CN112702248A - 一种低速现场总线实现的高效通讯方法 - Google Patents

一种低速现场总线实现的高效通讯方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于低速现场总线实现的高效通讯方法，在一低速现场总线上设置一用于主持令牌发送的总线主站、若干要求能快速获得令牌的一级设备和若干无快速获得令牌要求的二级设备；对所述一级设备设置实地址，对所述二级设备设置虚地址和二级地址，所述实地址为独立的地址，每一所述一级设备对应一所述实地址；所述虚地址由若干的所述二级设备共享，所述二级地址为独立的地址，每一所述二级地址对应一所述二级设备。本发明通过设置二级设备并减少二级设备的发送时间窗口，加快总线令牌的轮转速度，从而提升一级设备的发送数据频率。

Description

一种低速现场总线实现的高效通讯方法
技术领域
本发明属于计算机通讯领域，涉及一种高效的通讯方法。
背景技术
智能设备通过现场总线进行信息传递，实现全局智能控制。现场总线包括以太网、RS485、CAN等。以太网是高速网络，速度10M/100M/1000M，但是存在电缆贵、接口成本贵、对于主芯片的资源消耗大等缺点，主要用于骨干网络。
目前，末端设备大多数都是RS485、CAN等低速现场总线。参见图1所示，这一类总线上，通常有一个总线主站主持令牌发送，此过程类似老师点名，被点名的设备获得发送数据的机会，这就是轮询机制。由于每次只有一个设备能获得令牌，因此可以避免发生冲突，实现有效通讯。轮询机制之所以被广泛应用，还因为原理简单，容易开发的优点。
但是轮询机制存在着通讯效率低下，无效通讯多的缺点。尤其是，当总线上的节点设备数量越多，轮询的速度越慢，如果假定每个站点发送的数据量相等，则轮询周期与节点设备的数量成正比，设备越多，轮询越慢。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明旨在提供基于低速现场总线实现的高效通讯方法法，该方法可以大大提升总线的通讯效率。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于低速现场总线实现的高效通讯方法，在一低速现场总线上设置一用于主持令牌发送的总线主站、若干要求能快速获得令牌的一级设备和若干无快速获得令牌要求的二级设备；对所述一级设备设置实地址，对所述二级设备设置虚地址和二级地址，所述实地址为独立的地址，每一所述一级设备对应一所述实地址；所述虚地址由若干的所述二级设备共享，所述二级地址为独立的地址，每一所述二级地址对应一所述二级设备；所述总线主站点名到任意一所述实地址时，对应的所述一级设备便有权使用本次发送数据的时间窗口；所述总线主站点名到任意一所述虚地址时，对应的同一共享组内的若干所述二级设备共同获得本次发送数据的时间窗，此时采用滚动循环，判断同一共享组内若干所述二级设备谁具有发送数据的时间窗口的权限。
循环滚动规则：
当总线主站点名到实地址时，对应地址的一级设备便有权使用本次发送数据的时间窗口。当总线主站点名到某个虚地址时，若干个二级设备均符合此虚地址，如何确定哪个设备有权使用本次发送数据的时间窗口。通常采用滚动循环规则。假定某一虚地址之下的二级地址是从1到N,，则滚动的次序可以按照1到N的顺序循环，以确保无冲突无遗漏。
本发明中规则执行主体大体有三种情况：
1）总线主站：总线发送点名信息时，直接隐含二级地址。
2）相关一级设备：很多情况下，这些二级设备都关联着一台或多台一级设备，可以规定其中一台一级设备作为管理者，在发送某些信息时隐含二级地址。
3）末端设备自组织：二级设备依据滚动循环的规则，以及前一次的地址判断本次的发送窗口的归属，但这种方式处理容错较为困难，一般不建议。
本发明的技术原理如下：
将总线上的设备设备分为三类：
第一类是，总线主站，主持令牌发送。
第二类是，重要的、要求能快速获得令牌的设备，每个设备有一个独立地址，称之为一级设备；
第三类是，在系统架构中处于末端、执行的层面的设备，发送数据不那么急迫，将若干个设备节点合并为一个虚拟地址，共同分享一个一级设备的发送数据时间窗口，也就是说这些设备的发送时间窗口只有普通设备的若干分之一，称之为二级设备。
通过设置二级设备并减少二级设备的发送时间窗口，加快总线令牌的轮转速度，从而提升一级设备的发送数据频率。
从地址来看，总线主站无地址；一级设备只有一级地址；二级设备拥有一级地址和二级地址。其一级地址和若干其它设备共享，其二级地址是独有的。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的方法通过设置二级设备并减少二级设备的发送时间窗口，加快总线令牌的轮转速度，从而提升一级设备的发送数据频率。突出一级设备，不丢二级设备。
2、在普通的轮询机制，通常由全体广播发送和单点发送两种形式。在本发明中，由于建立了虚地址被若干二级设备共享，若将数据帧的目的地址设置为虚地址，则此虚地址之下的所有二级设备接收相同的命令，用群发代替单点发送，大大提升数据传递效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中；
