CN104852871A - 基于rs-485网络的电阻配置系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于RS-485网络的电阻配置系统及其方法，通过产生检测封包并以回路进行接收，以便将检测封包作为基准信号以及将经由回路接收的检测封包作为对比信号，并且根据基准信号与对比信号的比较结果控制开关以对上拉电阻、下拉电阻及终端电阻进行配置，用以达成提高配置电阻的便利性的技术功效。

Description

基于RS-485网络的电阻配置系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种电阻配置系统及其方法，特别是指在RS-485网络环境下根据封包的比对结果动态配置电阻的基于RS-485网络的电阻配置系统及其方法。

背景技术

近年来，随着网络的普及与蓬勃发展，各种通信标准如雨后春笋般的出现。其中，RS-485通信标准是工业环境中的常规通信标准。

一般而言，RS-485在使用上通常是整体安装完成时，通过调整适当的上拉电阻、下拉电阻及终端电阻，用以降低网络上的干扰和反射，进而使通讯正常。然而，上述调整方式需事先确认网络上的通讯品质后，再进行相应的手动调整，所以具有配置电阻不便的问题。

有鉴于此，便有厂商提出一种自动配置终端电阻的方式，藉由侦测设备的连接状态，控制开关的电性连接方式使位于RS-485网络上的第一个及最后一个设备自动使用终端电阻。然而，以此方式仅能自动判断是否使用终端电阻，对于降低网络上的干扰和反射的效果不彰，同时也无法自动配置上拉电阻及下拉电阻。因此，上述方式仍然无法有效解决配置电阻不便的问题。

综上所述，可知现有技术中长期以来一直存在配置电阻不便的问题，因此实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。

发明内容

本发明揭露一种基于RS-485网络的电阻配置系统及其方法。

首先，本发明揭露一种基于RS-485网络的电阻配置系统，此系统包含：电阻串、封包产生模块、传输模块及比较模块。其中，电阻串包含串联的上拉电阻、第一开关、第二开关、终端电阻、第三开关及下拉电阻，其中所述第一开关、第二开关及第三开关的电性连接状态预设为断路；封包产生模块用以于接收到触发信号后产生检测封包；传输模块用以传输检测封包，并且以回路接收此检测封包；比较模块用以将产生的检测封包作为基准信号，以及将以回路接收的检测封包作为对比信号，当对比信号的信号宽度失真小于或大于基准信号时，使第一开关及第三开关的电性连接状态为短路以致动上拉电阻及下拉电阻，当对比信号包含多余的反射信号或对比信号的信号宽度等于预设范围的信号宽度时，使第二开关的电性连接状态为短路以致动终端电阻。

另外，本发明揭露一种基于RS-485网络的电阻配置方法，其步骤包括：在接收到触发信号后产生检测封包；传送检测封包，并且以回路接收此检测封包；将产生的检测封包作为基准信号，以及将以回路接收的此检测封包作为对比信号；当对比信号的信号宽度失真小于或大于基准信号时，使第一开关及第三开关的电性连接状态为短路以致动上拉电阻及下拉电阻，当对比信号包含多余的反射信号或对比信号的信号宽度等于预设范围的信号宽度时，使第二开关的电性连接状态为短路以致动终端电阻。

本发明所揭露的系统与方法如上，与现有技术的差异在于本发明是通过产生检测封包并以回路进行接收，以便将检测封包作为基准信号以及将经由回路接收的检测封包作为对比信号，并且根据基准信号与对比信号的比较结果控制开关以对上拉电阻、下拉电阻及终端电阻进行配置。

通过上述的技术手段，本发明可以达成提高配置电阻的便利性的技术功效。

附图说明

图1为本发明基于RS-485网络的电阻配置系统的系统方块图。

图2为本发明基于RS-485网络的电阻配置方法的方法流程图。

图3为本发明基于RS-485网络的电阻配置系统的电路示意图。

图4为本发明基准信号及对比信号的各种差异的示意图。

【符号说明】

110   电阻串

120   封包产生模块

130   传输模块

140   比较模块

311   上拉电阻

312   终端电阻

313   下拉电阻

321   第一开关

322   第二开关

323   第三开关

331   发送器

332   接收器

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

在说明本发明所揭露的基于RS-485网络的电阻配置系统及其方法的前，先对本发明所应用的环境作说明，本发明是应用在RS-485网络环境下，所述RS-485是工业环境中的常规通信标准，使用上在整体网络安装完成时需要调整适当的上拉电阻、下拉电阻及终端电阻，以便降低网络上的干扰和反射，以及使网络有足够的信号级别（Level），例如：差动信号相减大于0.2伏特，进而使网络成正常通讯。稍后将配合图式详细说明上拉电阻、下拉电阻及终端电阻的电性连接方式。

