發(fā)布時(shí)間：2018-07-17 16:29

【摘要】：為解決現(xiàn)行RS485組網(wǎng)方式限制了通信節(jié)點(diǎn)數(shù)及網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的問題,基于RS485總線提出了一種嵌入式控制結(jié)點(diǎn)群的組網(wǎng)方式及控制協(xié)議。通過在主控器與葉子節(jié)點(diǎn)間加入中繼器,將485總線支持的節(jié)點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展到2.7萬個(gè),建立一對多控制的嵌入式結(jié)點(diǎn)集群。針對該網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn),對Modbus協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展,增加了中繼層規(guī)約。與傳統(tǒng)單純增加物理地址長度的方式不同,新擴(kuò)展協(xié)議采用局部尋址方式,打破了Modbus地址長度對子節(jié)點(diǎn)數(shù)的限制,并引入節(jié)點(diǎn)掃描和差錯(cuò)反饋機(jī)制,從而實(shí)現(xiàn)了主控器對各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的可靠控制;同時(shí),控制協(xié)議保持了原Modbus協(xié)議的簡單性,還具有易移植、可擴(kuò)展的特點(diǎn),便于在單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)。在采用擴(kuò)展協(xié)議時(shí),一層中繼器的引入導(dǎo)致周轉(zhuǎn)延遲增加10.36%,而兩層中繼器則將延遲率增加了69.9%,并使總延遲較原始Modbus系統(tǒng)增加2.4倍左右,但實(shí)際中采用的兩層中繼系統(tǒng)將平均延遲控制在了70 ms以下。結(jié)果表明,該方案在犧牲一定系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的前提下,實(shí)現(xiàn)了嵌入式節(jié)點(diǎn)的集群化管理。
[Abstract]:In order to solve the problem that RS485 network mode limits the number of communication nodes and network expansion, an embedded control node group networking mode and control protocol are proposed based on RS485 bus. By adding repeater between master controller and leaf node, the number of nodes supported by 485 bus is expanded to 27000, and a one-to-many embedded node cluster is established. According to the characteristics of the network, the Modbus protocol is extended and the relay layer protocol is added. Different from the traditional way of simply increasing the length of physical address, the new extension protocol adopts local addressing method, which breaks the limit of Modbus address length on the number of sub-nodes, and introduces the mechanism of node scanning and error feedback. The control protocol keeps the simplicity of the original Modbus protocol and is easy to transplant and expandable, which is easy to realize on the single chip microcomputer. When the extended protocol is adopted, the introduction of the first layer repeater increases the turnover delay by 10.36, while the two layers increase the delay rate by 69.9 times and increase the total delay by about 2.4 times compared with the original Modbus system. However, the average delay of the two-layer relay system is controlled below 70 Ms in practice. The results show that the scheme realizes the cluster management of embedded nodes at the expense of real-time performance.
【作者單位】： 天津大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;
【基金】：國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAJ24B04-4)
【分類號】：TP336

【參考文獻(xiàn)】

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1 史運(yùn)濤;孫德輝;李志軍;劉大;凡杰;李曉碩;;基于Modbus協(xié)議的通訊集成技術(shù)研究[J];化工自動化及儀表;2010年04期

2 李潔;梁國玲;馬學(xué)軍;;MODBUS通信協(xié)議解析[J];青海電力;2013年02期

3 李忠民,王子旭;RS-485通訊中繼器的設(shè)計(jì)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2004年07期

4 宿玉佩;蔣念平;付東翔;;Modbus協(xié)議的虛擬令牌環(huán)網(wǎng)改進(jìn)方案[J];微計(jì)算機(jī)信息;2007年09期

5 李金龍;王黎;高曉蓉;王澤勇;;波特率自適應(yīng)的RS485中繼器設(shè)計(jì)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2009年26期

6 聶文惠;鞠時(shí)光;王英杰;陰曉加;;利用優(yōu)化的MODBUS協(xié)議實(shí)現(xiàn)分布式控制[J];微計(jì)算機(jī)信息;2010年10期

7 胡文翔;蔡政;郭偉瑋;吳銀鋒;;面向RS-485控制網(wǎng)絡(luò)的Modbus協(xié)議擴(kuò)展及應(yīng)用[J];自動化儀表;2013年04期

【共引文獻(xiàn)】

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1 唐淑萍;宋杰;;工業(yè)以太網(wǎng)在遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用[J];電腦知識與技術(shù);2012年13期

2 陶濤;董兵;喬渠;;便攜式地空導(dǎo)彈空情傳輸?shù)挠芯�中繼[J];國防科技;2011年02期

3 張娟;原明亭;羅昱;王曉剛;;特定幀起始符的波特率自適應(yīng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J];工業(yè)儀表與自動化裝置;2011年03期

