CN117255011A - Rs-485通信故障检测定位系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种RS‑485通信故障检测定位系统及其工作方法，所述系统包括上位机，所述上位机设有两个以上的RS485接口，每个RS485接口连接RS485总线，所述RS485总线串连多个从机设备。本发明通过上位机两个以上RS485接口的通讯故障检测定位方式实时检测定位RS‑485线路的故障位置，实现实时监测和自动故障诊断，快速定位故障点，提高故障处理效率和通信系统的稳定性和可靠性，除此之外，还能够实现单点线路故障或者有信号干扰情况下，上位机也可以与从机设备正常数据通讯。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体涉及一种RS-485通信故障检测定位系统及其工作方法。
背景技术
RS-485是一种常用的数据通信标准，广泛应用于各种工业控制系统和嵌入式系统中，以实现设备之间的通信。RS-485采用差分信号和多点通信的方式，具有较强的抗干扰能力和较大的通信距离，是工业通信中的重要选择。
然而，由于工业环境的复杂性，RS-485通信系统可能会遇到各种故障，如线路断开、短路、设备故障等，这些故障可能会导致通信中断，影响系统的正常运行，那么如何对RS-485通信系统的故障进行快速定位是目前亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种RS-485通信故障检测定位系统及其工作方法，以解决现有技术中如何对RS-485通信系统的故障进行快速定位的问题。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种RS-485通信故障检测定位系统，包括：上位机，所述上位机设有两个以上的RS485接口，每个RS485接口连接RS485总线，所述RS485总线串连多个从机设备，且两个以上的所述RS485接口在连接多个从机设备后通过RS485总线连接。
进一步的，所述上位机设有两个RS485接口，包括第一RS485接口和第二RS485接口。
进一步的，每个从机设备具有唯一的通讯地址。
进一步的，还包括：
多个设置有地址的中继器，多个所述中继器通过RS485总线与所述RS485接口连接。
进一步的，还包括：至少两个浪涌保护模块；
每个浪涌保护单元与对应的RS485接口连接。
本申请实施例提供一种RS-485通信故障检测定位系统的工作方法，包括：
根据预创建的从机设备的顺序结构数组，依次针对从机设备通讯访问；其中，所述顺序结构数组用于顺序存储从机设备地址和从机设备类型，以供与从机设备通讯时构造通讯消息数据包；
通过一个RS485接口向从机设备发送地址的命令消息及接收回应消息，如果接收到消息，则将数据保存为第一数据，如果没有收到，则通过另一个RS485接口发送地址的命令消息及接收回应消息；
如果另一个RS485接口接收到所述一个RS485接口的命令消息，则将数据保存为第二数据，如果第一数据与第二数据一致，则确定通信正常，解析从机设备的通信消息处理，并循环采集下一个从机设备；如果第一数据与第二数据不一致，则线路信号存在干扰，通过消息校验识别正确的消息使用，并提示校验错误的链路信号干扰，并循环采集下一个从机设备；
如果另一个RS485接口没有接收到一个RS485接口的命令消息，且所述从机设备为最后一个从机设备，则确定最后一个从机设备与下一个RS485接口之间存在故障点，如果所述从机设备不是最后一个从机设备，则循环采集下一个从机设备。
进一步的，所述通过另一个RS485接口发送地址的命令消息及接收回应消息，包括：
通过另一个RS485接口向从机设备N发送地址N的命令消息，再通过另一个RS485接口接收回应消息，如果接收到回应消息，则另一个RS485接口到从机设备N的线路正常，解析刚刚接收的消息并处理，定位到RS485线路故障点在从机设备N-1和N的位置，通过另一个RS485接口循环采集处理从机设备N后的所有从机设备，完成本轮采集，再次循环处理；
如果接收不到回应消息，则确定从机设备N掉线，通过另一个RS485接口循环采集下一个从机设备N+1，直到采集到从机设备N+M通讯正常，则线路正常，解析从机设备N+M消息并处理，定位到RS485线路故障点在从机设备N-1和N+M之间的位置，通过所述另一个RS485接口循环采集处理从机设备N+M后的所有从机设备，完成本轮采集，再次循环处理。
