CN110928819B - 一种485总线的控制器及485总线的总线架构 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供了一种485总线的控制器及485总线的总线架构。控制器，包括：第一种从设备总线接口，用于挂载第一种从设备；第二种从设备总线接口，用于挂载第二种从设备；总线隔离硬件模块，用于隔离通信数据，将发送目标为第一种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第一种从设备总线接口发送至所述第一种从设备，将发送目标为第二种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第二种从设备总线接口发送至所述第二种从设备。总线架构包括上述485总线的控制器。本申请实施例解决了传统485总线的控制器的可靠性和健壮性低的技术问题。

Description

一种485总线的控制器及485总线的总线架构

技术领域

本申请涉及485总线控制技术领域，具体地，涉及一种485总线的控制器及485总线的总线架构。

背景技术

传统485总线的控制器是一种对从设备平等对待的控制器，任何从设备在享有同等的总线占用权，通过抢占的方式实现对总线资源的占用。由于与控制器连接的从设备之间的地位是平等的，一旦任一从设备和主设备之间传输通信数据出现故障，就会导致485总线的控制器无法工作，可靠性和健壮性较低。

因此，传统485总线的控制器的总线架构的可靠性和健壮性低，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

本申请实施例中提供了一种485总线的控制器及485总线的总线架构，以解决传统485总线的控制器的可靠性和健壮性低的技术问题。

本申请实施例提供了一种485总线的控制器，包括：

第一种从设备总线接口，用于挂载第一种从设备；

第二种从设备总线接口，用于挂载第二种从设备；

总线隔离硬件模块，用于隔离通信数据，将发送目标为第一种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第一种从设备总线接口发送至所述第一种从设备，将发送目标为第二种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第二种从设备总线接口发送至所述第二种从设备。

本申请实施例还提供一种485总线的总线架构，包括上述485总线的控制器。

本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

首先，将总线接口区分为第一种从设备总线接口和第二种从设备总线接口，对应的，从设备也被区分为第一种从设备和第二种从设备，第一种从设备总线接口用于挂载第一种从设备，第二种从设备总线接口用于挂载第二种从设备。即总线接口进行了物理上的隔离；其次，总线隔离硬件模块隔离通信数据，将发送目标为第一种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第一种从设备总线接口发送至所述第一种从设备，将发送目标为第二种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第二种从设备总线接口发送至所述第二种从设备。即对第一种设备和第二种设备进行了通信数据上的隔离。因此，在第一种设备中的一个从设备和控制器之间传输通信数据发生故障时，对第二种从设备和控制器之间传输通信数据不产生影响；在第二种从设备中的一个从设备和控制器之间传输通信数据发生故障时，对第一种从设备和控制器之间传输通信数据不产生影响。本申请实施例的485总线的控制器的可靠性和健壮性较高，进而使得包括485总线的控制器的485总线的总线构架的可靠性和健壮性较高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1本申请实施例的485总线的控制器应用到总线架构的示意图；

图2为图1所示的485总线的控制器的示意图。

附图标记说明：

背景技术中：

10主设备，20从设备；

本申请实施例中：

100控制器，

111总线隔离硬件模块，112总线仲裁软件模块，113总线监测软件模块，

121敏感从设备总线接口，122干扰从设备总线接口，123主设备总线接口，

210敏感从设备，220干扰从设备，230主设备，

310敏感从设备总线通道，320干扰从设备总线通道。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1本申请实施例的485总线的控制器应用到总线架构的示意图；图2为图1所示的485总线的控制器的示意图。

如图1和图2所示，本申请实施例的485总线的控制器100，包括：

第一种从设备总线接口，用于挂载第一种从设备；

第二种从设备总线接口，用于挂载第二种从设备；

总线隔离硬件模块111，用于隔离通信数据，将发送目标为第一种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第一种从设备总线接口发送至所述第一种从设备，将发送目标为第二种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第二种从设备总线接口发送至所述第二种从设备。

