CN104834618A - 一种基于rs485总线通信的多设备扫描方法和电力电子系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于RS485总线通信的多设备扫描方法和电力电子系统，其中多设备扫描方法的步骤为：S1，主机上电，开始扫描从设备；S2，主机打开第一级从设备的电源(N＝1)；S3，主机通过RS485连接链路向第N级从设备发送扫描命令；S4，第N级从设备做出扫描响应，回应主机的扫描请求；S5，主机判断是否收到第N级从设备的扫描响应：当主机收到扫描响应时，主机对扫描数据进行处理，并命令第N级从设备打开第N+1级从设备的电源，置N＝N+1，并返回步骤S3；当主机未收到扫描响应时，主机结束扫描并反馈扫描结果。本发明可以在不知道多个从设备通信地址的时候对其进行识别扫描，避免RS485多设备扫描时造成的数据冲突。

Description

一种基于RS485总线通信的多设备扫描方法和电力电子系统
技术领域
本发明属于数据通信技术领域，尤其是指一种基于RS485总线通信的多设备扫描方法和基于其的电力电子系统。
背景技术
RS485通信通常被用作为一种相对经济、具有相当高噪声抑制、相对高的传输速率、传输距离远、宽共模范围的通信平台，目前已广泛应用于工业、电力等各种领域。
RS485总线通信可以为多个设备接入同一总线，实现主机可与多个从设备通信，但是RS485没有设备分发机制，因此RS485不能支持扫描多个设备，否则会造成RS485总线数据冲突。
中国专利CN201410397853.3，其公开一种基于无冲突协议的全双工RS485总线通信装置及方法，总线数据侦听电路将发送总线上的数据反馈给PLD芯片；PLD芯片电路通过总线探测帧的发送判断总线被占用状态并计算数据发送延迟时间因子；为0则抢占RS485数据发送总线发送；不为0则延迟一定时间；直至发送完毕。通过按照无冲突协议计算时间延迟因子以减少发送探测帧时的总线竞争情况，解决现有RS485总线不能满足对监控节点多、单节点上传数据量实时系统监控需求问题。但这种装置和方法的工作和计算过程复杂，成本较高，且不适宜用于较少节点设备的RS485总线通信中。
发明内容
针对现有的RS485总线通信在未知从设备通信地址的情况下不能支持多设备扫描的技术问题，本发明提供一种基于RS485总线通信的多设备扫描方法，其通过GPIO控制电源方式实现把多设备扫描转换成单一扫描，使得RS485可以在不知道多设备地址的时候其进行识别扫描，避免RS485多设备扫描时造成的数据冲突。为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于RS485总线通信的多设备扫描方法，包括以下步骤：
S1，主机上电，开始扫描从设备；
S2，主机打开第一级从设备的电源(N＝1)；
S3，主机通过RS485连接链路向第N级从设备发送扫描命令；
S4，第N级从设备做出扫描响应，回应主机的扫描请求；
S5，主机判断是否收到第N级从设备的扫描响应：当主机收到扫描响应时，主机对扫描数据进行处理，并命令第N级从设备打开第N+1级从设备的电源，置N＝N+1，并返回步骤S3；当主机未收到扫描响应时，主机结束扫描并反馈扫描结果。
进一步地，在步骤S2中，主机的CPU通过控制第一级从设备的电源控制模块以打开第一级从设备的电源。
进一步地，主机的CPU通过GPIO接口控制第一从设备的电源控制模块。
进一步地，在步骤S5中，当主机收到扫描响应时，第N级从设备的MCU通过控制第N+1级从设备的电源控制模块以打开第N+1级从设备的电源。
进一步地，第N级从设备的MCU通过GPIO接口控制第N+1级从设备的电源控制模块。
进一步地，当主机需要扫描若干路从设备时，主机通过CPU的GPIO接口控制对多路从设备进行扫描的先后顺序。
