專利名稱：一種基于rs485的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種基于RS485的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
RS485接口芯片已廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制、儀器、儀表、多媒體網(wǎng)絡(luò)、機(jī)電一體化產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域。在RS485通信控制領(lǐng)域中，請(qǐng)參見圖1，通常是每條RS485總線掛接至少一個(gè)處理單元，其中，每個(gè)處理單元包括一個(gè)RS485接口芯片以及一個(gè)智能化芯片MCU，每個(gè)RS485接口芯片并行連接。由于RS485接口芯片的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間存在阻抗匹配的問題，使RS485總線上掛接的RS485接口芯片數(shù)量受到限制，不能無限級(jí)聯(lián)。理論上，每條RS485總線最大支持32或者256個(gè)節(jié)點(diǎn)。所謂節(jié)點(diǎn)數(shù)，就是RS485總線上面可以掛接的RS485芯片的數(shù)量。 而實(shí)際操作中，RS485通信的控制數(shù)量一般為數(shù)百個(gè)，由于RS485接口芯片的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的阻抗匹配問題，使RS485總線上掛接的RS485接口芯片數(shù)量受到限制，不能滿足實(shí)際需求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于RS485的控制系統(tǒng)，有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)中RS485總線上掛接的RS485接口芯片數(shù)量受到限制的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種基于RS485的控制系統(tǒng)，包括RS485總線以及至少一個(gè)處理單元，所述處理單元包括RS485組，每個(gè)所述RS485組通過所述RS485總線串接；所述RS485組包括第一 RS485接口芯片以及第二 RS485接口芯片，所述第一 RS485接口芯片將接收到的所述RS485總線傳輸?shù)牟罘?85信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，并輸出往所述第二 RS485接口芯片；所述第二 RS485接口芯片將所述直流信號(hào)轉(zhuǎn)化為差分485信號(hào)并輸出。優(yōu)選的，所述處理單元還包括一個(gè)微控制器，所述微控制器與所述RS485組相連，用于獲取信號(hào)并用于通信處理。優(yōu)選的，還包括檢測單元，所述檢測單元與所述處理單元相連，用于檢測所述處理單元是否發(fā)生故障。優(yōu)選的，還包括報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置與所述檢測單元相連，在接收到所述檢測單元發(fā)出的故障信息時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警操作。優(yōu)選的，所述報(bào)警裝置具體為LED指示燈和/或聲音報(bào)警器。優(yōu)選的，所述總線具體為非屏蔽雙絞線。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種基于RS485的控制系統(tǒng)，包括RS485總線以及至少一個(gè)處理單元，所述處理單元包括RS485組，每個(gè)所述RS485組通過所述RS485總線串接；所述RS485組包括第一 RS485接口芯片以及第二 RS485接口芯片，所述第一 RS485接口芯片將接收到的所述RS485總線傳輸?shù)牟罘?85信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，并輸出往所述第二 RS485接口芯片；所述第二 RS485接口芯片將所述直流信號(hào)轉(zhuǎn)化為差分485信號(hào)并輸出。因?yàn)榈谝?RS485接口芯片和第二 RS485接口芯片之間使用直流信號(hào)傳輸，從電氣特性上隔離了輸入信號(hào)跟輸出信號(hào)之間的阻抗匹配問題，實(shí)現(xiàn)了 RS485的節(jié)點(diǎn)無限級(jí)聯(lián)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中的485通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中多個(gè)RS485接口芯片間阻抗匹配的連接關(guān)系圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于RS485的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的多個(gè)處理單元的連接關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請(qǐng)參見圖1，圖I為現(xiàn)有技術(shù)中的485通信控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，通常是每條RS485總線101掛接至少一個(gè)處理單元，其中，每個(gè)處理單元包括一個(gè)RS485接口芯片102以及一個(gè)智能化芯片MCU103，每個(gè)RS485接口芯片102并行連接。