CN1228641A - Rs－485多点连接的扇出扩展电路 - Google Patents

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Abstract

一个RS－485多点连接的扇出扩展电路,该电路包括一个主节点、许多线控制单元和许多从节点。主节点使用从节点的标识号通过轮询技术与从节点通信。线控制单元控制主节点与从节点之间通信的数据的传送/接收方向。每个线控制单元,具有一边经由第一根RS－485公共线连接到主节点并具有另一边经由第二根RS－485公共线连接到从节点。可以连接到主节点上的线控制单元的最大值为32个。可以连接到每个线控制单元的从节点的最大值为32个。

Description

RS-485多点连接的扇出扩展电路
本发明涉及RS-485接口，更具体来说涉及在通信网络管理系统中连接一个主节点至许多从接点的电路。
RS-485是一个2线差动激励传输系统。当一个通信网络(或传输网络)的监控系统被设计使用RS-485时，广泛使用如图1所示的具有主节点和从节点的多点连接电路。在主节点和从节点之间的通信中，采用一种轮询技术，其由主节点使用唯一的标识号(ID)实现。在普通RS-485多点连接电路中，可以连接到一根RS-485公共线上的从节点数目(扇出)是32。主节点顺序地传送/接收32个从节点的请求与响应数据。
主节点和从节点通过置启动信号为逻辑“高(1)”或逻辑“(0)”来传送/接收数据。参见图1，一个主节点10通过一根RS-485公共线6被连接到最大32个从节点。主节点10有一个驱动器和一个接收器。每个从节点20也有一个接收器和一个驱动器。主节点10与从节点20之间的通信是根据主节点10来实现的。更详细地说，主节点10置启动信号5为逻辑“低”，并通过使用欲与之通信的从节点的ID号传送数据。如果数据已被传送，则主节点10置启动信号5为逻辑“高”，以维持其驱动器在高阻状态。各个从节点20接收来自主节点10的数据。从节点接收到与其自己的ID号相符的请求数据之后，置它的启动信号7、8或9为逻辑“低”，并传送响应数据到主节点10。如果响应数据已被传送，则相应的从节点置它的启动信号为逻辑“高”，以维持其驱动器在高阻状态。这样主节点10顺序地与所有从节点20通信。
然而，因为普通RS-485多点连接电路在一根RS-485公共线上最大连接32个从节点，所以建立一个由成百上千个节点组成的监控网络是不可能的。因此必须扩展扇出。
本发明的目的是提供一个扇出扩展电路，在设计一个使用RS-485的中央通信网络管理系统中用于主节点与从节点之间1:N(成百上千个节点)多点连接。
为了实现本发明的上述目的和其它目的，所提供的扇出扩展电路包括一个主节点，许多线控制单元和许多从节点。主节点通过轮询技术，使用从节点的标识号与各个从节点通信。线控制单元控制在主节点与从节点之间通信的数据的传送/接收方向。每个线控制单元具有一边经由第一根RS-485公共线连接到主节点还具有另一边经由第二根RS-485公共线连接到每个从节点。可以连接到主节点的线控制单元的最大值为32个。可以连接到每个线控制单元的从节点的最大值为32个。
本发明的上述目的和其它目的、特性及优点从下面结合下列附图的详细描述中变得更明显：
图1示出一个普通RS-485多点连接电路；
图2示出按照本发明的优选实施例的RS-485多点连接的一个扇出扩展电路；以及
图3是在图2中所示的线控制单元的详细电路图。
在设计使用RS-485的一个中央传输网络管理系统中所需的主节点与从节点之间1:N(成百上千个节点)多点连接的扇出扩展电路现在参照图2和3来说明。
参见图2，一个主节点100被连接到最大1024个从节点300(即扇出是1024)。来自主节点100的一个通信路径如下：主节点100→RS-485公共线112→线控制单元(LCU)200→RS-485公共线116→32个从节点300。这样的通信路径被扩展到高达32个路径。也就是说，一根RS-485公共线112被连接到最大32个LCU200，每个LCU经由RS-485公共线116被连接到最大32个从节点300。因此，连接到一个主节点100的从节点300的最大数目是1024。每个LCU200的内部电路结构示于图3。
参见图3，LCU200包括一个主侧电路和一个从侧电路。主侧电路有传送/接收连接线(TxRx+/TxRx-)221、终端电阻R1、RS-485接收器222和RS-485驱动器223。从侧电路有RS-485驱动器226、RS-485接收器227、终端电阻R4和R5以及传送/接收连接线(TxRx+/TxRx-)228。LCU还包括由电阻R2和R3与电路224组成的信号恢复电路，以及包括由线229和反相器225组成的传送/接收方向控制电路。信号恢复电路维持来自传送/接收连接线221和228所传送/接收的数据信号并恢复数据信号。传送/接收方向控制电路控制数据信号的传送/接收方向。主侧电路的连接线221与从侧电路的连接线228被如此构造以使通信可以仅用两根线分别地实现。主侧和从侧电路的终端电阻被用于线的阻抗匹配。
在主节点100与从节点300之间的通信中，采用一种轮询技术，其由主节点100使用唯一的ID号实现。主节点顺序地传送和接收从节点300的请求与响应信号。主节点100和从节点300通过置启动信号111和117为逻辑“高”或“低”来传送/接收数据。
主节点100与从节点300之间的通信是根据主节点100来实现的。主节点100置启动信号111为逻辑“低”，并通过使用欲与之通信的从节点的ID号传送数据。如果数据已被传送，则主节点100置启动信号111为逻辑“高”，以维持其驱动器在高阻状态。从节点接收数据，同时维持启动信号117为逻辑“高”。从节点接收到与其自己的ID号相符的请求数据之后，置启动信号117为逻辑“低”，并传送响应数据到主节点100。如果响应数据已被传送，则相应的从节点置启动信号117为逻辑“高”，以维持其驱动器在高阻状态。主节点100与从节点之间的传送/接收方向受传送/接收方向控制电路和(225和229)控制。换句话说，当数据从主节点100传送到从节点300时，Eu/Ed线229被维持在逻辑“高”，以驱动接收器222和驱动器226。当数据从从节点300传送到主节点100时，Eu/Ed线229被维持在逻辑“低”，以驱动接收器227和驱动器223。因而主节点100顺序地与所有从节点300通信。
如上所述，在建立使用RS-485的传输网络的监控系统中，通过使用线控制单元，成百上千个从节点可以被连接到主节点。因此，传输网络的监控系统可以很容易以低成本实现。
尽管参照了本发明的某个优选实施例来介绍和说明本发明，但本专业人士不难明白，可以在形式上与细节上作种种变化，只要不偏离如后面权利要求所规定的本发明的精髓和范围。