本申请实施例提供一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述任一项RS-485通信故障检测定位系统的工作方法的步骤。
本发明采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：
本发明提供一种RS-485通信故障检测定位系统及其工作方法，通过本申请提供的技术方案能够实现实时监测和自动故障诊断，快速定位故障点，提高故障处理效率和通信系统的稳定性和可靠性。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明RS-485通信故障检测定位系统的结构示意图；
图2为本发明RS-485通信故障检测定位系统的工作方法的步骤示意图；
图3为本发明提供的顺序结构数组示意图；
图4为本发明RS-485通信故障检测定位系统的工作方法涉及的计算机设备示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的RS-485通信故障检测定位系统及其工作方法。
如图1所示，本申请实施例中提供的RS-485通信故障检测定位系统，包括：上位机，所述上位机设有两个以上的RS485接口，每个RS485接口连接RS485总线，所述RS485总线串连多个从机设备，且两个以上的所述RS485接口在连接多个从机设备后通过RS485总线连接。
需要说明的是，常规的RS485通讯结构是上位机一个串口连接一个RS485线路，每个RS485线路上可以接入多个从机设备。
本申请提供的系统需要通过上位机针对每个RS485线路提供两个以上串口，分别连接RS485的两端，RS485线路上可以接入多个从机设备，每个从机设备有唯一的通讯地址。两个以上的串口，可以连入线路中间的任一节点。
一些实施例中，所述上位机设有两个RS485接口，包括第一RS485接口和第二RS485接口。如图1所示的第一RS485接口和第二RS485接口。
需要说明的是，每个从机设备具有唯一的通讯地址。
多个设置有地址的中继器，多个所述中继器通过RS485总线与所述RS485接口连接。
一些实施例中，本申请提供的系统，还包括：至少两个浪涌保护模块；
每个浪涌保护单元与对应的RS485接口连接。
如图2所示，本申请实施例中提供一种RS-485通信故障检测定位系统的工作方法，包括：
S101，根据预创建的从机设备的顺序结构数组，依次针对从机设备通讯访问；其中，所述顺序结构数组用于顺序存储从机设备地址和从机设备类型，以供与从机设备通讯时构造通讯消息数据包；
S102，通过一个RS485接口向从机设备发送地址的命令消息及接收回应消息，如果接收到消息，则将数据保存为第一数据，如果没有收到，则通过另一个RS485接口发送地址的命令消息及接收回应消息；
S103，如果另一个RS485接口接收到所述一个RS485接口的命令消息，则将数据保存为第二数据，如果第一数据与第二数据一致，则确定通信正常，解析从机设备的通信消息处理，并循环采集下一个从机设备；如果第一数据与第二数据不一致，则线路信号存在干扰，通过消息校验识别正确的消息使用，并提示校验错误的链路信号干扰，并循环采集下一个从机设备；
S104，如果另一个RS485接口没有接收到一个RS485接口的命令消息，且所述从机设备为最后一个从机设备，则确定最后一个从机设备与下一个RS485接口之间存在故障点，如果所述从机设备不是最后一个从机设备，则循环采集下一个从机设备。
一些实施例中，所述通过另一个RS485接口发送地址的命令消息及接收回应消息，包括：
通过另一个RS485接口向从机设备N发送地址N的命令消息，再通过另一个RS485接口接收回应消息，如果接收到回应消息，则另一个RS485接口到从机设备N的线路正常，解析刚刚接收的消息并处理，定位到RS485线路故障点在从机设备N-1和N的位置，通过另一个RS485接口循环采集处理从机设备N后的所有从机设备，完成本轮采集，再次循环处理；
如果接收不到回应消息，则确定从机设备N掉线，通过另一个RS485接口循环采集下一个从机设备N+1，直到采集到从机设备N+M通讯正常，则线路正常，解析从机设备N+M消息并处理，定位到RS485线路故障点在从机设备N-1和N+M之间的位置，通过所述另一个RS485接口循环采集处理从机设备N+M后的所有从机设备，完成本轮采集，再次循环处理。
作为一个具体的实施方式，本申请中的系统上位机启动后，根据RS485的链路情况，如图3所示，系统创建一个从机设备的顺序结构数组，便于后续顺序循环处理；顺序结构数组将顺序存储从机设备地址和从机设备类型，以供与从机设备通讯时，构造通讯消息数据包。