相应地，本发明还提供一种可通过RS485总线进行多设备扫描通信的电力电子系统，包括一个主机和若干个从设备，一个从设备作为第一级从设备与主机连接，其余从设备依次与上一级从设备串行连接；所述主机包括RS485接口和CPU，所述从设备包括RS485接口、MCU和电源控制模块；所述主机的CPU为所述主机的数据处理和中央控制单元，所述主机的RS485接口用于所述主机与所述从设备通信；所述从设备的MCU为所述第一级从设备的数据处理和中央控制单元，所述从设备的RS485接口用于所述从设备与所述主机及下一级从设备通信，所述从设备的电源控制模块用于由主机的CPU或上一级从设备的MCU控制所在从设备的电源开关。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：主机通过CPU的数据接口控制第一级从设备的电源开关，以及主机通过RS485连接链路发送命令给已扫描的各级从设备以打开后一级从设备的电源开关，从而控制各级从设备是否与主设备通过RS485通信，把主机对多个从设备的扫描方式转换成依次对单个从设备扫描，从而实现通过单一扫描方式实现RS485总线对多个从设备的扫描，使得RS485可以在不知道从设备地址的情况下，仍可以对从设备进行扫描识别，解决RS485通信中不支持多设备扫描的技术问题，避免RS485多设备扫描时造成的数据冲突，应用范围广泛。
附图说明
图1为本发明的控制流程示意图；
图2为本发明的电力电子系统只有一路从设备的示意框图；
图3为本发明的电力电子系统有两路从设备的示意框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：
本实施例提供一种基于RS485总线通信的多设备扫描方法，应用于一个主机和若干个从设备组成的通过RS485总线通信的电力电子系统中，该多设备扫描方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1，主机上电，开始扫描从设备；
S2，主机打开第一级从设备的电源(N＝1)；
S3，主机通过RS485连接链路向第N级从设备发送扫描命令；
S4，第N级从设备做出扫描响应，回应主机的扫描请求；
S5，主机判断是否收到第N级从设备的扫描响应：当主机收到扫描响应时，主机对扫描数据进行处理，并命令第N级从设备打开第N+1级从设备的电源，置N＝N+1，并返回步骤S3；当主机未收到扫描响应时，主机结束扫描并反馈扫描结果。
由于RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。因此在本发明中，N为取值范围为2≤N≤400的自然数。
其中，在步骤S2中，主机的CPU通过控制第一级从设备的电源控制模块以打开第一级从设备的电源。进一步地，主机的CPU是通过GPIO接口控制第一级从设备的电源控制模块。
其中，在步骤S5中，当主机收到扫描响应时，第N级从设备的MCU通过控制第N+1级从设备的电源控制模块以打开第N+1级从设备的电源。进一步地，第N级从设备的MCU通过GPIO接口控制第N+1级从设备的电源控制模块。
如图2所示，在本实施例中，电力电子系统包括一个主机、第一级从设备和第二级从设备，第二级从设备为第一级从设备的下一级从设备，第一级从设备为第二级从设备的上一级从设备。
主机上电后，开始扫描第一级从设备和第二级从设备；主机的CPU通过控制第一级从设备的电源控制模块，以打开第一级从设备的电源；主机通过RS485连接链路向第一级从设备发送扫描命令；第一级从设备做出扫描响应，回应主机的扫描请求；主机判断确实收到第一级从设备的扫描响应，主机对扫描响应进行数据处理，并通过RS485连接链路发送命令给第一级从设备，第一级从设备的MCU控制第二级从设备的电源控制模块，以打开第二级从设备的电源开关。主机通过RS485连接链路向第二级从设备发送扫描命令；第二级从设备做出扫描响应，回应主机的扫描请求；主机判断确实收到第二级从设备的扫描响应，主机对扫描响应进行数据处理，并通过RS485连接链路发送命令给第二级从设备，第二级从设备的MCU控制第三级从设备的电源控制模块，以打开第三级从设备的电源开关。主机通过RS485连接链路向第三级从设备发送扫描命令；由于该电力电子系统中没有第三级从设备，因此实际上并没有第三级从设备接收到扫描命令，因此也不可能做出扫描响应；主机判断确实未收到第三级从设备的扫描响应，结束扫描过程。