以下配合图式对本发明基于RS-485网络的电阻配置系统及其方法做进一步说明，请参阅「图1」，「图1」为本发明基于RS-485网络的电阻配置系统的系统方块图，此系统包含：电阻串110、封包产生模块120、传输模块130及比较模块140。其中，电阻串110包含串联的上拉电阻、第一开关、第二开关、终端电阻、第三开关及下拉电阻，其中第一开关、第二开关及第三开关的电性连接状态预设为断路。在实际实施上，终端电阻的电阻值可以在“90欧姆”至“220欧姆”的范围内选择，或是选择其他适用的电阻值；上拉电阻及下拉电阻的电阻值则可在“390欧姆”至“150K欧姆”的范围内选择，或是选择其他适用的电阻值；至于所述第一开关、第二开关及第三开关则可使用电子式开关或机械式开关，所述电子式开关包含双极性晶体管（BipolarJunction Transistor,BJT）开关、场效应晶体管（Field Effect Transistor,FET）开关及电子式继电器，而机械式开关则包含机械式继电器。

封包产生模块120用以于接收到触发信号后产生检测封包。在实际实施上，所述触发信号可通过按压开关或是由芯片产生，至于产生检测封包的方式由于为公知技术，故在此不再多作赘述。

传输模块130用以传送检测封包，并且以回路接收此检测封包。在实际实施上，传输模块130可包含发送器及接收器，并且具有回路电性连接发送器及接受器，以便在发送器传送检测封包时，能够经过回路直接将检测封包原封不动地回传至接收器。稍后将配合图式详细说明发送器及接收器的电性连接方式。

比较模块140用以将封包产生模块120所产生的检测封包作为基准信号，以及将以回路接收的检测封包作为对比信号，当对比信号的信号宽度失真小于或大于基准信号时，使第一开关及第三开关的电性连接状态为短路以致动上拉电阻及下拉电阻，当对比信号包含多余的反射信号或对比信号的信号宽度等于预设范围的信号宽度时，使第二开关的电性连接状态为短路以致动终端电阻，所述预设范围是指预先设定的一段时间范围。换句话说，比较模块140会比对由封包产生模块120所产生的检测封包以及由回路所接收的检测封包，并且将有四种不同的比对结果，即：信号宽度失真小于送出的检测封包、信号含有多余反射信号、信号宽度大于送出的检测封包、以及信号宽度等于某一范围的信号宽度。接着，藉由四种不同的比对结果，调整各开关的电性连接状态以致动不同的电阻，进而自动完成RS-485网络的电阻配置。特别要说明的是，比较模块140更可包含根据对比信号及基准信号诊断网络状态，此网络状态至少包含通讯正常、信号失真、网络距离过长、异常反射信号、多余终端电阻调整及过多RS-485节点，其诊断的方式是通过波形的比对来实现。

接着，请参阅「图2」，「图2」为本发明基于RS-485网络的电阻配置方法，其步骤包括：在接收到触发信号后产生检测封包（步骤210）；传送检测封包，并且以回路接收检测封包（步骤220）；将产生的检测封包作为基准信号，以及将以回路接收的检测封包作为对比信号（步骤230）；当对比信号的信号宽度失真小于或大于基准信号时，使第一开关及第三开关的电性连接状态为短路以致动上拉电阻及下拉电阻，当对比信号包含多余的反射信号或对比信号的信号宽度等于预设范围的信号宽度时，使第二开关的电性连接状态为短路以致动终端电阻（步骤240）。通过上述步骤，即可通过产生检测封包并以回路进行接收，以便将检测封包作为基准信号以及将经由回路接收的检测封包作为对比信号，并且根据基准信号与对比信号的比较结果控制开关以对上拉电阻、下拉电阻及终端电阻进行配置。

特别要说明的是，在步骤240还可根据对比信号及基准信号来诊断网络状态（步骤250）。所述网络状态至少包含通讯正常、信号失真、网络距离过长、异常反射信号、多余终端电阻调整及过多RS-485节点。

以下配合「图3」及「图4」以实施例的方式进行如下说明，请先参阅「图3」，「图3」为本发明基于RS-485网络的电阻配置系统的电路示意图。首先，电阻串110包含串联的上拉电阻311、第一开关321、第二开关322终端电阻312、第三开关323及下拉电阻313，而且第一开关321、第二开关322及第三开关323的电性连接状态预设为断路。当封包产生模块120接收到触发信号后将产生检测封包，并且将此检测封包传送到传输模块130以便经由发送器331进行发送，并且同时经由回路从接收器332接收此检测封包，此时比较模块140能够从封包产生模块120载入其产生的检测封包以及从接收器332接收以回路接收的检测封包，并且将前者作为基准信号以及将后者作为对比信号，以便将两者进行比对。假设比对结果是对比信号的信号宽度失真小于或大于基准信号时，比较模块140会使第一开关321及第三开关323的电性连接状态由断路改变为短路，藉以致动上拉电阻311及下拉电阻313；假设对比信号包含多余的反射信号或对比信号的信号宽度等于预设范围的信号宽度时，比较模块140会使第二开关322的电性连接状态由断路改变为短路以致动终端电阻312。如此一来，藉由检测封包的比对结果即可自动配置各电阻，使RS-485网络能够正常运作。

