专利名称：一种新型的rs-485端口故障检测与隔离系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及总线控制领域，尤其涉及一种新型的RS-485端口故障检测与隔离系统及其方法。
背景技术：
RS-485通讯电路是一种串型通讯电路，采用平衡发送和差分接收方式实现通信发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A，B两路输出，经过线缆传输之后在接 收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。MCU (Micro Control Unit)中文名称为微控制单元,又称单片微型计算机(SingleChip Microcomputer)或者单片机,是指随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种1/0接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制常见存储器件。在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485串行总线。每个总线可以带多个具有有RS-485通讯电路的从节点。由于所有从节点都并接在总线上，所以当某一从节点的RS-485通讯电路出现故障，就会影响到整个RS-485网络系统的正常工作。目前的RS-485总线系统都是采用一条双绞线电缆作总线，各个节点并联到总线上来，因此当某一节点的RS-485电路出现故障后，就会造成整个RS-485通讯网络的数据通讯出现故障。而且如果想要找出是哪一个从节点的RS-485通讯电路出现故障，必须逐一排查每个节点，工作量巨大。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种新型RS-485总线系统及应用其进行故障检测与隔离的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种新型的RS-485端口故障检测与隔离系统，包括RS-485总线和连接于所述RS-485总线上的多个从节点；所述从节点包括RS-485通讯电路、MCU和继电器；所述MCU分别与所述继电器和所述RS-485通讯电路连接；所述继电器分别与所述MCU、所述RS-485通讯电路和所述RS-485总线连接；所述RS-485通讯电路通过所述继电器与所述RS-485总线连接。优选的，所述继电器是双常开双常闭的继电器。优选的，所述继电器的两个公共引脚分别与所述RS-485通讯电路的A、B两条线相连，所述继电器的两个常闭引脚分别与所述RS-485总线的A、B两条线相连，所述继电器的两个常开引脚分别与所述MCU的10 口相连。应用所述新型的RS-485端口故障检测与隔离系统进行故障检测与隔离的方法，包括以下步骤SI，所述RS-485通讯电路通过所述继电器与所述RS-485总线连通；S2，所述RS-485总线每隔第一预设时间长度向所述多个从节点发送特定数据；S3，如果所述从节点经过第二预设时间长度后没有收到所述特定数据，则通过所述继电器将所述RS-485通讯电路与所述RS-485总线临时断开；S4，所述从节点进行自我检测；S5，如果检测结果为正常则解除临时断开，恢复所述RS-485通讯电路通过所述继电器与所述RS-485总线连通；如果所述检测结果为不正常则通过所述继电器将所述RS-485通讯电路与所述RS-485总线永久断开，直至对其进行检修。优选的，所述第二预设时间长度大于所述第一预设时间长度。优选的，SI具体为所述继电器的两个公共引脚分别与所述RS-485通讯电路的两条通讯线相连，所述继电器的两个常闭引脚分别与所述RS-485总线的两条通讯线相连，所述继电器的两个常开引脚分别与所述MCU的IO 口相连；常态下，所述继电器的公共引脚与常闭引脚连通。优选的，S3具体为如果所述从节点在第二预设时间长度内没有收到所述特定数据，则判定所述从节点与所述RS-485总线的通讯已出现故障；所述从节点的所述MCU控制所述继电器动作，将所述继电器的公共引脚与所述继电器的常闭引脚断开，同时与所述继电器的常开引脚连通，所述RS-485通讯电路通过所述继电器与所述MCU的IO 口连通。优选的，S4具体为所述MCU的IO 口模拟第一 RS-485信号通过所述继电器发送给所述RS-485通讯电路，如果所述RS-485通讯电路能够正确接收所述第一 RS-485信号，则所述RS-485通讯电路的数据接收正常；所述RS-485通讯电路发送第二 RS-485信号到所述IO 口，如果所述IO 口能够正确接收所述第二 RS-485信号，则所述RS-485通讯电路的数据发送正常；如果所述RS-485通讯电路的数据发送和所述RS-485通讯电路的数据接收都正常，则所述从节点的自我检测结果为正常；如果所述RS-485通讯电路的数据发送不正常或数据接收不正常，则所述从节点的自我检测结果为不正常。优选的，S5具体为如果自我检测结果为正常，则所述MCU控制所述继电器动作，将所述继电器的公共引脚与所述继电器的常闭引脚连通，同时与所述继电器的常开引脚断开，从而恢复所述RS-485通讯电路通过所述继电器与所述RS-485总线连通；如果自我检测结果为不正常，则保持所述继电器的公共引脚与所述继电器的常闭引脚断开的状态，使所述RS-485通讯电路与所述RS-485总线永久断开，等待检修。本实用新型的有益效果是I.当RS-485总线出现通讯故障的时候，由于所有节点都是并联到RS-485总线的，如果不能够与总线脱离，就无法判断自身是否出现故障。本实用新型的RS-485电路中RS-485通讯电路是通过是一个继电器与总线相连，当出现通讯故障的时候，能够先自行断开与RS-485系统总线的连接，然后进行自检。2.方便系统的后续检修。当从节点确认是自身出现故障后，将不再与系统总线连接，使得总线能够正常工作，在这个前提下，总线长时间没能和这个从节点进行通信，即可告知工作人员对该从节点进行检修。相对与当前的RS-485系统，极大节省了维修人员的工作量。
