本申請涉及電子，特別是涉及一種可避免總線沖突的rs485通信方法、主機和從機。

背景技術(shù)：

1、rs485通信在工業(yè)自動化、樓宇自動化等領(lǐng)域是一種廣泛使用的串行通信協(xié)議，它允許在一個總線上連接多個設(shè)備，實現(xiàn)多點通信。但rs485通常工作在半雙工模式，這意味著在任何給定的時間，設(shè)備要么發(fā)送數(shù)據(jù)，要么接收數(shù)據(jù)，但不能同時進(jìn)行發(fā)送和接收，如果兩個設(shè)備同時發(fā)送數(shù)據(jù)，可能會發(fā)生總線沖突，導(dǎo)致數(shù)據(jù)發(fā)送失敗。

2、為避免總線沖突，現(xiàn)有技術(shù)大多采用主從模式和輪詢方式，即主機依次向各從機發(fā)送查詢指令，從機在接收到特定指令后回應(yīng)數(shù)據(jù)，這樣保證了總線上同一時刻只有一個設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，避免了總線沖突。雖然在rs485通信中輪詢方式雖然有效避免了沖突，但它也存在著以下不足：

3、1)效率低下：主機需依次向每個從機發(fā)送大量查詢指令，增加總線負(fù)載和主機mcu資源占用。

4、2)實時性差：主機需要等待從機響應(yīng)，如果從機響應(yīng)不及時，可能導(dǎo)致總線連接超時。

5、3)數(shù)據(jù)冗余：從機上報所有請求中包含的數(shù)據(jù)，包含長期未變化的數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)冗余。

6、4)數(shù)據(jù)更新延時：未被輪詢到的從機不能及時上報數(shù)據(jù)，導(dǎo)致從機變化數(shù)據(jù)更新的延時，特別是當(dāng)從機數(shù)量較多時，數(shù)據(jù)更新延時比較大。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，針對上述技術(shù)問題，提供一種可避免總線沖突的rs485通信方法、主機和從機，用以解決現(xiàn)有技術(shù)效率低下、實時性差、接收的數(shù)據(jù)冗余以及數(shù)據(jù)更新延時的問題。

2、第一方面，一種rs485通信總線沖突解決方法，應(yīng)用于通信系統(tǒng)中的主機，所述通信系統(tǒng)包括多個從機、通信總線和1個主機，所述多個從機通過通信總線和主機連接；所述方法包括：

3、步驟s1：當(dāng)接收到從機的總線申請指令時或需要主動下發(fā)控制指令時，檢測總線是否空閑，如果總線忙，則繼續(xù)檢測，直至總線空閑后，向與所述主機連接的多個從機下發(fā)禁止使用總線的指令；所述總線申請指令為從機需要主動上報數(shù)據(jù)時檢測到總線空閑后向主機上傳的；

4、步驟s2：在下發(fā)禁止使用總線的指令后，等待第一設(shè)定時間再次檢測總線是否空閑，若空閑，則向發(fā)送總線申請指令的從機發(fā)送控制指令或向指定的從機發(fā)送控制指令；

5、步驟s3：接收從機響應(yīng)；

6、步驟s4：判斷是否已經(jīng)將所有從機發(fā)送的總線申請指令處理完成、或是否已經(jīng)將需要主動下發(fā)的控制指令處理完成，若是，向與所述主機連接的多個從機發(fā)送釋放總線命令。

7、上述方案中，可選地，所述等待第一設(shè)定時間再次檢測總線是否空閑，若不空閑，則重新向與所述主機連接的多個從機下發(fā)禁止使用總線的指令，并重復(fù)執(zhí)行步驟s2；

8、若連續(xù)多次向與主機連接的多個從機下發(fā)禁止使用總線的指令后，均等待第一設(shè)定時間后再次檢測到總線處于不空閑狀態(tài)時，則上報故障。

9、上述方案中，可選地，所述第一設(shè)定時間為當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)傳輸3個字節(jié)所需要的時間。

10、上述方案中，可選地，所述向指定的從機發(fā)送控制指令，若超過一定時間未接收到從機響應(yīng)，則重新向指定的從機發(fā)送控制指令。

11、第二方面，一種可避免總線沖突的rs485通信方法，應(yīng)用于通信系統(tǒng)中的第一從機，所述通信系統(tǒng)包括多個第二從機、1個第一從機、通信總線和1個主機；所述第一從機、第二從機通過通信總線和主機連接；所述方法包括：

12、步驟s1：當(dāng)?shù)谝粡臋C需要主動上報數(shù)據(jù)時，檢測總線是否空閑，若空閑，向所述主機發(fā)送總線申請指令；若第一從機不需要主動上報數(shù)據(jù)時，直接執(zhí)行步驟s2；

13、步驟s2：接收主機下發(fā)禁止使用總線的指令；所述禁止使用總線的指令是主機在接受到所述第一從機發(fā)送的總線申請指令后、或需要主動向所述第一從機下發(fā)控制指令時，檢測總線空閑后向所述第一從機和多個第二從機共同下發(fā)的；

14、步驟s3：接收主機發(fā)送的控制指令；所述控制指令是主機下發(fā)禁止使用總線的指令后，等待第一設(shè)定時間再次檢測到總線空閑時向所述第一從機下發(fā)的；

15、步驟s4：向所述主機返回響應(yīng)；

16、步驟s5：接受主機下發(fā)的釋放總線命令，以調(diào)整狀態(tài)為能夠申請總線的狀態(tài)；所述釋放總線命令為主機判斷已經(jīng)將第一從機和所有第二從機發(fā)送的總線申請指令處理完成、或已經(jīng)將需要主動下發(fā)的控制指令處理完成后下發(fā)的。