如「图4」所示意，「图4」为本发明基准信号及对比信号的各种差异的示意图。其中，左边为基准信号（即：封包产生模块120产生的检测封包）、右边为对比信号（即：接收到的检测封包）。在实际实施上，对比信号的信号宽度失真小于基准信号的信号波形将如标记“A”处所示意；对比信号的信号宽度失真大于基准信号的信号波形如标记“B”处所示意；对比信号包含多余的反射信号的信号波形如标记“C”处所示意；对比信号的信号宽度等于某一预设范围的信号宽度如标记“D”处所示意。如此一来，藉由基准信号及对比信号的差异，能够致动适合的电阻达成自动配置电阻的目的。

综上所述，可知本发明与现有技术之间的差异在于通过产生检测封包并以回路进行接收，以便将检测封包作为基准信号以及将经由回路接收的检测封包作为对比信号，并且根据基准信号与对比信号的比较结果控制开关以对上拉电阻、下拉电阻及终端电阻进行配置，藉由此一技术手段可以解决现有技术所存在的问题，进而达成提高配置电阻的便利性的技术功效。

虽然本发明以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种基于RS-485网络的电阻配置系统，其特征在于，该系统包含：

一电阻串，该电阻串包含串联的一上拉电阻、一第一开关、一第二开关、一终端电阻、一第三开关及一下拉电阻，其中该第一开关、该第二开关及该第三开关的电性连接状态预设为断路；

一封包产生模块，用以于接收到一触发信号后产生一检测封包；

一传输模块，用以传送该检测封包，并且以回路接收该检测封包；以及

一比较模块，用以将产生的该检测封包作为一基准信号，以及将以回路接收的该检测封包作为一对比信号，当该对比信号的信号宽度失真小于或大于该基准信号时，使该第一开关及该第三开关的电性连接状态为短路以致动该上拉电阻及该下拉电阻，当该对比信号包含多余的反射信号或该对比信号的信号宽度等于一预设范围的信号宽度时，使该第二开关的电性连接状态为短路以致动该终端电阻。

2.根据权利要求1的基于RS-485网络的电阻配置系统，其特征在于，该终端电阻的电阻值范围为90欧姆至220欧姆。

3.根据权利要求1的基于RS-485网络的电阻配置系统，其特征在于，该上拉电阻及该下拉电阻的电阻值范围为390欧姆至150K欧姆。

4.根据权利要求1的基于RS-485网络的电阻配置系统，其特征在于，该第一开关、该第二开关及该第三开关为电子式开关或机械式开关，该电子式开关包含双极性晶体管开关、场效应晶体管开关及电子式继电器，该机械式开关包含机械式继电器。

5.根据权利要求1的基于RS-485网络的电阻配置系统，其特征在于，该比较模块更包含根据该对比信号及该基准信号诊断网络状态，该网络状态至少包含通讯正常、信号失真、网络距离过长、异常反射信号、多余终端电阻调整及过多RS-485节点。

6.一种基于RS-485网络的电阻配置方法，其特征在于，步骤包括：

在接收到一触发信号后产生一检测封包；

传送该检测封包，并且以回路接收该检测封包；

将产生的该检测封包作为一基准信号，以及将以回路接收的该检测封包作为一对比信号；以及

当该对比信号的信号宽度失真小于或大于该基准信号时，使该第一开关及该第三开关的电性连接状态为短路以致动该上拉电阻及该下拉电阻，当该对比信号包含多余的反射信号或该对比信号的信号宽度等于一预设范围的信号宽度时，使该第二开关的电性连接状态为短路以致动该终端电阻。

7.根据权利要求6的基于RS-485网络的电阻配置方法，其特征在于，该终端电阻的电阻值范围为90欧姆至220欧姆。

8.根据权利要求6的基于RS-485网络的电阻配置方法，其特征在于，该上拉电阻及该下拉电阻的电阻值范围为390欧姆至150K欧姆。

9.根据权利要求6的基于RS-485网络的电阻配置方法，其特征在于，该第一开关、该第二开关及该第三开关为电子式开关或机械式开关，该电子式开关包含双极性晶体管开关、场效应晶体管开关及电子式继电器，该机械式开关包含机械式继电器。

10.根据权利要求6的基于RS-485网络的电阻配置方法，其特征在于，该方法更包含根据该对比信号及该基准信号诊断网络状态的步骤，该网络状态至少包含通讯正常、信号失真、网络距离过长、异常反射信号、多余终端电阻调整及过多RS-485节点。