本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具體涉及一種基于rs485總線擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的rs485網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如圖1所示，單個(gè)網(wǎng)絡(luò)最大負(fù)載為32臺(tái)終端，對(duì)于幾千個(gè)節(jié)點(diǎn)終端的組網(wǎng)需要多臺(tái)rs485轉(zhuǎn)換器，結(jié)構(gòu)太過(guò)復(fù)雜，導(dǎo)致綜合布線非常繁瑣，且系統(tǒng)通信穩(wěn)定性差，當(dāng)系統(tǒng)中終端出現(xiàn)故障時(shí)，由于多級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分級(jí)排除故障難度大，耗時(shí)長(zhǎng)，不利于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可維護(hù)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，提供一種基于rs485總線擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)，用于解決基于rs485單網(wǎng)絡(luò)大容量負(fù)載問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于rs485總線擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)，包括一pc端、一rs485轉(zhuǎn)換器、若干中繼器、若干終端；所述的pc端與所述的rs485轉(zhuǎn)換器連接；若干所述的中繼器并聯(lián)后與所述的rs485轉(zhuǎn)換器連接；若干所述的終端并聯(lián)后與所述的中繼器連接；所述的rs485轉(zhuǎn)換器接收所述的pc發(fā)出信號(hào)后發(fā)送至所述的中繼器，所述的中繼器放大信號(hào)后發(fā)送至所述終端。

進(jìn)一步的，與同一所述中繼器連接的所述的終端數(shù)量不多于128臺(tái)。

進(jìn)一步的，與同一所述rs485轉(zhuǎn)換器連接的所述的中繼器的數(shù)量不多于32臺(tái)。

進(jìn)一步的，所述的中繼器為無(wú)線中繼器。

進(jìn)一步的，所述的與同一所述rs485轉(zhuǎn)換器連接的所述的中繼器的數(shù)量3臺(tái)。

進(jìn)一步的，所述的pc端與所述的終端的通信步驟包括：

總線監(jiān)聽(tīng)，監(jiān)聽(tīng)rs485總線狀態(tài)，若總線空閑，則通過(guò)rs485轉(zhuǎn)換器發(fā)送指令至中繼器，再由中繼器放大信號(hào)后發(fā)送至各終端；

競(jìng)爭(zhēng)響應(yīng)，接收到總線空閑的各終端按需求響應(yīng)總線空閑指令，所述的需求包括數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理；

總線競(jìng)爭(zhēng)，結(jié)合定時(shí)器、終端機(jī)器號(hào)與隨機(jī)離散數(shù)學(xué)模型計(jì)算本次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間最短的終端，獲得本次總線競(jìng)爭(zhēng)的控制權(quán)；

總線數(shù)據(jù)傳輸，后臺(tái)數(shù)據(jù)發(fā)送至終端。

進(jìn)一步的，所述的步驟總線競(jìng)爭(zhēng)與總線數(shù)據(jù)傳輸之間還有包括總線空閑探測(cè)，所述的總線空閑探測(cè)用于探測(cè)獲得總線控制權(quán)的終端接收數(shù)據(jù)前后的總線狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述的步驟總線競(jìng)爭(zhēng)與總線數(shù)據(jù)傳輸之間還有包括競(jìng)爭(zhēng)失利，所述的競(jìng)爭(zhēng)失利用于獲得本次總線控制權(quán)的終端在下次總線競(jìng)爭(zhēng)中失利。

進(jìn)一步的，所述的競(jìng)爭(zhēng)失利包括增加本次獲得總線控制權(quán)的終端下次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間；所述的增加本次獲得總線控制權(quán)的終端下次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間的方法為增加固定時(shí)間延時(shí)；所述的固定時(shí)間為一自然數(shù)值時(shí)間。