图I是本实用新型的RS-485通讯电路电路图；图2是本实用新型的继电器以及从节点连接RS-485总线的接线端子电路图；图3是本实用新型的MCU电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，
以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式
仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型的从节点能够判断出RS-485总线通信是否出现了异常，当判断出通讯异常后，能够自动断开与RS-485系统总线的连接，并通过自身的IO 口与其RS-485通讯电路进行数据通信，从而可以检测RS-485通讯电路能否正常工作。如果检测正常，则自动连接上总线。如果检测不正常，则不再连接到总线，这样，那些从节点不能与RS-485总线的主节点进行通信，就说明这些从节点出现故障，从而可以直接找出故障从节点并进行维修。本实用新型的从节点中使用一个双常开双常闭的继电器，从节点的RS-485通讯电路的A、B两条线分别接继电器的两个公共引脚。RS-485总线的A、B两条线分别接继电器的两个常闭引脚，而继电器的两个常开引脚分别接到从节点的MCU的IO 口上。正常工作时，继电器不动作，故从接点的RS-485通讯电路通过继电器的常闭引脚连接到RS-485总线，实现数据的正常通信。RS-485总线会定时的向所有节点发送某种规定好的数据，当从节点在一定时间内没有正确收到这一数据，就可以断定总线通讯已经出现故障。此时从节点的MCU控制继电器进行动作，将继电器的公共引脚由与常闭引脚连接改为与常开引脚连接，从而断开了从节点RS-485通讯电路与RS-485总线的电气连接，同时把从节点RS-485通讯电路连接到MCU的IO 口上。利用MCU的IO 口模拟RS-485通信。IO模拟RS-485信号发送给从节点的RS-485通讯电路，如果接收数据正确，则说明该从节点RS-485通讯电路的数据接收正常，然后从节点RS-485通讯电路发送数据到IO 口，如果IO 口接收的数据也正确，则说明该从节点RS-485通讯电路数据发送正常。如果判断出从节点的RS-485通讯电路数据接收和发送都正确，则将该节点的RS-485通讯电路连接到总线上。如果判断出从节点的RS-485通讯电路数据接收或者发送不正确，则不再将该节点的RS-485通讯电路连接到总线。从而避免了该故障节点对整个RS-485通讯网络的数据通讯造成影响。参见附图图I是本实用新型的RS-485通讯电路电路图；图2是本实用新型的继电器以及从节点连接RS-485总线的接线端子电路图；图3是本实用新型的MCU电路图。图I中从节点的RS-485通讯电路的A'、B'两线是和图2中的继电器RLl两个公共端引脚相连。图2中，接线端子Pl对外是连接系统RS-485总线的，对内连接到继电器RLl两个的常闭引脚A⑵、B(7)。继电器RLl的两个常开引脚A"和B"与图3中的从节点的 MCU (U3)的 IO 口 P3. 3 和 P3. 4 相连。当系统正常工作时，P37为低电平，继电器RLl不动作。此时V与A相连，B'与B相连。即从节点的RS-485通讯电路与RS-485总线相连接。当从节点在设定时间内，没能从RS-485总线上接收到特定的数据，则MCU(U3)的P37弓丨脚输出高电平，此时继电器RLl动作，A'、B'和A"、B"相连。MCU通过从节点的RS-485通讯电路向P3. 3和P3. 4 口发送一组数据并用此组数据和MCU接收到的该组数据进行比对，然后MCU通过P3. 3和P3. 4 口向从节点的RS-485通讯电路发送数据并用此数据和MCU接收到的该数据进行比对，如果两次数据比对都正确，则认为此从节点的RS-485通讯电路没有故障，可以连接到RS-485总线。MCU的P37输出低电平，使继电器复位，即从节点的RS-485通讯电路重新与RS-485总线相连接。如果两次数据比对有一次有误或两次数据比对都有误，则保持从节点的RS-485通讯电路与RS-485总线的脱离状态，从而保证了故障节点影响不到RS-485系统总线的通讯。同时，总线与该从节点长时间无法通信后，即可告知该从节点出现故障，需要检修。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种新型的RS-485端口故障检测与隔离系统，其特征在于，包括RS-485总线和连接于所述RS-485总线上的多个从节点；所述从节点包括RS-485通讯电路、MCU和继电器；所述MCU分别与所述继电器和所述RS-485通讯电路连接；所述继电器分别与所述MCU、所述RS-485通讯电路和所述RS-485总线连接；所述RS-485通讯电路通过所述继电器与所述RS-485总线连接。
2.根据权利要求I所述的新型的RS-485端口故障检测与隔离系统，其特征在于，所述继电器是双常开双常闭的继电器。
3.根据权利要求2所述的新型的RS-485端口故障检测与隔离系统，其特征在于，所述 继电器的两个公共引脚分别与所述RS-485通讯电路的A、B两条线相连，所述继电器的两个常闭引脚分别与所述RS-485总线的A、B两条线相连，所述继电器的两个常开引脚分别与所述MCU的IO 口相连。
专利摘要本实用新型提供一种新型的RS-485端口故障检测与隔离系统，包括总线和连接于所述总线上的多个从节点，所述从节点包括RS-485通讯电路、MCU和继电器；所述MCU与所述继电器的常开端以及所述RS-485通讯电路连接，所述继电器与所述的RS-485通讯电路和RS-485总线连接，本实用新型的从节点能够判断出RS-485总线通信是否出现了异常，当判断出通讯异常后，能够自动断开与RS-485系统总线的连接，并通过自身的IO口与其RS-485通讯电路进行数据通信，从而可以检测RS-485通讯电路能否正常工作。
文档编号H04L12/40GK202652242SQ20122034068
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者王栾宝, 李磊, 巴布, 卡纳恩, 古玛 申请人:临沂市拓普网络有限公司