CN112382077A - 一种多主式rs485通信的水控器及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多主式RS485通信的水控器及系统，水控器包括主控模块、通信模块、触控按键输入模块、计量模块、控阀模块和LCD显示屏；通信模块、触控按键输入模块和LCD显示屏与主控模块连接；通信模块与主控模块交互通信，并通过总线连接网关；触控按键输入模块向主控模块传输按键信息；主控模块向LCD显示屏传输显示信息；计量模块向主控模块传输计量数据；主控模块向控阀模块传输控制信息。水控器的通讯模块与网关实现多主式RS485通讯，通过监听连接总线上数据发送状态，根据需要进行数据的主动发动，实现水控器与网关之间主动的实时交互，提高数据交互效率。

Description

一种多主式RS485通信的水控器及系统

技术领域

本发明涉及通讯控制技术领域，更具体的说是涉及一种多主式RS485通信的水控器及系统。

背景技术

目前，传统的水控器采用RS485通讯的一主多从模式，终端水控器需要被动等待主机指令逐个轮询，效率比较低，无法实现实时数据交互及交互式体验。

因此，如何实现水控器实时交互，提高工作效率是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多主式RS485通信的水控器及系统，水控器包括主控模块、通信模块、触控按键输入模块、计量模块、控阀模块和LCD显示屏；通信模块、触控按键输入模块和LCD显示屏与主控模块连接；通信模块与主控模块交互通信；触控按键输入模块向主控模块传输按键信息；主控模块向LCD显示屏传输显示信息；计量模块向主控模块传输计量数据；主控模块向控阀模块传输控制信息。水控器的通讯模块与网关实现多主式RS485通讯，通过监听连接总线上数据发送状态，根据需要进行数据的主动发动，实现水控器与网关之间主动的实时交互，提高数据交互效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多主式RS485通信的水控器，包括主控模块、通信模块、触控按键输入模块、计量模块、控阀模块和LCD显示屏；所述通信模块、所述触控按键输入模块、所述计量模块、所述控阀模块和和所述LCD显示屏均与所述主控模块连接；所述通信模块与所述主控模块交互通信，并通过总线连接网关；所述触控按键输入模块向所述主控模块传输按键信息；所述主控模块向所述LCD显示屏传输显示信息；所述计量模块向所述主控模块传输计量数据；所述主控模块向所述控阀模块传输控制信息。

上述技术方案的有益效果，所述计量模块连接在接入所述水控器的水管道上，用于计量水流量，可以将计量数据发送至所述主控模块，所述主控模块能够通过所述LCD显示屏显示所述计量数据；所述控阀模块为所述主控器的阀门开关，根据所述控制信息开启或关闭所述控阀模块从而控制水流在所述水控器内通过或截止。

水控器通过所述主控模块根据监控情况发送数据，通过所述通信模块向网关发送所述数据；通过所述触控按键输入模块向所述主控模块发送所述按键信息，所述主控模块根据所述按键信息生成所述控制信息并发送至所述控阀模块，控制所述水控器开启或关闭；所述主控模块控制所述LCD显示屏显示监控信息。

所述通讯模块通过总线连接所述网关，能够监听所述网关连接的所述总线上的数据通讯状态，并将通讯状态传输至所述主控模块，由所述主控模块做出通讯判断。

优选的，所述通信模块包括通信芯片MAX3085、电阻R12、R18-R21、R42、二极管D9和接口P8；所述通信芯片MAX3085的第2引脚通过R42接GND，第1引脚连接所述二极管D9的负极，第3引脚连接DE1端口，第4引脚连接TXD3端口，第5引脚接GND，第6引脚连接R20和R21的一端，第7引脚连接R12和R19的一端，第8引脚连接5V电源；所述二极管的正极连接RXD3接口，并通过R18接连接3.3V电源；所述R12的另一端接GND；所述R21的另一端接所述5V电源；所述R19的另一端接所述接口P8的第一引脚，R20的另一端接所述接口P8的第二引脚。

优选的，所述接口P8为485通讯接口。

多主式RS485通信的水控器系统，包括服务器、网关和水控器；一个所述网关通过总线连接若干所述水控器；一台所述服务器通过所述总线连接若干个所述网关。

优选的，所述水控器中通信模块的通信芯片MAX3085的RE管脚通过R42接于GND上，用于使能所述通信芯片MAX3085的接收功能，使R管脚一直处于接收连接所述网关的总线上数据的状态，时刻监听所述总线。

优选的，所有所述水控器均为主机，当所述水控器的主控模块需要向所述网关发送数据时，先通过所述通信模块监听，所述主控模块对监听到的数据进行判断，判断所述总线上是否有其他所述水控器在发送所述数据，如果存在，则当前所述水控器的所述主控模块控制自动等待一段设定的随机时间，等待所述随机时间之后监听到所述总线上无其他所述水控器发送所述数据，则所述水控器的所述主控模块给当前所述水控器的所述通讯芯片MAX3085的DE管脚高电平信号，使能数据发送功能，然后所述主控模块开始向所述总线上发送所述数据，否则继续等待所述随机时间。