進(jìn)一步的，所述的競(jìng)爭(zhēng)失利包括增加本次獲得總線控制權(quán)的終端下次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間；所述的增加本次獲得總線控制權(quán)的終端下次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間的方法為增加競(jìng)爭(zhēng)平均時(shí)間，所述的競(jìng)爭(zhēng)平均時(shí)間為本次參與競(jìng)爭(zhēng)的各終端競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間的平均值。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供一種基于rs485總線擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)，包括一pc端、一rs485轉(zhuǎn)換器、若干中繼器、若干終端；所述的pc端與所述的rs485轉(zhuǎn)換器連接；若干所述的中繼器并聯(lián)后與所述的rs485轉(zhuǎn)換器連接；若干所述的終端并聯(lián)后與所述的中繼器連接；所述的rs485轉(zhuǎn)換器接收所述的pc發(fā)出信號(hào)后發(fā)送至所述的中繼器，所述的中繼器放大信號(hào)后發(fā)送至所述終端。本發(fā)明采用并聯(lián)中繼器連接各終端，利用中繼器有效放大pc端信號(hào)，有效組建單網(wǎng)絡(luò)多負(fù)載終端，同時(shí)布線方便，易于故障排查。本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，充分發(fā)揮中繼器在rs485總線網(wǎng)絡(luò)中的功能，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。本發(fā)明的具體實(shí)施方式由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是傳統(tǒng)rs485網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種基于rs485總線擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)示意圖；

圖3是本發(fā)明的一種基于rs485總線擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)的通信流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

參照?qǐng)D2所示，一種基于rs485總線擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)，包括一pc端、一rs485轉(zhuǎn)換器、若干中繼器、若干終端；所述的pc端與所述的rs485轉(zhuǎn)換器連接；若干所述的中繼器并聯(lián)后與所述的rs485轉(zhuǎn)換器連接；若干所述的終端并聯(lián)后與所述的中繼器連接；所述的rs485轉(zhuǎn)換器接收所述的pc發(fā)出信號(hào)后發(fā)送至所述的中繼器，所述的中繼器放大信號(hào)后發(fā)送至所述終端。優(yōu)選地，與同一所述中繼器連接的所述的終端數(shù)量不多于128臺(tái)；與同一所述rs485轉(zhuǎn)換器連接的所述的中繼器的數(shù)量不多于32臺(tái)；理論上，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可負(fù)載上千終端，但考慮pc端處理能力，一般地，在300左右容量的終端的網(wǎng)絡(luò)中，所述的與同一所述rs485轉(zhuǎn)換器連接的所述的中繼器的數(shù)量3臺(tái)。

優(yōu)選地，所述的中繼器為無(wú)線中繼器。對(duì)于遠(yuǎn)距離不方便布線的區(qū)域，可采用無(wú)線中繼器連接各終端。

對(duì)于如此多終端的通信問(wèn)題，傳統(tǒng)的點(diǎn)名輪詢的rs485的通信方法顯然已經(jīng)不適合，為此，如圖3所示，本發(fā)明一種基于rs485總線擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)的總線通信方法包括以下步驟：

總線監(jiān)聽(tīng)，監(jiān)聽(tīng)rs485總線狀態(tài)，若總線空閑，則通過(guò)rs485轉(zhuǎn)換器發(fā)送指令至中繼器，再由中繼器放大信號(hào)后發(fā)送至各終端，告知各終端總線狀態(tài)處于空閑，等待接收各終端發(fā)送的需求指令；

競(jìng)爭(zhēng)響應(yīng)，接收到總線空閑的各終端按需求響應(yīng)總線空閑指令，所述的需求包括數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理，接收到總線空閑指令的各終端，如終端有數(shù)據(jù)傳輸需求或數(shù)據(jù)處理需求，則發(fā)送響應(yīng)指令通過(guò)總線告知后臺(tái)，后臺(tái)統(tǒng)計(jì)所有有需求的終端，準(zhǔn)備進(jìn)行總線競(jìng)爭(zhēng)，即獲得總線控制權(quán)(令牌)；

總線競(jìng)爭(zhēng)，結(jié)合定時(shí)器、終端機(jī)器號(hào)與隨機(jī)離散數(shù)學(xué)模型計(jì)算本次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間最短的終端，獲得本次總線競(jìng)爭(zhēng)的控制權(quán)；

