向所述从机传输数据帧。

2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，还包括以下步骤：

所述主机通过所述第一RS485总线和所述第二RS485总线向所述测控应答机发送遥测帧；

所述测控应答机在接收到所述遥测帧后，通过天线将所述遥测帧中的下行遥测参数发送到地面。

3.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，还包括以下步骤：

所述测控应答机接收并缓存来自地面的指令；

所述测控应答机在所述主机轮巡访问时，优先将所述指令通过遥控帧发送至所述主机。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的通信方法，其特征在于，所述主机和所述从机从所述第一RS485总线和所述第二RS485总线中自主选择正常的系统总线接收数据。

5.根据权利要求4所述的通信方法，其特征在于，所述从机在接收到来自所述主机的命令帧后1～3ms内应答，否则按超时处理。

6.根据权利要求5所述的通信方法，其特征在于，所述下位机在发送应答帧的过程中，所述应答帧的字符之间的间隔小于或等于190μs，否则按超时处理。

7.根据权利要求5或6所述的通信方法，其特征在于，如果所述应答帧或所述命令帧或所述数据帧或所述遥测帧的校验码错误，所述主机或所述从机在所述第一RS485总线和所述第二RS485总线之间进行切换选择。

8.根据权利要求5或6所述的通信方法，其特征在于，如果所述第一RS485总线或所述第二RS485总线通信超时，所述主机或所述从机在所述第二RS485总线和所述第一RS485总线之间进行切换选择，其中，所述通信超时是指通信超过设定时间。

9.根据权利要求8所述的通信方法，其特征在于，所述设定时间为3秒。