一种c4总线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种总线形式，尤其涉及一种总线利用率高，实时性好的C4总线。
二、【背景技术】
[0002]现代工业通讯中常用的总线通讯有CAN通讯和RS485通讯。RS485通讯的优点是成本低，但RS485大多采用半双工通信，在整个网络中任一时刻只能有一个主节点处于发送状态并向总线发送数据，其他所有节点都必须处于接收状态。如果有两个或两个以上节点同时向总线发送数据，将会导致所有发送方的数据发送失败。另外，在RS-485总线构筑的半双工通信系统中，一般采用主从通信模式，即整个系统中只有一个为主节点，总线上所有其它节点都是从节点，通信方式一般是主节点循环轮询各个从节点。一旦主节点发生故障，将导致整个系统的崩溃。其次，系统通信效率低，因为无论某一个节点是否需要发送数据或需要使用总线，都要等到主节点轮询到自身，从而使得系统总线利用效率低，实时性差。也降低了系统的可靠性和灵活性。
[0003]CAN通讯可实现多主通讯，当CAN总线上的一个节点发送数据时，它以报文形式广播给网络中所有节点，对每个节点来说，无论数据是否是发给自己的，都对其进行接收。不同的节点可同时接收到相同的数据，这些特点使得CAN总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性好，并且容易构成冗余结构，提高系统的可靠性和系统的灵活性。但CAN通讯的缺点是成本较RS485高很多。
三、
【发明内容】
[0004]为解决通讯总线中既能提高系统实时性，可靠性和灵活性，又能降低成本，本发明提供一种C4总线。该总线采用类DMX512协议，采用RS485硬件总线形式，即提高总线的实时性，也提高了系统的可靠性和灵活性，又减低成本。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:在总线硬件传输上采用485控制芯片，协议采用类DMX512协议。为解决RS485总线上数据传输中出现的数据碰撞问题，采用载波侦听多路复用技术(CSMA)。载波侦听，指任何连接到总线的设备在欲发送帧前，必须对总线进行侦听，当确认其空闲时，才可以发送；多路复用，指多个设备可以同时访问总线，一个设备发送的帧也可以被多个设备接收。载波侦听多路复用在发送数据时边发边检查，一旦检测到冲突，设备立即停止发送数据，有效减少冲突的发生，减低了误码率，提高了信道利用率。
[0006]DMX512数据协议是美国舞台灯光协会(USITT)于1990年发布的一种灯光控制器与灯具设备进行数据传输的标准。DMX512发送的信息包括2-513个字节，一个数据字节又和一个起始位和两个结束位一起组成一个帧。第一个字节是起始字节，接下来的字节是传送到控制设备上的数据。控制数据的第一个是回路I的，第二个字节给回路2，依次类推，直到最后在一根数据线传给总共512回路。
[0007]本发明的有益效果是，在降低成本的同时，提高系统的可靠性，稳定性和提高总线的利用率，实时性。
【附图说明】
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[0008]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0009]图1:载波侦听的两种形式。
[0010]图2:本发明实施例1控制原理图。
[0011]图3:本发明实施例2控制原理图。
[0012]图中，1、CPU中央处理单元，2、DO点位，3、DI点位，4、AO点位，5、Al点位，6、磁保持继电器模块，7、数字输入模块，8、模拟输入模块，9、模拟输出模块。
四、【具体实施方式】
[0013]图1为数据发送时，为避免发生数据碰撞所采取的载波侦听的形式，当主设备需要发送数据给从设备时，需先对总线侦听一段时间，检测总线上是否有数据传输(总线是否空闲)，若总线空闲，则直接发送数据给从设备；若总线上有数据传输(总线忙)，则间隔一段时间或超过设定的一段时间再侦听，直至总线空闲时再发送数据。
[0014]图2，为智能系统点位图，CPU(中央处理单元)1通过RS485总线连接D02，DI3，A04，AI5点位。CPU(中央处理单元)I下可扩展连接控制128个DO点位，128个DI点位，32个Al点位和32个AO点位(点位数量可根据要求定义)。其中CPU (中央处理单元)I本身包含8个DO点位(D00-D07)和8个DI点位(D10-DI7)，故其还可扩展120个DO点位(D08-D0127)，120 个 DI 点位(DI8-DI127)，32 个 AO 点位(A00-A031)，32 个 Al 点位(A10-AI31)。
