一种智能rs485集线器及总线锁死检测方法
【专利摘要】本发明涉及工业控制【技术领域】中的RS485控制，具体涉及一种智能RS485集线器及总线锁死检测方法，包括一RS485主接口和多个RS485从接口，在主接口与从接口之间连接有信号隔离器、带使能功能的总线缓冲器，和连接于总线缓冲器的总线控制器，以及与每个从接口连接并检测每个从接口故障状态的检测器，检测器将检测到的从接口故障信号传送给总线控制器，总线控制器控制带使能功能的总线缓冲器实现隔离故障从接口的信号，当检测器检测到从接口故障消除，则通过总线缓冲器自动恢复该从接口的通讯。本发明保证了主控制器和总线上其它无故障接口和设备的正常通信，极大地提升了工业现场控制系统总线的稳定性、可靠性、安全性。
【专利说明】一种智能RS485集线器及总线锁死检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业控制【技术领域】中的RS485控制，具体涉及一种智能RS485集线器及总线锁死检测方法。
【背景技术】
[0002]RS485总线是工业控制领域最常用的一种控制总线，许多控制系统的主控制器都通过RS485总线和所需控制的设备、仪表等进行通讯。由于主控制器通讯端口数量有限而所需接入的从设备数量多，通常需要采用RS485集线器来实现总线扩展。工业控制系统的运行环境通常非常复杂、恶劣，总线故障、设备故障、外部干扰等都有可能引起总线通讯故障从而导致整个控制系统瘫痪，因此对于RS485集线器的可靠性有着非常高的要求，需要能够检测总线故障并避免由于总线上的单点故障影响整个系统的正常运行。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种智能RS485集线器及总线锁死检测方法，其具有总线防死锁检测功能，实现对引发总线死锁的故障进行自动检测，并将对应故障从接口的隔离，以确保其它非故障接口的正常通讯。
[0004]实现本发明的发明目的的技术方案如下:
[0005]一种智能RS485集线器，包括一 RS485主接口和多个RS485从接口，在主接口与从接口之间连接有信号隔离器、带使能功能的总线缓冲器，和连接于总线缓冲器的总线控制器，以及与每个从接口连接并检测每个从接口故障状态的检测器，检测器将检测到的从接口故障信号传送给总线控制器，总线控制器控制带使能功能的总线缓冲器实现隔离故障从接口的信号，当检测器检测到从接口故障消除，则通过总线缓冲器自动恢复该从接口的通τΗ ο
[0006]所述总线控制器还连接有用于显示故障的指示单元。
[0007]一种智能RS485集线器总线锁死检测方法，包括如下步骤:
[0008]SI，检测器同时检测若干个与一 RS485主接口连接的RS485从接口是处于故障状态还是工作状态，并将检测到的每一从接口处于故障状态还是工作状态以信号方式传输给总线控制器；
[0009]S2，当总线控制器接收到从接口的当前状态后，首先判断已有故障的端口是否恢复，若该从接口故障恢复，总线控制器便会恢复该从接口的端口通信，接着总线控制器判断是否有新增加的故障接口，如果有则关闭该接口通讯；
[0010]S3，检测器继续检测其他从接口是处于故障状态还是工作状态，重复上述步骤S1、S2。
[0011]所述检测器检测从接口的故障状态为:从接口线路的短路或接反，以及与从接口连接的从设备故障造成的持续发送数据，从而造成总线死锁。
[0012]当从接口线路出现短路或接反时，检测器可通过检测该从接口的通讯芯片接收数据输出管脚的电平，当该管脚低电平持续时间过长，则判定该从接口出现故障并将该从接口从总线控制器上隔离。
[0013]当总线控制器未发起通讯但从接口出现持续主动发送数据的故障，检测器检测到连接从接口的从设备连续发送3个字节以上的数据，则判定该从接口出现故障并将该从接口从总线控制器上隔离。
[0014]当总线控制器发起通讯后，从接口出现持续主动发送数据的故障，检测器检测到对应的从设备连续发数据超过时间，则判定该从接口出现故障并将该从接口从总线控制器上隔离。这里的检测器检测到总线控制器发起通讯后，即启动一个定时器，在定时器设定时间内，连接从接口的从设备必须完成此次通信，如果定时器超时后从设备还在继续发送数据，则判定该从设备出现故障并将该从接口从总线上隔离。如果在定时器设定时间内检测到从设备完成通信且主控制器又发起新的通信，则定时器清零，启动下一次检测过程。
[0015]当任一从接口出现故障并被隔离后，检测器一直监控该故障接口，若检测到故障消除则自动恢复该从接口通讯。
[0016]本发明的有益效果是:本发明所涉及的一种智能RS485集线器，具有总线防死锁检测功能。当工业现场控制系统RS485总线上出现从总线接口故障、从设备故障等状况时，该智能RS485集线器能够迅速检测到故障所在接口并将其从总线隔离，保证了主控制器和总线上其它无故障接口和设备的正常通信，极大地提升了工业现场控制系统总线的稳定性、可靠性、安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明智能RS485集线器的结构示意图；
[0018]图2为本发明中检测器的流程图；
【具体实施方式】