本申请实施例的485总线的控制器，首先，将总线接口区分为第一种从设备总线接口和第二种从设备总线接口，对应的，从设备也被区分为第一种从设备和第二种从设备，第一种从设备总线接口用于挂载第一种从设备，第二种从设备总线接口用于挂载第二种从设备。即总线接口进行了物理上的隔离；其次，总线隔离硬件模块隔离通信数据，将发送目标为第一种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第一种从设备总线接口发送至所述第一种从设备，将发送目标为第二种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第二种从设备总线接口发送至所述第二种从设备。即对第一种设备和第二种设备进行了通信数据上的隔离。因此，在第一种设备中的一个从设备和控制器之间传输通信数据发生故障时，对第二种从设备和控制器之间传输通信数据不产生影响；在第二种从设备中的一个从设备和控制器之间传输通信数据发生故障时，对第一种从设备和控制器之间传输通信数据不产生影响。本申请实施例的485总线的控制器的可靠性和健壮性较高，进而使得包括485总线的控制器的485总线的总线构架的可靠性和健壮性较高。

实施中，如图2所示，所述第一种从设备总线接口是敏感从设备总线接口121，所述第一种从设备是敏感从设备210，所述敏感从设备210是易于被干扰的设备；传感器属于敏感从设备，容易被干扰；

所述第二种从设备总线接口是干扰从设备总线接口122，所述第二种从设备是干扰从设备220，所述干扰从设备220是易于干扰其他设备的从设备；电机属于干扰从设备，容易干扰其他设备；

所述总线隔离硬件模块111具体用于隔离通信数据，将发送目标为所述敏感从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述敏感从设备总线接口发送至所述敏感从设备，将发送目标为所述干扰从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述干扰从设备总线接口发送至所述干扰从设备。

在干扰从设备中的一个从设备和控制器之间传输通信数据发生故障时，对敏感从设备和控制器之间传输通信数据不产生影响；在敏感从设备中的一个从设备和控制器之间传输通信数据发生故障时，对干扰从设备和控制器之间传输通信数据不产生影响；485总线的控制器的可靠性和健壮性较高，进而使得包括485总线的控制器的485总线的总线构架的可靠性和健壮性较高。

实施中，如图1和图2所示，所述总线隔离硬件模块111还用于接收所述敏感从设备210经所述敏感从设备总线接口121发送的通信数据；

所述总线隔离硬件模块111还用于接收所述干扰从设备220经所述干扰从设备总线接口122发送的通信数据。

即总线隔离硬件模块和敏感从设备之间，总线隔离硬件模块和干扰从设备之间实现了通信数据的双向传输。

实施中，如图2所示，所述控制器100还包括：

总线仲裁软件模块112，用于对接收到的从设备的数据通信请求进行监测：

如果任意两个从设备之间存在数据通信请求，则指示所述总线隔离硬件模块直接连接两个从设备，以在直接连接的两个从设备之间传输通信数据；

其中，所述从设备包括所述敏感从设备和所述干扰从设备，所述从设备的数据通信请求从所述从设备发出，经所述总线隔离硬件模块，发到所述总线仲裁软件模块。

这样，总线隔离硬件模块内部直接将这两个从设备连接，两个从设备之间借助总线隔离硬件模块内部的连接传输通信数据，不需要占用主设备的资源。即两个从设备之间能够建立直接连接，建立直接连接的两个从设备之间能够传输通信数据，不再需要占用主设备和主设备总线接口的资源，总线效率高。此过程，就是总线仲裁软件模块依据仲裁规则为从设备分配具体的总线权限。

