CN105743757A - Rs485通讯终端自由组网的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RS485通讯终端自由组网的方法，单向半闭环串联的主站发送组网命令到第一个从站，并开始超时计时和等待应答信息。第一个从站接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，同时将自己地址加一后发送到下一个从站。如果主站在超时范围内接收到正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时等待下一个从站应答信息。下一个从站接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，同时将自己地址加一后发送到再下一个从站，直到主站超时后通过RS485发送组网结束命令结束组网过程。本方法可以简化接线的同时准确快速的自动分配各从站的地址，不需人工参与，从站位置可以自由放置或更换，调试高效和方便。

Description

RS485通讯终端自由组网的方法

技术领域

本发明涉及一种RS485通讯终端自由组网的方法。

背景技术

RS485通讯由于开发简单、成本低及抗干扰能力强现已经广泛应用于工业控制领域，其接线方式有两线制和四线制两种接线，两线制是半双工通讯，四线制是全双工通讯。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。

在RS485通讯网络采用半双工通讯方式时，在某一时刻只能有一个终端(主站或者其中一个从站)占用总线，即某一时刻只能有一个终端发送信息，其余终端只能接收信息。当从站的地址相同的情况下，主站发送的信息在同一时刻有多台从站响应，导致主站接收数据错乱或者主站无法识别从站地址，从而造成通讯失败，故RS485通讯从站地址分配尤为重要，RS485通讯从站地址分配的过程即为组网。

目前解决上述问题的方法有五种：1）、通过电脑串口软件逐一设置各从站地址；2）、通过键盘或人机界面设置各从站地址；3）、各从站设置拨码开关设定地址；4）、通过从站查询总线的状态，不断等待空闲状态与主站通讯，如果有地址冲突则重新分配地址；5）、通过环形串联的通讯拓扑结构，除了最接近主站的从站外其余从站均加锁，主站从最接近主站的从站开始发送握手协议解锁和分配地址，从站分配地址后再发送解锁和地址信息到下一个从站，直到最后一个从站发送自己地址到主站后结束。

显然前三种方法需要人工干预，不便于现场的操作，第四种方法耗时严重，严重影响RS485通讯端口的通讯效率，第五种方法各从站的位置不可以自由放置、更换，严重影响现场操作的方便性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，为了在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种RS485通讯终端自由组网的方法。其组网过程不需要人工干预，完全由主站发起，通讯过程没有等待，采用半闭环拓扑结构，接线简单。

本发明RS485通讯终端自由组网的方法，采用如下技术方案：

主站与各从站采用通讯方式A串联成单向半闭环的通讯拓扑结构，实现主站将组网命令发送到下一个从站（本方案默认使用通讯方式A发送组网命令，下同），组网命令从主站开始，至最后一个从站结束。所述通讯方式A为：任何一种可以实现主站到相邻从站、从站到相邻从站的点到点之间双向数据传输的通讯方式。

即由主站开始，逐一将主站及各个从站采用通讯方式A串联起来，并且各个从站的位置不受限制，可以自由放置、更换，由于是串联关系，主站发送的组网命令只有与主站直接相连的从站能收到，从站发送应答信息默认使用RS485通讯；

主站发送包含从站起始地址的组网命令到第一个从站，同时开始超时计时和等待应答信息；

第一个从站接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，同时将自己地址加一后发送到下一个从站；如果主站在超时范围内接收到正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待下一个从站应答信息；

下一个从站接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，同时将自己地址加一后发送到再下一个从站，如果主站在超时范围内接收到正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待下一个从站应答信息；

如此重复，直到主站超时后通过RS485发送组网结束命令，结束组网过程。本方法可以简化接线的同时准确快速的自动分配各从站的地址，组网方案流程见图2。

本发明RS485通讯终端自由组网的方法，另一实现方案如下：主站与各从站采用通讯方式A串联成闭环的通讯拓扑结构，相邻的两个终端均能相互通讯，本方案中组网命令和应答信息只通过通讯方式A进行传输（详见图3）。