[0015]图3中，每个磁保持继电器6包含8个DO点位，每个数字输入模块7包括16个DI点位，每个模拟输入模块8包括8个Al点位，每个模拟输出模块9包括8个AO点位。故一个CPU (中央处理单元)I下可通过RS485总线连接15个磁保持继电器6，7个数字输入模块7，4个模拟输入模块8和4个模拟输出模块，连接方式为手拉手的接法。
[0016]当CPU(中央处理单元)I需控制RS485总线上的各种点位时，可通过发送命令给RS485总线上的所有模块，每个模块都将收到控制命令，收到后通过解析，执行相应的动作。如当CPU (中央处理单元)I需写DO点位时，可通过发送AA 02 00 FF PO OF PO FO 01 0000 00 00 00 00 00 00 00给总线h.的所有磁保持继电器6，发送的字节均为16进制。AA代表写点位状态，当为A5时，则是读取模块点位状态；02代表写的点位是DO点，当为04时代表写AO点位；其后的16个字节表示要写的128个DO点位状态，根据二进制与十六进制的关系，一个字节表示8个DO点位状态，16字节则是128个DO的状态。当为I时，表示写相应的DO点为1，；当为O时，表示写相应的DO点为O。
[0017]如上00 FF 00 OF 00 FO 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00，第 I 个字节表示要写的CPU的8个DO状态，第2个字节表示要写的第一个磁保持继电器的8个DO状态，依次类推，第16个字节表示要写的第15个磁保持继电器DO点位状态。第I个字节00表示CPU本身的8个DO点为(0000 0000)，第2个字节FF表示第一个磁保持继电器DO状态写为(1111 1111)，第4个字节OF表示第三个磁保持继电器DO的8个点位为(0000 1111)。每个磁保持继电器收到命令数据，将根据自身的点位定义对应相应的控制字节，从而执行相应的动作。
[0018]当CPU (中央处理单元)I要写AO的数据时，通过发送命令AA 04 XX XX XX XX XXXX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XXM给RS485总线上的所有模拟输出模块9。04代表写AO点位，后面的32个XX代表要写入的32个AO点位值的大小，范围在00-64 (16进制)，一个字节代表一个AO点位。
[0019]DI点位和Al点位只可读取，不可写入。Al点位状态可主动上报，如A5 03 00 0803 DF 03 CE 03 F4 03 E9 03 B4 03 EE 03 E4 03 DF 8F 8F。A5 表示读取点位状态，03表示读取Al点位，当为01时表示读取DI点，为02时读D0，为03时读取Al，为04时读取AO 状态；00 08 表示读取的 8 个 Al 点位数量:03 DF 03 CE 03 F4 03 E9 03 B4 03 EE 03E4 03 DF表示读取的8个Al点位状态值。点位值在00 00-03FF之间。
[0020]DI点位也可主动上报，当连接一个数字输入模块时，上报A5 01 08 10 00 00 268B，A5代表读点位状态，01表示读取DI点位，08表示DI点位起始地址，从第9个DI点位开始，10表示读取了 16个DI点位，00 00表示DI点位状态值，26 8B为校验码。
【主权项】
1.一种C4总线，总线硬件采用RS485芯片，协议采用类DMX512协议，采用载波侦听多路复用技术，其特征在于主设备可同时将控制数据发给总线上的所有从设备，从设备解析保留对应的数据，执行相应的动作。
2.根据权利I所述的一种C4总线，其特征是系统的可靠性，稳定性高，总线的利用率和实时性好。
3.根据权利I所述的一种C4总线，其特征是总线采用带隔离技术。
【专利摘要】一种C4总线，它是采用RS485硬件线路，协议采用类DMX512协议，采用载波侦听多路访问技术，在智能照明灯工业控制中，主控制单元CPU(中央处理单元)可通过广播形式，将控制数据发送到总线上，总线上的点位根据数据帧类型接收，相同的点位可同时接收同一控制命令。节省原RS485需轮询发送浪费的时间，节省硬件成本，也提高系统的稳定性和可靠性，提高总线的利用率和实时性。
【IPC分类】G05B19-042
【公开号】CN104597819
【申请号】CN201510046504
【发明人】薛乔明, 陈焕焕, 娄方
【申请人】南京埃尔乔亿自控设备有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月28日