实施中，如图2所示，所述总线仲裁软件模块112还用于在直接连接的两个所述从设备之间传输通信数据时，解析通信数据：

如果通信数据存在错误，则所述总线仲裁软件模块截留通信数据，并向直接连接的两个所述从设备发送重新建立通信连接的命令，以重新建立两个所述从设备之间的直接连接；

如果通信数据不存在错误，则通信数据在直接连接的两个所述从设备之间传输。

在直接连接的两个所述从设备之间传输的通信数据存在错误时，重新建立两个所述从设备之间的直接连接，即具有故障监测和纠错的能力。

实施中，所述总线仲裁软件模块112还用于：

在第一预设时间内持续三次出现通信数据存在错误的情况，则所述总线仲裁软件模块向直接连接的两个所述从设备发送初始化命令。

在同一通信数据存在错误的情况持续出现三次，对直接连接的两个所述从设备进行初始化，即具有故障后重新配置的能力。

实施中，如图1和图2所示，所述控制器100还包括：

485总线的主设备总线接口123，用于连接主设备230；具体的，所述主设备230与所述主设备总线接口123之间通过485总线连接；

其中，所述主设备230用于经所述主设备总线接口123将通信数据发送至所述总线隔离硬件模块111以及接收所述总线隔离硬件模块111发送的通信数据。

这样，实现了主设备和总线隔离硬件模块之间通信数据的双向传输。

实施中，如图2所示，所述总线仲裁软件模块112还用于：

在直接连接的两个所述从设备初始化后，如果在之后的第二预设时间内继续出现通信数据存在错误的情况，则所述总线仲裁软件模块关闭直接连接的两个所述从设备的总线通道，且上报至所述主设备；

其中，所述从设备的总线通道是所述从设备所连接的总线通道，所述总线通道包括干扰从设备总线通道和敏感从设备总线通道，所述干扰从设备总线通道用于与所述敏感从设备总线接口连接，所述敏感从设备总线通道用于与所述敏感从设备总线接口连接。

在对直接连接的两个所述从设备初始化后，故障仍然不能解除，就直接关闭直接连接的两个所述从设备的总线通道，且上报至所述主设备。即对发生无法解除故障的从设备，进行隔离处理。

实施中，如图2所示，所述控制器100还包括：

总线监测软件模块113，用于在直接连接的两个所述从设备之间直接传输通信数据时，对直接连接的两个所述从设备的总线通道的占用情况进行监测：

在任一所述从设备的总线通道占用时间大于占用第三预设时间时，则所述总线监测软件模块向占用超时的所述从设备发送初始化命令。

这样，可以避免在直接连接的两个所述从设备之间传输通信数据时，任一从设备的总线通道的占用时间过长。

实施中，如图2所示，所述总线监测软件模块113还用于：

在占用超时的从设备初始化后，如果在第四预设时间内继续出现同一从设备占用总线通道超时的情况，则关闭占用超时从设备的总线通道，且上报至所述主设备。

在对直接连接的两个从设备中占用超时的从设备初始化后，仍然不能解决的占用超时的故障，直接关闭占用超时从设备的总线通道，且上报至主设备。即占用超时的从设备通过设备初始化仍然不能解决占用超时的故障，进行隔离处理。

在图2中，所述从设备的数据通信请求从所述从设备发出，依次经所述总线隔离硬件模块111和总线监测软件模块113，发到所述总线仲裁软件模块112。

图2示出了一种总线仲裁软件模块和总线监测软件模块在控制器中的顺序；还可以是总线仲裁软件模块和总线监测软件模块颠倒顺序，还可以是总线仲裁软件模块和总线监测软件模块是并列同时进行的方式。

综上所述，对直接连接的两个所述从设备之间传输通信数据时，总线仲裁软件模块需要解析通信数据，判断通信数据是否存在错误，根据情况进行处理；总线监测软件模块需要对占用总线通道是否超时进行监测，根据情况进行处理。

需要说明的是，在主设备经控制器向从设备传输通信数据时，以及在从设备经控制器向主设备传输通信数据时，直接进行双向传输通信数据即可。总线仲裁软件模块不需要解析通信数据，也不需要判断通信数据是否存在错误；总线监测软件模块不需要对占用总线通道是否超时进行监测。