主机通过CPU的数据接口控制各级从设备的电源开关，以及主机通过RS485连接链路发送命令给已扫描的各级从设备以打开后一级从设备的电源开关，从而控制各级从设备是否与主设备通过RS485通信，把主机对多个从设备的扫描方式转换成依次对单个从设备扫描，从而实现通过单一扫描方式实现RS485总线对多个从设备的扫描，使得RS485可以在不知道从设备地址的情况下，仍可以对从设备进行扫描识别，解决RS485通信中不支持多设备扫描的技术问题，避免RS485多设备扫描时造成的数据冲突。
实施例二：
当主机需要扫描若干路从设备时，即主机需要扫描多个第一级从设备连接通信，主机通过主机电源控制模块分别与多个第一级从设备连接，从而可以控制对不同路从设备进行扫描的先后顺序。在本实施例中，如图3所示，该电力电子系统包括主机、第一路从设备和第二路从设备。主机的RS485接口分别与第一路从设备和第二路从设备连接，主机的电源控制模块A与第一路从设备的第一级从设备的电源控制模块连接，主机的电源控制模块B与第二路从设备的第一级从设备的电源控制模块连接。在主机扫描所有从设备时，主机通过控制电源控制模块A，从而优先扫描第一路从设备的多个从设备；当第一路从设备扫描结束后，主机再通过控制电源控制模块B扫描第二路从设备的多个从设备。最终有序地完成与主机连接的两路从设备，且不会造成主机与两路从设备通信间的数据冲突。
实施例三：
相应于实施例一中提供的基于RS485总线通信的多设备扫描方法，本实施例三提供一种电力电子系统，如图2所示，包括一个主机和若干个从设备，一个从设备作为第一级从设备与主机连接，其余从设备依次与上一级从设备串行连接；
主机包括RS485接口和CPU，从设备包括RS485接口、MCU和电源控制模块，
主机的CPU为主机的数据处理和中央控制单元，主机的RS485接口用于主机与从设备通信，
从设备的MCU为第一级从设备的数据处理和中央控制单元，从设备的RS485接口用于从设备与主机及下一级从设备通信，从设备的电源控制模块用于由主机的CPU或上一级从设备的MCU控制所在从设备的电源开关。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于RS485总线通信的多设备扫描方法，其特征在于：
S1，主机上电，开始扫描从设备；
S2，主机打开第一级从设备的电源开关(N＝1)；
S3，主机通过RS485连接链路向第N级从设备发送扫描命令；
S4，第N级从设备做出扫描响应，回应主机的扫描请求；
S5，主机判断是否收到第N级从设备的扫描响应：
当主机收到扫描响应时，主机对扫描数据进行处理，并命令第N级从设备打开第N+1级从设备的电源，置N＝N+1，并返回步骤S3；
当主机未收到扫描响应时，主机结束扫描并反馈扫描结果。
2.根据权利要求1所述的基于RS485总线通信的多设备扫描方法，其特征在于：在步骤S2中，主机的CPU通过控制第一级从设备的电源控制模块以打开第一级从设备的电源。
3.根据权利要求2所述的基于RS485总线通信的多设备扫描方法，其特征在于：主机的CPU通过GPIO接口控制第一从设备的电源控制模块。
4.根据权利要求1所述的基于RS485总线通信的多设备扫描方法，其特征在于：在步骤S5中，当主机收到扫描响应时，第N级从设备的MCU通过控制第N+1级从设备的电源控制模块以打开第N+1级从设备的电源。
5.根据权利要求4所述的基于RS485总线通信的多设备扫描方法，其特征在于：第N级从设备的MCU通过GPIO接口控制第N+1级从设备的电源控制模块。
6.根据权利要求1至5任一所述的基于RS485总线通信的多设备扫描方法，其特征在于：当主机需要扫描若干路从设备时，主机通过主机电源控制模块控制对多路从设备进行扫描的先后顺序。
7.一种电力电子系统，其特征在于：包括一个主机和若干个从设备，一个从设备作为第一级从设备与主机连接，其余从设备依次与上一级从设备串行连接；
所述主机包括RS485接口和CPU，所述从设备包括RS485接口、MCU和电源控制模块，
所述主机的CPU为所述主机的数据处理和中央控制单元，所述主机的RS485接口用于所述主机与所述从设备通信，
所述从设备的MCU为所述第一级从设备的数据处理和中央控制单元，所述从设备的RS485接口用于所述从设备与所述主机及下一级从设备通信，所述从设备的电源控制模块用于由主机的CPU或上一级从设备的MCU控制所在从设备的电源开关。
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