Claims (6)

1．一个RS-485多点连接的扇出扩展电路，包括：
一个主节点，它使用所说的从节点的标识号(通过轮询技术与每个从节点通信)；
许多线控制单元，它们控制所说的主节点与从节点之间通信的数据的传送/接收方向，每个所说的线控制单元有一边经由第一根RS-485公共线连接到所说的主节点。还具有另一边经由第二根RS-485公共线连接到所说的从节点，连接到所说的主节点的线控制单元的最大值为32个；以及
许多从节点，它们经由所说的第二个RS-485公共线连接到每个所说的线控制单元的另一边，连接到每个所说的线控制单元的从节点的最大值为32个。
2．按照权利要求1的扇出扩展电路，其中所说的主节点可以被连接到最大1024个从节点。
3．按照权利要求1的扇出扩展电路，其中每个所说的线控制单元包括：
一个第一个电路，其具有传送/接收连接线、一个终端电阻、一个接收器和一个驱动器；
一个第二个电路，其具有一个驱动器、一个接收器、一个终端电阻和传送/接收连接线；
一个第三个电路，用于维持和恢复来自所说的第一个和第二个电路的所说的传送/接收连接线所传送/接收的数据信号；以及
一个第四个电路，用于控制所说的数据信号的传送/接收方向。
4．按照权利要求3的扇出扩展电路，其中所说的第四个电路通过使用一个启动信号控制所说的方向。
5．按照权利要求3的扇出扩展电路，其中每个所说的传送/接收连接线有一根线，而通信用两根线来实现。
6．RS-485多点连接的扇出扩展电路，包括：
一个主节点；
许多线控制单元，它们控制所说的主节点与从节点之间通信的数据的传送/接收方向，每个所说的线控制单元，具有一边经由第一根RS-485公共线连接到所说的主节点，具有另一边经由第二根RS-485公共线连接到所说的从节点，连接到所说的主节点的线控制单元的最大值为32个，同时每个所说的线控制单元包括第一个和第二个电路，每个电路具有传送/接收连接线、一个终端电阻、一个接收器和一个驱动器，包括第三个电路，用于维持和恢复来自所说的第一个和第二个电路的所说的传送/接收连接线所传送/接收的数据信号，以及包括第四个电路，其控制所说的数据信号的传送/接收方向；以及
许多从节点，连接到每个所说的线控制单元的从节点的最大值为32个，因此连接到所说的主节点上的从节点的最大值为1024个。
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