由于RS485接口芯片102的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間存在阻抗匹配的問題，使RS485總線101上掛接的RS485接口芯片102數(shù)量受到限制，不能無限級(jí)聯(lián)。理論上，每條RS485總線101最大支持32或者256個(gè)節(jié)點(diǎn)。所謂節(jié)點(diǎn)數(shù)，就是RS485總線101上面可以掛接的RS485芯片102的數(shù)量。其中，阻抗匹配有串聯(lián)終端匹配和并聯(lián)終端匹配，串聯(lián)終端匹配是信號(hào)源端阻抗低于傳輸線特征阻抗的情況下采用，在信號(hào)源與傳輸線上串接一個(gè)電阻，使得信號(hào)源的輸出阻抗和傳輸線的特征阻抗相匹配，抑制負(fù)載端反射回來的信號(hào)發(fā)生再反射。并聯(lián)終端匹配是在信號(hào)源端阻抗很小的情況下，通過增加并聯(lián)電阻使負(fù)載端輸入阻抗與傳輸線的特征阻抗相匹配，達(dá)到消除負(fù)載端反射的目的。而實(shí)際操作中，RS48總線終端匹配多采用的是雙電阻并聯(lián)終端匹配，如圖2所示。雙電阻并聯(lián)終端匹配由于是兩電阻并聯(lián)值與傳輸線的特性阻抗相等或相近，每個(gè)電阻都比傳輸線的特征阻抗大，對(duì)電流的要求不高。但是，并聯(lián)終端匹配不管是單電阻還是雙電阻總歸是會(huì)帶來直流功耗，降低總線負(fù)載能力。一般RS485總線傳輸線的特征阻抗為120歐姆，采用兩個(gè)120歐姆電阻作為RS485總線的終端匹配電阻，具體連接方式是首尾各接一個(gè)，并聯(lián)于485正負(fù)上。由于485總線并聯(lián)電阻會(huì)導(dǎo)致直流功耗，一般建議在傳輸距離不超過300米。
綜上，RS485通信的控制數(shù)量一般為數(shù)百個(gè)，由于RS485接口芯片的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的阻抗匹配問題，使RS485總線上掛接的RS485接口芯片數(shù)量受到限制，不能滿足實(shí)際需求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種基于RS485的控制系統(tǒng)，包括RS485總線以及至少一個(gè)處理單元，所述處理單元包括RS485組，每個(gè)所述RS485組通過所述RS485總線串接；所述RS485組包括第一 RS485接口芯片以及第二 RS485接口芯片，所述第一 RS485接口芯片將接收到的所述RS485總線傳輸?shù)牟罘?85信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，并輸出往所述第二RS485接口芯片；所述第二 RS485接口芯片將所述直流信號(hào)轉(zhuǎn)化為差分485信號(hào)并輸出。因?yàn)榈谝?RS485接口芯片和第二 RS485接口芯片之間使用直流信號(hào)傳輸，從電氣特性上隔離了輸入信號(hào)跟輸出信號(hào)之間的阻抗匹配問題，實(shí)現(xiàn)了 RS485的節(jié)點(diǎn)無限級(jí)聯(lián)。請(qǐng)參閱附圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于RS485的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，包括RS485總線以及至少一個(gè)處理單元301，所述處理單元301包括RS485組3011，每個(gè)所述RS485組3011通過所述RS485總線串接；所述RS485組3011包括第一 RS485接口芯片 以及第二 RS485接口芯片，所述第一 RS485接口芯片將接收到的所述RS485總線傳輸?shù)牟罘?85信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，并輸出往所述第二 RS485接口芯片；所述第二 RS485接口芯片將所述直流信號(hào)轉(zhuǎn)化為差分485信號(hào)并輸出。首先，第一 RS485接口芯片接收到上段RS485總線傳來的信號(hào)，然后自動(dòng)的轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)(TTL電平)，并傳輸?shù)降诙?RS485接口芯片。第二 RS485接口芯片將信號(hào)調(diào)理成差分485信號(hào)后傳輸?shù)絉S485總線下段。需要說明的是，從下位機(jī)傳上來的信號(hào)同樣按照此方式，只是方向是從第二 RS485接口芯片到第一 RS485接口芯片。優(yōu)選的，所述處理單元301還包括一個(gè)微控制器3012，所述微控制器3012與所述RS485組3011相連，用于獲取信號(hào)并用于通信處理。微控制器3012通過連接第一 RS485芯片以及第二 RS485芯片之間的RXD. TXD獲取信號(hào)，并相應(yīng)處理。除此，還可以通過設(shè)置RS485芯片的管腳，實(shí)現(xiàn)通信方向優(yōu)先情況。在此發(fā)明中，可以通過分離的通線線路，實(shí)現(xiàn)收發(fā)通信鏈路的分開。并且還可以將該功能集成到芯片里面，使用單一的芯片解決以上多個(gè)芯片功能的集成。在此，不再詳細(xì)列舉。圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的多個(gè)處理單元的連接關(guān)系圖。在現(xiàn)有RS485通信中，影響RS485接口芯片通信的負(fù)載數(shù)量的主要原因是每一個(gè)引入的RS485接口芯片都會(huì)有本身的阻抗，這樣多個(gè)RS485接口芯片并聯(lián)在RS485總線上面的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致總線上阻抗的變化。而阻抗的變化就導(dǎo)致了通信上面驅(qū)動(dòng)能力的變化等，所以總線上面掛載的負(fù)載不會(huì)很多。