图1为现有技术中通讯系统架构图。
图2为本发明的基于低速现场总线实现的高效通讯方法的基础系统架构图。
图3为本发明的一实施例的通讯系统架构图。
图4为本发明的另一实施例的通讯系统架构图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
实施例1：
参见图2所示，一种基于低速现场总线实现的高效通讯方法，在一低速现场总线上设置一用于主持令牌发送的总线主站、若干要求能快速获得令牌的一级设备和若干无快速获得令牌要求的二级设备；对所述一级设备设置实地址，对所述二级设备设置虚地址和二级地址，所述实地址为独立的地址，每一所述一级设备对应一所述实地址；所述虚地址由若干的所述二级设备共享，所述二级地址为独立的地址，每一所述二级地址对应一所述二级设备；所述总线主站点名到任意一所述实地址时，对应的所述一级设备便有权使用本次发送数据的时间窗口；所述总线主站点名到任意一所述虚地址时，对应的同一共享组内的若干所述二级设备共同获得本次发送数据的时间窗，此时采用滚动循环，判断同一共享组内若干所述二级设备谁具有发送数据的时间窗口的权限。
参见图3所示，将所述一级设备和所述二级设备设置为仅与所述总线主站互相发送数据帧，所述一级设备与所述二级设备之间无数据帧传递；所述总线主站的令牌隐含在读命令和写命令这两类数据帧中，所述滚动循环的二级地址也隐含在这两类数据帧中。
实施例2：
参见图2所示，一种基于低速现场总线实现的高效通讯方法，在一低速现场总线上设置一用于主持令牌发送的总线主站、若干要求能快速获得令牌的一级设备和若干无快速获得令牌要求的二级设备；对所述一级设备设置实地址，对所述二级设备设置虚地址和二级地址，所述实地址为独立的地址，每一所述一级设备对应一所述实地址；所述虚地址由若干的所述二级设备共享，所述二级地址为独立的地址，每一所述二级地址对应一所述二级设备；所述总线主站点名到任意一所述实地址时，对应的所述一级设备便有权使用本次发送数据的时间窗口；所述总线主站点名到任意一所述虚地址时，对应的同一共享组内的若干所述二级设备共同获得本次发送数据的时间窗，此时采用滚动循环，判断同一共享组内若干所述二级设备谁具有发送数据的时间窗口的权限。
参见图4所示，将相互关联的所述一级设备和若干所述二级设备组成一群组，所述一级设备作为群组的主机向所述二级设备群发命令帧，所述滚动循环的二级地址隐含在所述命令帧中。
本实施例的系统架构可通过以下具体案例，进一步的详细说明：
在一中央空调系统中采用风机盘管机作为末端向房间提供冷风或暖风的设备。小的房间由一台风机盘管机供应，大房间或大厅需要有多台风机盘管机，为方便管理，将他们联网，实现同启同停同风速，其中只能有一台来决定启动/停机和高/中/低速风机，这就是一台一级设备，它要把决策结果告知同一大厅的其余风机盘管机，这些接收命令并执行结果的就是二级设备。大厅里的所有一级和二级设备构成一个群组。而一条通讯线路通常连接多个大厅或房间，也就对应多个群组。在这条通讯线上，另有一个总线主站发送令牌，令牌发给群组中的一级设备，一级设备可以向总线主站发送数据，也可以向群组内的虚地址二级设备发送统一命令（并隐含滚动点名二级地址），当总线主站将令牌发给群组的虚地址时，此地址中被点名的二级设备便获得令牌，发送数据。随后总线主站将令牌发送给下一个一级地址。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于低速现场总线实现的高效通讯方法，其特征在于：在一低速现场总线上设置一用于主持令牌发送的总线主站、若干要求能快速获得令牌的一级设备和若干无快速获得令牌要求的二级设备；
对所述一级设备设置实地址，对所述二级设备设置虚地址和二级地址，所述实地址为独立的地址，每一所述一级设备对应一所述实地址；
所述虚地址由若干的所述二级设备共享，所述二级地址为独立的地址，每一所述二级地址对应一所述二级设备；
所述总线主站点名到任意一所述实地址时，对应的所述一级设备便有权使用本次发送数据的时间窗口；
所述总线主站点名到任意一所述虚地址时，对应的同一共享组内的若干所述二级设备共同获得本次发送数据的时间窗，此时采用滚动循环，判断同一共享组内若干所述二级设备谁具有发送数据的时间窗口的权限。
2.根据权利要求1所述的基于低速现场总线实现的高效通讯方法，其特征在于：将所述一级设备和所述二级设备设置为仅与所述总线主站互相发送数据帧，所述一级设备与所述二级设备之间无数据帧传递；所述总线主站的令牌隐含在读命令和写命令这两类数据帧中，所述滚动循环的二级地址也隐含在这两类数据帧中。
3.根据权利要求1所述的基于低速现场总线实现的高效通讯方法法，其特征在于：将相互关联的所述一级设备和若干所述二级设备组成一群组，所述一级设备作为群组的主机向所述二级设备群发命令帧，所述滚动循环的二级地址隐含在所述命令帧中。
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