实施例二

本申请实施例的提供了一种485总线的总线架构，包括实施例一所述的485总线的控制器100。

实施中，如图1和图2所示，485总线的总线架构还包括：

主设备230，与所述485总线的主设备总线接口连接123；

敏感从设备210，所述敏感从设备是易于被干扰的设备；

干扰从设备220，所述干扰从设备是易于干扰其他设备的从设备；

其中，所述主设备230用于经所述主设备总线接口123将通信数据发送至所述总线隔离硬件模块111以及接收所述总线隔离硬件模块111发送的通信数据。

本申请实施例的485总线的总线架构，首先，将从设备区分为敏感从设备和敏感从设备以外的从设备，对应的，控制器自身设置有敏感从设备总线接口，敏感从设备挂在于所述敏感从设备总线接口，即对敏感从设备和敏感从设备以外的从设备进行了物理上的隔离；其次，总线隔离硬件模块隔离通信数据，将发送目标为敏感从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经敏感从设备总线接口发送至敏感从设备，即对敏感从设备和敏感从设备以外的从设备进行了通信数据上的隔离。因此，在敏感从设备中的一个从设备和控制器之间传输通信数据发生故障时，对敏感从设备以外的从设备和控制器之间传输通信数据不产生影响；在干扰从设备中的一个从设备和控制器之间传输通信数据发生故障时，对敏感从设备和控制器之间传输通信数据不产生影响；在敏感从设备中的一个从设备和控制器之间传输通信数据发生故障时，对干扰从设备和控制器之间传输通信数据不产生影响；485总线的总线架构可靠性和健壮性较高。

实施中，如图1和图2所示，总线架构还包括：

敏感从设备总线通道310，与所述敏感从设备总线接口121连接；所述敏感从设备210连接于所述敏感从设备总线通道310，以实现所述敏感从设备挂载于所述敏感从设备总线接口；

干扰从设备总线通道320，与所述干扰从设备总线接口122连接；所述干扰从设备220连接于所述干扰从设备总线通道320，以实现所述干扰从设备挂载于所述干扰从设备总线接口。

敏感从设备总线通道的存在，能够实现多个敏感从设备分别与之连接，实现多个敏感从设备挂载于敏感从设备总线接口；干扰从设备总线通道的存在，能够实现多个干扰从设备分别与之连接，实现多个干扰从设备挂载于干扰从设备总线接口。

具体的，敏感从设备总线通道和干扰从设备总线通道采用485总线。

实施中，如图1所示，敏感从设备总线通道310包括敏感从设备总线通道的发送通道和接收通道；干扰从设备总线通道320包括干扰从设备总线通道的发送通道和接收通道。

发送通道和接收通道分别实现发送和接收通信数据。

在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”等指示的方位或位置关系为附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种485总线的控制器，包括：

第一种从设备总线接口，用于挂载第一种从设备；

第二种从设备总线接口，用于挂载第二种从设备；

总线隔离硬件模块，用于隔离通信数据，将发送目标为第一种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第一种从设备总线接口发送至所述第一种从设备，将发送目标为第二种从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述第二种从设备总线接口发送至所述第二种从设备；

总线仲裁软件模块，用于对接收到的从设备数据通信请求进行监测：

如果任意两个从设备之间存在数据通信请求，则指示所述总线隔离硬件模块直接连接两个从设备，以在直接连接的两个从设备之间传输通信数据；

其中，所述从设备包括敏感从设备和干扰从设备，所述从设备的数据通信请求从所述从设备发出，经所述总线隔离硬件模块，发到所述总线仲裁软件模块。

2.根据权利要求1所述的485总线的控制器，其特征在于，所述第一种从设备总线接口是敏感从设备总线接口，所述第一种从设备是敏感从设备，所述敏感从设备是易于被干扰的设备；