由主站开始，逐一将主站及各个从站采用通讯方式A串联起来，并且各个从站的位置可以自由放置、更换。由于是串联关系，主站发送的组网命令只有与主站直接相连的从站能收到。

从站通过通讯方式A采用级联方式发送应答信息（所谓级联方式，从站将应答信息向上一个从站发送，上一个从站再将该应答信息向再上一个从站发送，直到与主站直接相连的从站发送给主站为止）；

主站发送包含从站起始地址的组网命令到第一个从站，同时开始超时计时和等待应答信息；

第一个从站接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，将自己地址加一后发送到下一个从站，同时准备接收下一个从站的应答信息并发送给主站；如果主站在超时范围内接收到正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待下一个从站应答信息；

下一个从站接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息应答信息，将自己地址加一后发送到下一个从站，同时准备接收下一个从站的应答信息并发送给第一个从站；如果主站在超时范围内接收到正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待下一个从站应答信息；

如此重复，直到主站超时后通过RS485发送组网结束命令，结束组网过程。本方案组网流程与图2一样，区别是应答信息的发送方式改变了。

现有技术中，通过电脑串口软件逐一设置各从站地址、通过键盘或人机界面设置各从站地址和各从站设置拨码开关设定地址等组网方式，虽然从站位置可以自由放置、更换，但是组网均需要调试现场人工设置从站地址，无形中增加人工等费用开支、操作复杂、地址分配重复风险，调试时间增加，给现场调试增加了额外的困难或负担，效率低下。而本方案整个组网过程不需要人工干预，由终端自动完成，地址不重复、操作简单、调试高效和方便，是一种简单、经济、高效的组网方法。

通过从站查询总线的状态组网的方式，由于从站要不断的等待总线空闲和请求与主站通讯，等待比较耗时，通讯时间增加，而且当有多个从站等待到空闲同时发送请求数据时，总线数据混乱造成通讯失败，组网时间更长，效率低下。而本方案组网完全由主站发起，通讯过程没有等待，是有规律的组网过程，通讯数据稳定，组网高效。

通过环形串联的通讯拓扑结构组网的方式，由于是环形拓扑结构，接线比较复杂，同时硬件成本也会增加，而且由于有‘除了最接近主站的从站外其余从站均加锁’的要求，限制了从站的位置不可以自由放置、更换，现场安装、调试不便。但是本方案采用的时半闭环拓扑结构，接线简单，硬件成本更低，所有的从站位置可以自由放置、更换，现场安装调试方便。

附图说明

图1是本发明方法中，主站与各从站采用通讯方式A串联成单向半闭环的通讯拓扑结构图。

其中从站个数遵从RS485通讯的约定。各从站的位置可以自由放置，如图中从站A、B、C、D的位置可以互换。

图2是本发明方法组网方案流程框图。

图3是本发明方法中，主站与各从站采用通讯方式A串联成双向半闭环的通讯拓扑结构图。

其中，其中从站个数遵从RS485通讯的约定。各从站的位置可以自由放置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1、RS485通讯终端自由组网的方法，主站与各从站采用通讯方式A串联成单向半闭环的通讯拓扑结构。比如,包含1个主站和4个从站的系统（参考图1）组网方法如下（注：组网命令通过通讯方式A发送，应答信息通过RS485返回）：

步骤一、主站发送包含从站起始地址的组网命令到从站A，主站开始超时计时和等待从站A应答信息；

步骤二、从站A接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并通过RS485返回应答信息，同时将自己地址加1后发送组网命令到从站B；

步骤三、主站在超时范围内接收到从站A正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时等待从站B应答信息；

步骤四、从站B接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，同时将自己地址加1后发送组网命令到从站C；

步骤五、主站在超时范围内接收到从站B正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时等待从站C应答信息；

步骤六、从站C接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，同时将自己地址加1后发送组网命令到从站D；

步骤七、主站在超时范围内接收到从站C正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时等待从站D应答信息；

步骤八、从站D接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，同时将自己地址加1后发送组网命令到‘下一从站’,此时‘下一从站’不存在，但不影响；

步骤九、主站在超时范围内接收到从站D正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时等待‘下一从站’应答信息；