优选的，所述网关与所述服务器连接采用监听发送的通讯方式，所有所述网络均为主机，当所述网关向所述服务器发送数据时，先监听连接所述服务器的总线上是否有其他所述网关正在发送所述数据，如果存在，则当前所述网关自动等待一段设定的随机时间，等待所述随机时间之后监听到所述总线上无其他所述网关发送所述数据，则当前所述网关向所述服务器发送所述数据，否则继续等待所述随机时间。

优选的，所述服务器、所述网关和所述水控器之间采用RS485通讯协议通讯。

优选的，所述水控器系统的工作过程：

步骤1：水控器中通信模块的通信芯片MAX3085的R管脚一直处于接收连接网关总线上数据的监听状态；

步骤2：当所述水控器需要向所述网关发送数据时，监听判断所述总线上是否有其它所述水控器在发送所述数据；如果没有，所述通信芯片MAX3085的DE管脚设置为高电平，所述水控器向所述网关发送所述数据；否则，所述水控器自动等待一段随机时间；

步骤3：经过所述随机时间后返回所述步骤2；

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种多主式RS485通信的水控器及系统，在水控器中设置通信模块，使得水控器在发送数据时可以监听连接到网关上的所有水控器的发送状态，如果连接到网关上的总线从在发送数据，则当前需要发送数据的水控器自动等待一段随机时间，当监听到没有其他设备发送数据时，则开始发送数据，此种方式使得每个水控器都可以是主机，网关与水控器均可以主动向对方发送数据，不再需要网关依次轮询水控器，而水控器能够实时将自身状态及数据发送给网关，不必等到网关的轮询，实现水控器与网关之间的实时交互，使得系统的数据交互更加及时和高效。

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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的水控器结构示意图；

图2附图为本发明提供的水控器通信模块电路图；

图3附图为本发明提供的水控器主控模块电路图；

图4附图为本发明提供的多主式RS485通信的水控器系统结构示意图。

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做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。

本发明实施例公开了一种多主式RS485通信的水控器，包括主控模块、通信模块、触控按键输入模块、计量模块、控阀模块和LCD显示屏；通信模块、触控按键输入模块、计量模块、控阀模块和LCD显示屏均与主控模块连接；通信模块与主控模块交互通信，并通过总线连接网关；触控按键输入模块向主控模块传输按键信息；主控模块向LCD显示屏传输显示信息；计量模块向主控模块传输计量数据；主控模块向控阀模块传输控制信息。。

为了进一步优化上述技术方案，通信模块包括通信芯片MAX3085、电阻R12、R18-R21、R42、二极管D9和接口P8；通信芯片MAX3085的第2引脚通过R42接GND，第1引脚连接二极管D9的负极，第3引脚连接DE1端口，第4引脚连接TXD3端口，第5引脚接GND，第6引脚连接R20和R21的一端，第7引脚连接R12和R19的一端，第8引脚连接5V电源；二极管的正极连接RXD3接口，并通过R18接连接3.3V电源；R12的另一端接GND；R21的另一端接5V电源；R19的另一端接接口P8的第一引脚，R20的另一端接接口P8的第二引脚。

为了进一步优化上述技术方案，接口P8为485通讯接口。

多主式RS485通信的水控器系统，包括服务器、网关和水控器；一个网关通过总线连接若干水控器；一台服务器通过总线连接若干个网关。

为了进一步优化上述技术方案，水控器中通信模块的通信芯片MAX3085的RE管脚通过R42接于GND上，用于使能通信芯片MAX3085的接收功能，使R管脚一直处于接收连接网关的总线上数据的状态，时刻监听总线。

为了进一步优化上述技术方案，所有水控器均为主机，当水控器的主控模块需要向网关发送数据时，先通过所述通信模块监听，主控模块对监听到的数据进行判断，判断总线上是否有其他水控器在发送数据，如果存在，则当前水控器的主控模块控制自动等待一段设定的随机时间，等待随机时间之后监听到总线上无其他水控器发送数据，则水控器的主控模块给当前水控器的通讯芯片MAX3085的DE管脚高电平信号，使能数据发送功能，然后主控模块开始向总线上发送数据，否则继续等待随机时间。

为了进一步优化上述技术方案，网关与服务器连接采用监听发送的通讯方式，所有网络均为主机，当网关向服务器发送数据时，先监听连接服务器的总线上是否有其他网关正在发送数据，如果存在，则当前网关自动等待一段设定的随机时间，等待随机时间之后监听到总线上无其他网关发送数据，则当前网关向服务器发送数据，否则继续等待随机时间。

为了进一步优化上述技术方案，服务器、网关和水控器之间采用RS485通讯协议通讯。

实施例

在一条通讯线路中，当终端水控器的水量大于1台时，某台终端设备主动向数据网络发送数据时，必须避免发送数据的过程中发生冲突，不能对总线上其他正在发送数据的设备造成影响。本发明采用监听式发送方式实现多主水控器通信。