所述第二种从设备总线接口是干扰从设备总线接口，所述第二种从设备是干扰从设备，所述干扰从设备是易于干扰其他设备的从设备；

所述总线隔离硬件模块具体用于隔离通信数据，将发送目标为所述敏感从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述敏感从设备总线接口发送至所述敏感从设备，将发送目标为所述干扰从设备的通信数据从所述总线隔离硬件模块经所述干扰从设备总线接口发送至所述干扰从设备。

3.根据权利要求2所述的485总线的控制器，其特征在于，所述总线隔离硬件模块还用于接收所述敏感从设备经所述敏感从设备总线接口发送的通信数据；

所述总线隔离硬件模块还用于接收所述干扰从设备经所述干扰从设备总线接口发送的通信数据。

4.根据权利要求3所述的485总线的控制器，其特征在于，所述总线仲裁软件模块还用于在直接连接的两个所述从设备之间传输通信数据时，解析通信数据：

如果通信数据存在错误，则所述总线仲裁软件模块截留通信数据，并向直接通信连接的两个所述从设备发送重新建立通信连接的命令，以重新建立两个所述从设备之间的直接连接；

如果通信数据不存在错误，则通信数据在直接连接的两个所述从设备之间传输。

5.根据权利要求4所述的485总线的控制器，其特征在于，所述总线仲裁软件模块还用于：

在第一预设时间内持续三次出现通信数据存在错误的情况，则所述总线仲裁软件模块向直接连接的两个所述从设备发送初始化命令。

6.根据权利要求5所述的485总线的控制器，其特征在于，还包括：

485总线的主设备总线接口，用于连接主设备；

其中，所述主设备用于经所述主设备总线接口将通信数据发送至所述总线隔离硬件模块以及接收所述总线隔离硬件模块发送的通信数据。

7.根据权利要求6所述的485总线的控制器，其特征在于，所述总线仲裁软件模块还用于：

在直接连接的两个所述从设备初始化后，如果在之后的第二预设时间内继续出现通信数据存在错误的情况，则所述总线仲裁软件模块关闭直接通信连接的两个从设备的总线通道，且上报至所述主设备；

其中，所述从设备的总线通道是所述从设备所连接的总线通道，所述总线通道包括干扰从设备总线通道和敏感从设备总线通道，所述干扰从设备总线通道用于与所述敏感从设备总线接口连接，所述敏感从设备总线通道用于与所述敏感从设备总线接口连接。

8.根据权利要求7所述的485总线的控制器，其特征在于，还包括：

总线监测软件模块，用于在直接连接的两个所述从设备之间直接传输通信数据时，对直接连接的两个所述从设备的总线通道的占用情况进行监测：

在任一所述从设备的总线通道占用时间大于占用第三预设时间时，则所述总线监测软件模块向占用超时的所述从设备发送初始化命令。

9.根据权利要求8所述的485总线的控制器，其特征在于，所述总线监测软件模块还用于：

在占用超时的从设备初始化后，如果在第四预设时间内继续出现同一从设备占用总线通道超时的情况，则关闭占用超时从设备的总线通道，且上报至所述主设备。

10.一种485总线的总线架构，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的485总线的控制器。

11.根据权利要求10所述的总线架构，其特征在于，还包括：

主设备，与所述485总线的主设备总线接口连接；

敏感从设备，所述敏感从设备是易于被干扰的设备；

干扰从设备，所述干扰从设备是易于干扰其他设备的从设备；

其中，所述主设备用于经所述主设备总线接口将通信数据发送至所述总线隔离硬件模块以及接收所述总线隔离硬件模块发送的通信数据。

12.根据权利要求11所述的总线架构，其特征在于，还包括：

敏感从设备总线通道，与所述敏感从设备总线接口连接；所述敏感从设备连接于所述敏感从设备总线通道；

干扰从设备总线通道，与所述干扰从设备总线接口连接；所述干扰从设备连接于所述干扰从设备总线通道。

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