【摘要】：為解決現(xiàn)行RS485組網(wǎng)方式限制了通信節(jié)點(diǎn)數(shù)及網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的問題,基于RS485總線提出了一種嵌入式控制結(jié)點(diǎn)群的組網(wǎng)方式及控制協(xié)議。通過在主控器與葉子節(jié)點(diǎn)間加入中繼器,將485總線支持的節(jié)點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展到2.7萬個(gè),建立一對(duì)多控制的嵌入式結(jié)點(diǎn)集群。針對(duì)該網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn),對(duì)Modbus協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展,增加了中繼層規(guī)約。與傳統(tǒng)單純?cè)黾游锢淼刂烽L(zhǎng)度的方式不同,新擴(kuò)展協(xié)議采用局部尋址方式,打破了Modbus地址長(zhǎng)度對(duì)子節(jié)點(diǎn)數(shù)的限制,并引入節(jié)點(diǎn)掃描和差錯(cuò)反饋機(jī)制,從而實(shí)現(xiàn)了主控器對(duì)各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的可靠控制;同時(shí),控制協(xié)議保持了原Modbus協(xié)議的簡(jiǎn)單性,還具有易移植、可擴(kuò)展的特點(diǎn),便于在單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)。在采用擴(kuò)展協(xié)議時(shí),一層中繼器的引入導(dǎo)致周轉(zhuǎn)延遲增加10.36%,而兩層中繼器則將延遲率增加了69.9%,并使總延遲較原始Modbus系統(tǒng)增加2.4倍左右,但實(shí)際中采用的兩層中繼系統(tǒng)將平均延遲控制在了70 ms以下。結(jié)果表明,該方案在犧牲一定系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的前提下,實(shí)現(xiàn)了嵌入式節(jié)點(diǎn)的集群化管理。
[Abstract]:In order to solve the problem that RS485 network mode limits the number of communication nodes and network expansion, an embedded control node group networking mode and control protocol are proposed based on RS485 bus. By adding repeater between master controller and leaf node, the number of nodes supported by 485 bus is expanded to 27000, and a one-to-many embedded node cluster is established. According to the characteristics of the network, the Modbus protocol is extended and the relay layer protocol is added. Different from the traditional way of simply increasing the length of physical address, the new extension protocol adopts local addressing method, which breaks the limit of Modbus address length on the number of sub-nodes, and introduces the mechanism of node scanning and error feedback. The control protocol keeps the simplicity of the original Modbus protocol and is easy to transplant and expandable, which is easy to realize on the single chip microcomputer. When the extended protocol is adopted, the introduction of the first layer repeater increases the turnover delay by 10.36, while the two layers increase the delay rate by 69.9 times and increase the total delay by about 2.4 times compared with the original Modbus system. However, the average delay of the two-layer relay system is controlled below 70 Ms in practice. The results show that the scheme realizes the cluster management of embedded nodes at the expense of real-time performance.
【作者單位】： 天津大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;
【基金】：國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAJ24B04-4)
【分類號(hào)】：TP336

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2130243