17、上述方案中，可選地，所述當(dāng)?shù)谝粡臋C需要主動上報數(shù)據(jù)時，檢測總線是否空閑，若不空閑，則間隔第二設(shè)定時間再次檢測總線是否空閑，直到檢測到總線空閑。

18、上述方案中，進(jìn)一步可選地，所述第一設(shè)定時間和第二設(shè)定時間為當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)傳輸3個字節(jié)所需要的時間。

19、上述方案中，進(jìn)一步可選地，所述當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)下傳輸3個字節(jié)所需要的時間根據(jù)串口通訊波特率、數(shù)據(jù)位位數(shù)、起始位位數(shù)、停止位位數(shù)來計算，具體通過以下公式：

20、

21、第三方面，一種主機，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述第一方面所述的一種可避免總線沖突的rs485通信方法的步驟。

22、第四方面，一種從機，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述第二方面所述的一種可避免總線沖突的rs485通信方法的步驟。

23、本申請至少具有以下有益效果：

24、本申請通過主機和從機在使用總線前，均需先檢測總線是否空閑，另外從機需等待主機批準(zhǔn)，主機要通知各個從機，并在使用完總線后由主機釋放總線，從而有效避免了總線沖突。在從機在數(shù)據(jù)有變化時主動時，不需要等到主機的輪詢，主動向主機申請總線申請指令，主機向所有從機下發(fā)禁止使用總線的指令，直到接收到從機的數(shù)據(jù)；由此提高了通信效率和實時性。主機需要下發(fā)控制命令時，給所有從機下發(fā)禁止使用總線的指令，在下發(fā)控制命令后接收到數(shù)據(jù)之后，在釋放總線使用權(quán)。由此，在從機需要上報數(shù)據(jù)時在進(jìn)行上報，而不是采取輪詢的方式，每次輪詢均上報以此數(shù)據(jù)，由此減少數(shù)據(jù)冗余，僅傳輸必要信息，且有效地減少主機負(fù)載，提升系統(tǒng)整體性能；在從機需要上報數(shù)據(jù)時及可以自動申請上報，不需要等待主機的問詢，由此優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸流程，降低數(shù)據(jù)傳輸延時，提高從機數(shù)據(jù)上報的及時性和準(zhǔn)確性。

技術(shù)特征：

1.一種可避免總線沖突的rs485通信方法，應(yīng)用于通信系統(tǒng)中的主機，所述通信系統(tǒng)包括多個從機、通信總線和1個主機，所述多個從機通過通信總線和主機連接；其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可避免總線沖突的rs485通信方法，其特征在于，所述等待第一設(shè)定時間再次檢測總線是否空閑，若不空閑，則重新向與所述主機連接的多個從機下發(fā)禁止使用總線的指令，并重復(fù)執(zhí)行步驟s2；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可避免總線沖突的rs485通信方法，其特征在于，所述第一設(shè)定時間為當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)傳輸3個字節(jié)所需要的時間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可避免總線沖突的rs485通信方法，其特征在于，所述向指定的從機發(fā)送控制指令，若超過一定時間未接收到從機響應(yīng)，則重新向指定的從機發(fā)送控制指令。

5.一種可避免總線沖突的rs485通信方法，應(yīng)用于通信系統(tǒng)中的第一從機，所述通信系統(tǒng)包括多個第二從機、1個第一從機、通信總線和1個主機；所述第一從機、第二從機通過通信總線和主機連接；其特征在于，所述方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可避免總線沖突的rs485通信方法，其特征在于，所述當(dāng)?shù)谝粡臋C需要主動上報數(shù)據(jù)時，檢測總線是否空閑，若不空閑，則間隔第二設(shè)定時間再次檢測總線是否空閑，直到檢測到總線空閑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可避免總線沖突的rs485通信方法，其特征在于，所述第一設(shè)定時間和第二設(shè)定時間為當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)傳輸3個字節(jié)所需要的時間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可避免總線沖突的rs485通信方法，其特征在于，所述當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)下傳輸3個字節(jié)所需要的時間根據(jù)串口通訊波特率、數(shù)據(jù)位位數(shù)、起始位位數(shù)、停止位位數(shù)來計算，具體通過以下公式：

9.一種主機，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法的步驟。

10.一種從機，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求5至8中任一項所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種可避免總線沖突的RS485通信方法、主機和從機，包括：當(dāng)接收到從機的總線申請指令時或需要主動下發(fā)控制指令時，檢測總線是否空閑，若總線忙則繼續(xù)檢測直至總線空閑后，向與主機連接的多個從機下發(fā)禁止使用總線的指令；總線申請指令為從機需要主動上報數(shù)據(jù)時檢測到總線空閑后向主機上傳的；在下發(fā)禁止使用總線的指令后等待設(shè)定時間再次檢測總線是否空閑，若空閑則向發(fā)送總線申請指令的從機發(fā)送控制指令或向指定從機發(fā)送控制指令；接收從機響應(yīng)；判斷是否已將所有從機發(fā)送的總線申請指令處理完成、或是否已將需要主動下發(fā)的控制指令處理完成，若是，向多個從機發(fā)送釋放總線命令。通過本申請，提高了通信效率和實時性。

技術(shù)研發(fā)人員：葉磊,林星原
受保護的技術(shù)使用者：北京海林自控科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10