RS-485多从机竞争的解决方案

                               武汉波仕电子有限公司  向媛

    在RS-485多机通信中，往往会出现多个从机同时向主机发送数据。比如在RS-485温度测量系统中，多个RS-485从机的温度测量值只要**过报警点就立即向主机发送报警信息，但是这也可能会出现2个或者2个以上的RS-485从机同时向主机发送报警信息。如果不采取RS-485竞争解决机制，那么就可能会导致2个从机同时发送的信息重叠，这样主机就无法接收到正确的信号，严重的还可能导致整个RS-485系统的崩溃。传统的解决方案是由主机循环轮流对各个RS-485下位机点名通信，这虽然解决了RS-485多从机的竞争，但是同时延误了实时报警信息。本文介绍的新方案之一能够识别从机发送信号的时间顺序，先发送的从机信号可以同时抑制其他从机的RS-485发送信号，只有等先发送信号的从机发送完毕之后其它从机才能够发送RS-485信号。本文介绍的新方案之二可以让下位机能够主动发送自己的地址，这样就*主机对各从机进行轮流查询。本文介绍的新方案之三是将从机转换为不同的波特率，由于主机每次只能够接收某一种波特率的信号，这样就完全避免了多从机的竞争。本文中的“上位机”即“主机”，“下位机”即“从机”。

   1、在RS-485总线中接入RS-485智能共享器

        2路RS-485对1路RS-485智能共享器（型号：HUB2485Z）本来是用于两个RS-485上位机共同控制一个RS-485下位机的通信连接，在这里我们将HUB2485Z用于两台下位机的RS-485口共享一台上位机的RS-485口。HUB2485Z使RS-485总线同时接2个从机（下位机）。HUB2485Z已经有2个下位机RS-485（1）和RS-485（2）的插座（DB-9针并且配接线端子）和1个上位机的接线端子，*修改软件、5V供电。HUB2485Z适用于两台下位机的RS-485口同时驱动一台上位机的RS-485口。HUB2485Z的外型为DB-9（针）/ DB-9（针）转接盒大小，其中两个DB-9针的RS-485口均配接线端子。两个DB-9针的下位机RS-485口，如图RS-485（1）和RS-485(2)是完全一样的，可以互换。上位机RS-485为接线端子，位于如图产品的上侧面，与电源接线端子在一起。HUB2485Z需要外接5V电源，配套提供。

波仕HUB2485Z智能RS-485集线器能够识别两个下位机RS-485（1）和RS-485(2)的发送顺序，避免同时发送导致的系统瘫痪。也就是说，即使两个下位机正在同时发送，HUB2485Z会选取发送开始时间良好的下位机正确发送数据，而只有等到这一个下位机的数据发送完毕后，另外一个下位机才可以开始发送数据。HUB2485Z的具有双向通信功能，当上位机发送时，两个下位机同时接收到相同的数据，并不区分地址。

在图2中，举例说明了同时接4个RS-485下位机的布线图，实际上还可以一直继续接下去。以接4个下位机为例，下位机4和下位机3分别接入3号HUB2485Z的RS-485（1）和RS-485（2）口，共享的RS-485口再级联接入另外一个2号HUB2485Z的RS-485（2）口，2号HUB2485Z的RS-485（1）接下位机2。以此类推，2号HUB2485Z的RS-485（2）口接下位机2，共享的RS-485接到1号HUB2485Z的RS-485（2），1号HUB2485Z的RS-485（1）接下位机1。在这样的布线结构中，每一个下位机都接入到了HUB2485Z共享器，由于HUB2485Z是可以级联的，所以非常灵活地接入多个下位机。实际上，1号HUB2485Z的RS-485（1）也可以继续级联新的HUB2485Z。 

2、在RS-485总线中接入RS-485地址转换器

     传统的RS-485多机通信方案是每次都由主机循环轮流对各个RS-485下位机点名通信，主机先发送被呼叫的从机的地址，总线中每一个从机都将这个地址信号与自己的地址进行比较，地址一样就继续也主机通信，不一样就不与主机通信。这样可能存在的问题就是从机发送的信号是可以不带本从机地址的，因为主机已经发送了从机地址信息，紧接着收到的从机信号一定就是这个被点名的从机的信号，而且从机信号不带地址可以较大简化主机的信号处理程序。从机发送的信号不带从机地址就会限制RS-485多机通信的实时性，比如RS-485多机温度测量系统就不能够实时报警，因为主机不知道发送报警信号的从机的地址。

波仕电子的DIZ485地址串口转换器用于实现串口（同时支持RS-232和RS-485）之间的带地址的转换。通过跳线设置地址编码，DIZ485可以将串口接收到的数据附加上地址编码发送出去，也可以将带地址编码的串口数据送到对应地址的转换器的串口。 DIZ485与其它同类产品相比的特点是可以识别下位机的地址、下位机可以主动发送带地址的数据。 波仕DIZ485地址串口转换器的外形为DB-9/DB-9转接盒大小，如图，产品左边为主串口，包括DB-9孔的RS-232口，和标明为A1、B1的RS-485口。右边为从串口，包括DB-9针的RS-232口，和标明为A2、B2的RS-485口。左上侧J2、J1、J0为波特率设置的跳线，右上侧K2、K1、K0为地址编码设置的跳线，下面中间为5V电源接线端子。

DIZ485 使用非常方便。首先根据波特率进行波特率跳线设置，然后跳线设置本产品的地址。通信规则：主串口数据=地址码+从串口数据   如果主串口收到 ###1:1234567，那么地址为1的产品的从串口发送出 1234567（地址不是1的产品的从串口不发送任何数据），就是去帧头。地址码就是在K2、K1、K0跳线设置值的前面加3个井号（###）和后面加一个冒号（：）的英文字符。如果地址为1的产品的从串口收到abcdefg ,则主串口发送出###1:abcdefg 就是加帧头。

加入RS-485地址转换器可以使得RS-485从机可以随时主动向上位机发送消息，因为信号中自动加上了从机地址信息，这样主机就可以识别下位机。

3、在RS-485总线中接入串口波特率转换器

RS-485多机通信，本来是要求通信的双方波特率等通信格式一样才可以通信成功。可是为了解决在这种情况下出现RS-485多从机竞争的问题，波仕电子在世界上**提出了一种多波特率的多机通信方式。本来是相同波特率的RS-485从机设备，我们人为地将从机进行串口波特率的转换。当多个从机都转换为不同的波特率后，由于每个RS-485从机发送信号的波特率不同，而主机同一时间只能够收到某一种波特率的信号，这样就自然避免了多从机同时发送的竞争问题。本节介绍如何实现串口波特率的转换。

串口波特率转换器用于实现不同波特率的RS-485/RS-232口的通信转换，纯硬件跳线设置，*任何软件设置。串口波特率转换器的外形为DB-9/DB-9转接盒大小，如图4。串口波特率转换器的内部有一个带双串口的单片机。单片机自动完成两个串口之间的数据交换。单片机程序用C语言编写，核心功能就是先将两个串口UART1和UART2根据跳线设置的状态进行波特率等初始化设置，然后随时将UART1接收的数据立即送到UART2的发送区、以及将UART2接收的数据立即送到UART1的发送区。

武汉波仕卡科技有限公司专注于串口转换器模块,集线器,光电隔离器等