4 李聰;代后兆;張亞寧;黃明鍵;;一種新型低成本高精度熱電阻測溫模塊的研制[J];電子測量與儀器學(xué)報(bào);2013年06期

5 吳朋來;曹曙明;吳峰;王海鷗;吳惠昌;;Labview和PLC在獲取數(shù)字式傳感器數(shù)據(jù)中的應(yīng)用[J];中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào);2014年01期

6 李波;謝昕;王小鋒;劉覺夫;;基于PLC和Modbus協(xié)議的供水生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建[J];華東交通大學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

7 郭海春;任工昌;楊勇;楊志偉;;基于單片機(jī)的新型油水界面檢測系統(tǒng)[J];化工自動化及儀表;2011年10期

8 李妮妮;王熾軍;姜向京;黎永富;;基于Modbus協(xié)議的空氣濾清器在線檢測系統(tǒng)的研究[J];機(jī)床與液壓;2011年06期

9 曹玉波;;基于Modbus-GPRS的換熱站無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J];化工自動化及儀表;2012年08期

10 馬曉飛;袁永明;張紅燕;陳浩成;劉彥娜;;水產(chǎn)物聯(lián)服務(wù)平臺研究與開發(fā)[J];農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息;2013年10期

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1 李妮妮;陳世澤;;基于Modbus協(xié)議的空氣濾清器在線檢測系統(tǒng)研究[A];第11屆粵港機(jī)械電子工程技術(shù)與應(yīng)用研討會論文匯編[C];2010年

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2 黨海龍;機(jī)場導(dǎo)航站集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安科技大學(xué);2011年

3 范振;車身靜電流及LIN信息采集分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 盧敏;Profibus-DP與WSN的集成研究[D];華東理工大學(xué);2012年

5 鐘菲;光纖通信中多路數(shù)據(jù)電平轉(zhuǎn)換及復(fù)用傳輸系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2008年

6 于付真;基于LIN總線的車燈控制系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

7 趙躍;基于C#語言的新型智能機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D];吉林大學(xué);2012年

8 唐淑萍;基于工業(yè)以太網(wǎng)的水果氣調(diào)冷藏庫監(jiān)控系統(tǒng)[D];安徽大學(xué);2012年

9 徐紅燕;基于STM32F103實(shí)現(xiàn)Profibus-DP從站軟核的研發(fā)[D];溫州大學(xué);2012年

10 劉曉;船舶主動力系統(tǒng)監(jiān)測實(shí)用技術(shù)研究[D];大連海事大學(xué);2013年

【二級參考文獻(xiàn)】

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1 張習(xí)加;李成群;;波特率自適應(yīng)的RS-485中繼器設(shè)計(jì)[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2007年08期

2 鹿?jié)芍?;具有波特率自適應(yīng)功能的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊設(shè)計(jì)[J];國外電子元器件;2007年08期

3 梁偉;采用C51編寫智能設(shè)備的Modbus協(xié)議通訊軟件[J];化工自動化及儀表;2004年01期

4 張洪;須文波;沈錫柱;朱繼紅;;吹灰器優(yōu)化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊[J];化工自動化及儀表;2006年05期

5 左鴻飛;頡新春;王志春;;基于FPGA實(shí)現(xiàn)Modbus通訊協(xié)議[J];化工自動化及儀表;2007年04期

6 賀光琳;張光新;包金明;周澤魁;;基于Modbus協(xié)議的過程監(jiān)控儀表的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];化工自動化及儀表;2007年04期

7 李偉;;基于Modbus協(xié)議的工控節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];計(jì)算機(jī)工程;2010年16期

8 李忠民,王子旭;RS-485通訊中繼器的設(shè)計(jì)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2004年07期

9 劉振華;陶正蘇;黃強(qiáng);殷傳新;;基于Modbus/TCP協(xié)議的自動在線監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2007年28期

10 聶文惠;鞠時(shí)光;王英杰;陰曉加;;利用優(yōu)化的MODBUS協(xié)議實(shí)現(xiàn)分布式控制[J];微計(jì)算機(jī)信息;2010年10期

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2 Gary A.Mintchell;嵌入式控制:系統(tǒng)的心臟[J];現(xiàn)代制造;2003年04期

3 黃樹軍;嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)87C75PF芯片[J];電子技術(shù)應(yīng)用;1991年09期

4 ;Microchip16位嵌入式控制設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)賽 創(chuàng)意,從“芯”開始[J];電子產(chǎn)品世界;2008年02期

5 李明達(dá);張爽;;基于以太網(wǎng)技術(shù)的嵌入式控制平臺設(shè)計(jì)[J];科技視界;2013年24期

6 編輯部;;可靠 簡便 省電 賽普拉斯針對嵌入式控制應(yīng)用推出2.4GHz解決方案[J];電子與電腦;2008年12期

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9 Jamie Smith;;嵌入式控制和監(jiān)測應(yīng)用的趨勢:可重配置I/O(RIO)架構(gòu)[J];今日電子;2012年04期

10 Ronny Schulze;;微控制器靈活的外設(shè)可提高設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和能源效率[J];今日電子;2008年10期

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，

本文編號：2130243