具体的，本申请中提供的RS-485通信故障检测定位系统的工作方法，具体的，本申请中以上位机上设有两个RS485接口进行具体说明，具体为第一RS485接口和第二RS485接口，具体包括以下循环处理流程，
步骤一，针对从机设备(地址N)，首先通过上位机第一RS485接口发送地址N的命令消息，然后再接收回应消息，如果接收到消息，将数据保存为M1；如果没有收到，进行步骤二。第二RS485接口一直接收线路消息，如果接收到第一RS485接口的交互消息，将数据保存为M2；如果没有收到，进行步骤三。比较M1和M2数据，如果一致，则说明线路正常，解析从机设备N消息并处理，循环采集下一个从机设备N+1；如果M1和M2数据不一致，则线路信号有干扰，通过消息校验算法识别正确的消息使用，并提示校验错误的链路信号干扰，然后循环采集下一个从机设备。
步骤二，通过第二RS485接口给从机设备N发送地址N的命令消息，再通过第二RS485接口接收回应消息，如果接收到回应消息，则第二RS485接口到从机设备N的线路正常，解析刚刚接收的消息并处理，定位到RS485线路故障点在从机设备N-1和N直接的位置，通过第二RS485接口循环采集处理从机设备N后的所有从机设备，完成本轮采集，再次循环处理；如果接收不到回应消息，则从机设备N掉线，通过第二RS485接口循环采集下一个从机设备N+1，直到采集到从机设备N+M通讯正常，则线路正常，解析从机设备N+M消息并处理，定位到RS485线路故障点在从机设备N-1和N+M之间的位置，通过第二RS485接口循环采集处理从机设备N+M后的所有从机设备，完成本轮采集，再次循环处理。
步骤三，如果第二RS485接口没有收到消息，如果本从机设备是最后一个从机设备，定位到RS485线路故障点，在最后一个从机设备和第二RS485接口之间的位置，完成本轮采集，再次循环处理；如果不是，则循环采集下一个从机设备。
本申请中针对RS485距离较远或者布线困难的线段，中间增加带地址的中继器，不仅具有常规中继器抗干扰、信号增强放大作用，还具有通讯地址，可以回应本地址的消息，结合通讯故障检测定位方法，将一段长距离的定位区间分多段划分，能够更准确更小精度定位RS485通讯故障位置。
本申请提供的RS-485通信故障检测定位系统的工作方法，能够实时定位RS-485线路故障的位置，并且具有冗余设计，提高RS-485通讯的可靠性和稳定性。除此之外，本申请还能够在单点线路故障或者有信号干扰情况下，上位机也可以与从机设备正常数据通讯；本申请还实现了多点线路故障情况下，上位机也可以与最多从机设备通讯监控。且本申请通过加入多个RS485带地址中继器，实现了更小精度的故障位置定位。
本申请提供一种计算机设备，包括：存储器1和处理器2，还可以包括网络接口3，所述存储器存储有计算机程序，存储器可以包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。该计算机设备存储有操作系统4，存储器是计算机可读介质的示例。所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行RS-485通信故障检测定位系统的工作方法，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，本申请提供的RS-485通信故障检测定位系统的工作方法可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图4所示的计算机设备上运行。
一些实施例中，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：根据预创建的从机设备的顺序结构数组，依次针对从机设备通讯访问；其中，所述顺序结构数组用于顺序存储从机设备地址和从机设备类型，以供与从机设备通讯时构造通讯消息数据包；通过一个RS485接口向从机设备发送地址的命令消息及接收回应消息，如果接收到消息，则将数据保存为第一数据，如果没有收到，则通过另一个RS485接口发送地址的命令消息及接收回应消息；如果另一个RS485接口接收到所述一个RS485接口的命令消息，则将数据保存为第二数据，如果第一数据与第二数据一致，则确定通信正常，解析从机设备的通信消息处理，并循环采集下一个从机设备；如果第一数据与第二数据不一致，则线路信号存在干扰，通过消息校验识别正确的消息使用，并提示校验错误的链路信号干扰，并循环采集下一个从机设备；如果另一个RS485接口没有接收到一个RS485接口的命令消息，且所述从机设备为最后一个从机设备，则确定最后一个从机设备与下一个RS485接口之间存在故障点，如果所述从机设备不是最后一个从机设备，则循环采集下一个从机设备。