步骤十、主站在超时后，通过RS485发送组网结束命令结束组网过程。

以上仅以4个从站为例说明了具体的组网方式，其余从站数量的系统可以参照该实例进行组网。

本方法可以简化接线的同时准确快速的自动分配各从站的地址，不需人工参与，从站位置可以自由放置或更换，调试高效和方便。

实施例2、RS485通讯终端自由组网的方法，主站与各从站采用通讯方式A串联成闭环的通讯拓扑结构，通过通讯方式A发送组网命令和返回应答信息，所有应答信息均逐级返回，最终由从站A转发给主站。比如,包含1个主站和4个从站的系统（参考图3）组网方法如下：

步骤一、主站发送包含从站起始地址的组网命令到从站A，开始超时计时和等待应答信息；

步骤二、从站A接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，将自己地址加1后发送到从站B，准备接收从站B发送的应答信息并转发给主站；

步骤三、主站在超时范围内接收到从站A正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待从站B应答信息；

步骤四、从站B接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，将自己地址加1后发送到从站C，准备接收从站C的应答信息并发送给从站A；

步骤五、主站在超时范围内接收到从站B正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待从站C应答信息；

步骤六、从站C接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，将自己地址加1后发送到从站D，准备接收从站D的应答信息并发送给从站B；

步骤七、主站在超时范围内接收到从站C正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待从站D应答信息；

步骤八、从站D接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，将自己地址加1后发送到‘下一从站’，准备接收‘下一从站’的应答信息并发送给从站C，此时‘下一从站’不存在，但不影响；

步骤九、主站在超时范围内接收到从站D正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待‘下一从站’应答信息；

步骤十、主站在超时后，通过RS485发送组网结束命令结束组网过程。

以上仅以4个从站为例说明了具体的组网方式，其余从站数量的系统可以参照该实例方法进行组网。

本方法同样可以在简化接线的同时准确快速的自动分配各从站的地址，不需人工参与，从站位置可以自由放置或更换，调试高效和方便，区别是组网效率不如上一个方法，而且会增加硬件资源的要求。

Claims (2)

1.RS485通讯终端自由组网的方法，其步骤如下：

主站与各从站采用通讯方式A串联成单向半闭环的通讯拓扑结构，即由主站开始，逐一将主站及各个从站采用通讯方式A串联起来，并且各个从站的位置不受限制，可以自由放置、更换；主站发送的组网命令只有与主站直接相连的从站能收到，从站发送应答信息默认使用RS485通讯；

步骤一、主站发送包含从站起始地址的组网命令到第一个从站，同时开始超时计时和等待应答信息；

步骤二、第一个从站接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，同时将自己地址加一后发送到下一个从站；如果主站在超时范围内接收到正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待下一个从站应答信息；

步骤三、下一个从站接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，同时将自己地址加一后发送到再下一个从站，如果主站在超时范围内接收到正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待下一个从站应答信息；

重复步骤三，直到主站超时后通过RS485发送组网结束命令，结束组网过程。

2.RS485通讯终端自由组网的方法，其步骤如下：

主站与各从站采用通讯方式A串联成闭环的通讯拓扑结构，相邻的两个终端均能相互通讯；由主站开始，逐一将主站及各个从站采用通讯方式A串联起来，并且各个从站的位置可以自由放置、更换；主站发送的组网命令只有与主站直接相连的从站能收到；

步骤一、主站发送包含从站起始地址的组网命令到第一个从站，同时开始超时计时和等待应答信息；

步骤二、第一个从站接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息，将自己地址加一后发送到下一个从站，同时准备接收下一个从站的应答信息并发送给主站；如果主站在超时范围内接收到正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待下一个从站应答信息；

步骤三、下一个从站接收到组网命令后，将接收到的从站地址作为自己的地址，并返回应答信息应答信息，将自己地址加一后发送到下一个从站，同时准备接收下一个从站的应答信息并发送给第一个从站；如果主站在超时范围内接收到正确应答信息，则存储接收到的从站地址，重新开始计时和等待下一个从站应答信息；

重复步骤三，直到主站超时后通过RS485发送组网结束命令，结束组网过程。