假定RS485接口芯片的阻抗為R。從上位機(jī)看總線，傳統(tǒng)的電阻為Z=1/R1+1/R2+……1/RN，使用本本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)，其電阻Z=R。二者對(duì)比知道，前者隨著連接的數(shù)量增加，阻抗變化，后者基本不變化，這樣就可以無限接連。為了更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明提供的通信系統(tǒng)的實(shí)用性，優(yōu)選的，還包括檢測單元，所述檢測單元與所述處理單元相連，用于檢測所述處理單元是否發(fā)生故障。優(yōu)選的，還包括報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置與所述檢測單元相連，在接收到所述檢測單元發(fā)出的故障信息時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警操作。其中，所述報(bào)警裝置具體為LED指示燈和/
或聲音報(bào)警器。
除此，本發(fā)明采用的RS485總線具體為非屏蔽雙絞線。綜上所述本發(fā)明提供了一種基于RS485的控制系統(tǒng)，包括RS485總線以及至少一個(gè)處理單元，所述處理單元包括RS485組,每個(gè)所述RS485組通過所述RS485總線串接；所述RS485組包括第一 RS485接口芯片以及第二 RS485接口芯片，所述第一 RS485接口芯片將接收到的所述RS485總線傳輸?shù)牟罘?85信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，并輸出往所述第二 RS485接口芯片；所述第二 RS485接口芯片將所述直流信號(hào)轉(zhuǎn)化為差分485信號(hào)并輸出。因?yàn)榈谝?RS485接口芯片和第二 RS485接口芯片之間使用直流信號(hào)傳輸，從電氣特性上隔離了輸入信號(hào)跟輸出信號(hào)之間的阻抗匹配問題，實(shí)現(xiàn)了 RS485的節(jié)點(diǎn)無限級(jí)聯(lián)。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例提供的裝置而言，由于其與實(shí)施例提供的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比 較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。對(duì)所提供的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所提供的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于RS485的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括RS485總線以及至少ー個(gè)處理單元，所述處理單元包括RS485組,姆個(gè)所述RS485組通過所述RS485總線串接； 所述RS485組包括第一 RS485接ロ芯片以及第二 RS485接ロ芯片，所述第一 RS485接ロ芯片將接收到的所述RS485總線傳輸?shù)牟罘?85信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，并輸出往所述第ニ RS485接ロ芯片；所述第二 RS485接ロ芯片將所述直流信號(hào)轉(zhuǎn)化為差分485信號(hào)并輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元還包括一個(gè)微控制器，所述微控制器與所述RS485組相連，用于獲取信號(hào)并用于通信處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括檢測單元，所述檢測単元與所述處理単元相連，用于檢測所述處理単元是否發(fā)生故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置與所述檢測単元相連，在接收到所述檢測單元發(fā)出的故障信息時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述報(bào)警裝置具體為LED指示燈和/或聲音報(bào)警器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述總線具體為非屏蔽雙絞線。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于RS485的控制系統(tǒng)，包括RS485總線以及至少一個(gè)處理單元，所述處理單元包括RS485組，每個(gè)所述RS485組通過所述RS485總線串接；所述RS485組包括第一RS485接口芯片以及第二RS485接口芯片，所述第一RS485接口芯片將接收到的所述RS485總線傳輸?shù)牟罘?85信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，并輸出往所述第二RS485接口芯片；所述第二RS485接口芯片將所述直流信號(hào)轉(zhuǎn)化為差分485信號(hào)并輸出。因?yàn)榈谝籖S485接口芯片和第二RS485接口芯片之間使用直流信號(hào)傳輸，從電氣特性上隔離了輸入信號(hào)跟輸出信號(hào)之間的阻抗匹配問題，實(shí)現(xiàn)了RS485的節(jié)點(diǎn)無限級(jí)聯(lián)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102662371SQ20121013870
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者黃敏 申請(qǐng)人:重慶星河光電科技有限公司