[0019]参见图1，一种智能RS485集线器，包括一 RS485主接口和多个RS485从接口，主接口和从接口采用485转TTL的接口芯片，在主接口与从接口之间连接有信号隔离器、带使能功能的总线缓冲器，和连接于总线缓冲器的总线控制器，总线缓冲器采用型号为74HC125系列的缓冲器，以及与每个从接口连接并检测每个从接口故障状态的检测器，检测器将检测到的从接口故障信号传送给总线控制器，总线控制器控制带使能功能的总线缓冲器实现隔离故障从接口的信号，当检测器检测到从接口故障消除，则通过总线缓冲器自动恢复该从接口的通讯。其中，总线控制器还连接有用于显示故障的指示单元。其中，检测器可单片机或可编程逻辑器件来实现，对从接口的故障进行检测，并将相应的数据传输给总线控制器。
[0020]一种智能RS485集线器总线锁死检测方法，包括如下步骤:
[0021]SI，检测器同时检测若干个与一 RS485主接口连接的RS485从接口是处于故障状态还是工作状态，并将检测到的每一从接口处于故障状态还是工作状态以信号方式传输给总线控制器；
[0022]S2，当总线控制器接收到从接口的当前状态后，首先判断已有故障的端口是否恢复，若该从接口故障恢复，总线控制器便会恢复该从接口的端口通信，接着总线控制器判断是否有新增加的故障接口，如果有则关闭该接口通讯；
[0023]S3，检测器继续检测其他从接口是处于故障状态还是工作状态，重复上述步骤S1、S2。
[0024]所述检测器检测从接口的故障状态为:从接口线路的短路或接反，以及与从接口连接的从设备故障造成的持续发送数据，从而造成总线死锁。
[0025]当从接口线路出现短路或接反时，检测器可通过检测该从接口的通讯芯片接收数据输出管脚的电平，当该管脚低电平持续时间过长，则判定该从接口出现故障并将该从接口从总线控制器上隔离。
[0026]当总线控制器未发起通讯但从接口出现持续主动发送数据的故障，检测器检测到连接从接口的从设备连续发送3个字节以上的数据，则判定该从接口出现故障并将该从接口从总线控制器上隔离。
[0027]当总线控制器发起通讯后，从接口出现持续主动发送数据的故障，检测器检测到对应的从设备连续发数据超过时间，则判定该从接口出现故障并将该从接口从总线控制器上隔离。这里的检测器检测到总线控制器发起通讯后，即启动一个定时器，在定时器设定时间内，连接从接口的从设备必须完成此次通信，如果定时器超时后从设备还在继续发送数据，则判定该从设备出现故障并将该从接口从总线上隔离。如果在定时器设定时间内检测到从设备完成通信且主控制器又发起新的通信，则定时器清零，启动下一次检测过程。
[0028]当任一从接口出现故障并被隔离后，检测器一直监控该故障接口，若检测到故障消除则自动恢复该从接口通讯。
[0029]参见图2，本发明检测器的流程示意图；其基本步骤包括接口故障检测及判别、故障接口隔离控制、接口故障恢复检测、接口正常后通讯恢复控制。针对不同的故障类别，通过不同的检测方法实现故障检测。
[0030]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种智能RS485集线器，其特征在于，包括一 RS485主接口和多个RS485从接口，在主接口与从接口之间连接有信号隔离器、带使能功能的总线缓冲器，和连接于总线缓冲器的总线控制器，以及与每个从接口连接并检测每个从接口故障状态的检测器，检测器将检测到的从接口故障信号传送给总线控制器，总线控制器控制带使能功能的总线缓冲器实现隔离故障从接口的信号，当检测器检测到从接口故障消除，则通过总线缓冲器自动恢复该从接口的通讯。
2.根据权利要求1所述的智能RS485集线器，其特征在于，所述总线控制器还连接有用于显示故障的指示单元。
3.一种智能RS485集线器总线锁死检测方法，其特征在于，包括如下步骤: SI，检测器同时检测若干个与一 RS485主接口连接的RS485从接口是处于故障状态还是工作状态，并将检测到的每一从接口处于故障状态还是工作状态以信号方式传输给总线控制器； S2，当总线控制器接收到从接口的当前状态后，首先判断已有故障的端口是否恢复，若该从接口故障恢复，总线控制器便会恢复该从接口的端口通信，接着总线控制器判断是否有新增加的故障接口，如果有则关闭该接口通讯； S3，检测器继续检测其他从接口是处于故障状态还是工作状态，重复上述步骤S1、S2。
4.根据权利要求3所述的一种智能RS485集线器总线锁死检测方法，其特征在于，所述检测器检测从接口的故障状态为:从接口线路的短路或接反，以及与从接口连接的从设备故障造成的持续发送数据，从而造成总线死锁。
5.根据权利要求4所述的一种智能RS485集线器总线锁死检测方法，其特征在于，当从接口线路出现短路或接反时，检测器可通过检测该从接口的通讯芯片接收数据输出管脚的电平，当该管脚低电平持续时间过长，则判定该从接口出现故障并将该从接口从总线控制器上隔离。
6.根据权利要求3所述的一种智能RS485集线器总线锁死检测方法，其特征在于，当总线控制器未发起通讯但从接口出现持续主动发送数据的故障，检测器检测到连接从接口的从设备连续发送3个字节以上的数据，则判定该从接口出现故障并将该从接口从总线控制器上隔离。
7.根据权利要求3所述的一种智能RS485集线器总线锁死检测方法，其特征在于，当总线控制器发起通讯后，从接口出现持续主动发送数据的故障，检测器检测到对应的从设备连续发数据超过时间，则判定该从接口出现故障并将该从接口从总线控制器上隔离。
8.根据权利要求3所述的一种智能RS485集线器总线锁死检测方法，其特征在于，当任一从接口出现故障并被隔离后，检测器一直监控该故障接口，若检测到故障消除则自动恢复该从接口通讯。
【文档编号】H04L12/24GK104135398SQ201410323805
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】张峰, 李瑾 申请人:常州凯锐能源科技有限公司