综上所述，本发明提供一种RS-485通信故障检测定位系统及其工作方法，通过本申请提供的技术方案能够实现实时监测和自动故障诊断，快速定位故障点，提高故障处理效率和通信系统的稳定性和可靠性。
可以理解的是，上述提供的方法实施例与上述的装置实施例对应，相应的具体内容可以相互参考，在此不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令方法的制造品，该指令方法实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种RS-485通信故障检测定位系统，其特征在于，包括：上位机，所述上位机设有两个以上的RS485接口，每个RS485接口连接RS485总线，所述RS485总线串连多个从机设备，且两个以上的所述RS485接口在连接多个从机设备后通过RS485总线连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述上位机设有两个RS485接口，包括第一RS485接口和第二RS485接口。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
每个从机设备具有唯一的通讯地址。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
多个设置有地址的中继器，多个所述中继器通过RS485总线与所述RS485接口连接。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：至少两个浪涌保护模块；
每个浪涌保护单元与对应的RS485接口连接。
6.一种基于权利要求1至5任一项所述的RS-485通信故障检测定位系统的工作方法，其特征在于，包括：
根据预创建的从机设备的顺序结构数组，依次针对从机设备通讯访问；其中，所述顺序结构数组用于顺序存储从机设备地址和从机设备类型，以供与从机设备通讯时构造通讯消息数据包；
通过一个RS485接口向从机设备发送地址的命令消息及接收回应消息，如果接收到消息，则将数据保存为第一数据，如果没有收到，则通过另一个RS485接口发送地址的命令消息及接收回应消息；
如果另一个RS485接口接收到所述一个RS485接口的命令消息，则将数据保存为第二数据，如果第一数据与第二数据一致，则确定通信正常，解析从机设备的通信消息处理，并循环采集下一个从机设备；如果第一数据与第二数据不一致，则线路信号存在干扰，通过消息校验识别正确的消息使用，并提示校验错误的链路信号干扰，并循环采集下一个从机设备；
如果另一个RS485接口没有接收到一个RS485接口的命令消息，且所述从机设备为最后一个从机设备，则确定最后一个从机设备与下一个RS485接口之间存在故障点，如果所述从机设备不是最后一个从机设备，则循环采集下一个从机设备。
7.根据权利要求6所述的工作方法，其特征在于，所述通过另一个RS485接口发送地址的命令消息及接收回应消息，包括：
通过另一个RS485接口向从机设备N发送地址N的命令消息，再通过另一个RS485接口接收回应消息，如果接收到回应消息，则另一个RS485接口到从机设备N的线路正常，解析刚刚接收的消息并处理，定位到RS485线路故障点在从机设备N-1和N的位置，通过另一个RS485接口循环采集处理从机设备N后的所有从机设备，完成本轮采集，再次循环处理；
如果接收不到回应消息，则确定从机设备N掉线，通过另一个RS485接口循环采集下一个从机设备N+1，直到采集到从机设备N+M通讯正常，则线路正常，解析从机设备N+M消息并处理，定位到RS485线路故障点在从机设备N-1和N+M之间的位置，通过所述另一个RS485接口循环采集处理从机设备N+M后的所有从机设备，完成本轮采集，再次循环处理。
8.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求6或7任一项所述的RS-485通信故障检测定位系统的工作方法。
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Cited By (1)
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2023
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