如图2所示为一台采用多主式RS485通讯水控器系统的终端设备水控器的RS485通讯模块部分电路图，包括通信芯片MAX3085、电阻R12、R18-R21、R42、二极管D9和接口P8；通信芯片MAX3085的第2引脚通过R42接GND，第1引脚连接二极管D9的负极，第3引脚连接DE1端口，第4引脚连接TXD3端口，第5引脚接GND，第6引脚连接R20和R21的一端，第7引脚连接R12和R19的一端，第8引脚连接5V电源；二极管的正极连接RXD3接口，并通过R18接连接3.3V电源；R12的另一端接GND；R21的另一端接5V电源；R19的另一端接接口P8的第一引脚，R20的另一端接接口P8的第二引脚。

如图3所示为水控器的主控模块的主控MCU及周边电路的示意图，其中RS485通讯模块的TXD3端口连接主控MCU的P35引脚，RXD3接口连接主控MCU的P34引脚，DE1端口连接主控MCU的P70引脚。

其中，MAX3085的RE管脚通过R42后接于GND上，用于使能MAX3085的接收功能，使其R管脚一直处于可以接收总线上数据的状态，即时刻监听总线。当终端水控器需要向上发送数据时，先监听总线上是否有其他设备在发送数据，如果遇到总线上其他设备发送数据，本设备自动等待一段随机时间，随机时间为几十毫秒(10-100毫秒)，以便其他设备与数据网关完成通讯，等待随机时间之后如检测到总线上无其他设备在发送数据，则给本设备MAX3085通讯芯片的DE管脚高电平信号，使能数据发送功能，然后开始向总线上发送数据。整条通讯线上的所有设备，包括数据网关与服务器连接均采用上述通讯方案，因而所有水控器及网关都可以成为主机，主动向对方发送数据，从而实现本发明所述的一种多主式RS485通讯。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种多主式RS485通信的水控器，其特征在于，包括主控模块、通信模块、触控按键输入模块、计量模块、控阀模块和LCD显示屏；所述通信模块、所述触控按键输入模块、所述计量模块、所述控阀模块和所述LCD显示屏均与所述主控模块连接；所述通信模块与所述主控模块交互通信，并通过总线连接网关；所述触控按键输入模块向所述主控模块传输按键信息；所述主控模块向所述LCD显示屏传输显示信息；所述计量模块向所述主控模块传输计量数据；所述主控模块向所述控阀模块传输控制信息。

2.根据权利要求1所述的一种多主式RS485通信的水控器，其特征在于，所述通信模块包括通信芯片MAX3085、电阻R12、R18-R21、R42、二极管D9和接口P8；所述通信芯片MAX3085的第2引脚通过R42接GND，第1引脚连接所述二极管D9的负极，第3引脚连接DE1端口，第4引脚连接TXD3端口，第5引脚接GND，第6引脚连接R20和R21的一端，第7引脚连接R12和R19的一端，第8引脚连接5V电源；所述二极管的正极连接RXD3接口，并通过R18接连接3.3V电源；所述R12的另一端接GND；所述R21的另一端接所述5V电源；所述R19的另一端接所述接口P8的第一引脚，R20的另一端接所述接口P8的第二引脚。

3.根据权利要求2所述的一种多主式RS485通信的水控器，其特征在于，所述接口P8为485通讯接口。

4.一种根据权利要求1-3所述的多主式RS485通信的水控器系统，其特征在于，包括服务器、网关和水控器；一个所述网关通过总线连接若干所述水控器；一台所述服务器通过所述总线连接若干个所述网关。

5.根据权利要求4所述的多主式RS485通信的水控器系统，其特征在于，所述水控器中通信模块的通信芯片MAX3085的RE管脚通过R42接于GND上，用于使能所述通信芯片MAX3085的接收功能，使R管脚一直处于接收连接所述网关的总线上数据的状态，时刻监听所述总线。

6.根据权利要求5所述的多主式RS485通信的水控器系统，其特征在于，所有所述水控器均为主机，当所述水控器需要向所述网关发送数据时，先监听所述总线上是否有其他所述水控器在发送所述数据，如果存在，则当前所述水控器自动等待一段设定的随机时间，等待所述随机时间之后监听到所述总线上无其他所述水控器发送所述数据，则所述水控器的主控模块给当前所述水控器的所述通讯芯片MAX3085的DE管脚高电平信号，使能数据发送功能，然后开始向所述总线上发送所述数据，否则继续等待所述随机时间。

7.根据权利要求4所述的多主式RS485通信的水控器系统，其特征在于，所述网关与所述服务器连接采用监听发送的通讯方式，所有所述网络均为主机，当所述网关向所述服务器发送数据时，先监听连接所述服务器的总线上是否有其他所述网关正在发送所述数据，如果存在，则当前所述网关自动等待一段设定的随机时间，等待所述随机时间之后监听到所述总线上无其他所述网关发送所述数据，则当前所述网关向所述服务器发送所述数据，否则继续等待所述随机时间。

8.根据权利要求4所述的多主式RS485通信的水控器系统，其特征在于，所述服务器、所述网关和所述水控器之间采用RS485通讯协议通讯。

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