總線空閑探測(cè)，用于探測(cè)獲得總線控制權(quán)的終端接收數(shù)據(jù)前后的總線狀態(tài)；由于總線優(yōu)先權(quán)情況未知，在終端接收數(shù)據(jù)前后不能保證總線始終處于空閑狀態(tài)，故需終端接收數(shù)據(jù)前后的探測(cè)總線狀態(tài)，如探測(cè)結(jié)果都為空閑狀態(tài)則，本次傳輸成功，如非空閑則懸掛本次傳輸，等待總線空閑再次傳輸；

競(jìng)爭(zhēng)失利，用于獲得本次總線控制權(quán)的終端在下次總線競(jìng)爭(zhēng)中失利；為防止同一終端多次獲得總線控制權(quán)，長(zhǎng)時(shí)間獨(dú)自占用總線資源，對(duì)贏得本次總線競(jìng)爭(zhēng)的終端設(shè)置下次總線競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間延時(shí)，降低下次總線競(jìng)爭(zhēng)機(jī)會(huì)；優(yōu)選地，所述的增加本次獲得本次總線控制權(quán)的終端下次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間的方法為增加固定時(shí)間延時(shí)；所述的固定時(shí)間為一自然數(shù)值時(shí)間；優(yōu)選地，所述的增加本次獲得本次總線控制權(quán)的終端下次競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間的方法為增加競(jìng)爭(zhēng)平均時(shí)間，所述的競(jìng)爭(zhēng)平均時(shí)間為本次參與競(jìng)爭(zhēng)的各終端競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間的平均值；

總線數(shù)據(jù)傳輸，后臺(tái)數(shù)據(jù)發(fā)送至終端，獲得總線控制權(quán)(令牌)的終端占用總線資源傳輸，建立與后臺(tái)的數(shù)據(jù)通信。

下面結(jié)合一總線競(jìng)爭(zhēng)實(shí)例來(lái)詳細(xì)描述。

在一實(shí)施例中，終端1-終端4的mac地址為唯一標(biāo)識(shí)，分別為終端1(00:01:6c:06:a6:29)、終端2(03:a1:6f:09:a9:2f)、終端3(40:0f:6d:46:af:a9)、終端4(3a:06:3c:0a:ef:3d)，在本次總線空閑時(shí)，終端2-4有數(shù)據(jù)傳輸需求，利用離散數(shù)學(xué)模型，隨機(jī)選擇終端mac碼的最后2位作為本次總線競(jìng)爭(zhēng)計(jì)算碼，并運(yùn)用軟件隨機(jī)出本次比較標(biāo)準(zhǔn)碼，例如3f,設(shè)置單次循環(huán)時(shí)間t，在競(jìng)爭(zhēng)循環(huán)內(nèi)實(shí)現(xiàn)終端末兩位與標(biāo)準(zhǔn)碼3f比較，不相同則終端末位+1，直至相同，則記錄循環(huán)次數(shù)，但當(dāng)終端mac出現(xiàn)ff時(shí)，終止本終端競(jìng)爭(zhēng)機(jī)會(huì)，得出最終競(jìng)爭(zhēng)所需時(shí)間，可得終端2所需競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間為16t，終端3所需競(jìng)爭(zhēng)終止，終端4所需競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間為2t；在本次競(jìng)爭(zhēng)中，終端4獲得本次競(jìng)爭(zhēng)，并把終端4的mac末位置位ff并存儲(chǔ)一次至下次競(jìng)爭(zhēng)使用。應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)施例中采用mac地址的末兩位僅為方便理解而做介紹，并非為所有情況的限定，選用任意兩位或一位或多位可根據(jù)rs485網(wǎng)絡(luò)中終端數(shù)量而定，一般的，如因單次競(jìng)爭(zhēng)中，如有終端競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間相同，則可隨機(jī)mac地址中另幾位作為一次新的競(jìng)爭(zhēng)，直至確定唯一的獲得總線控制權(quán)的終端。

本發(fā)明提供一種基于rs485總線擴(kuò)容的網(wǎng)絡(luò)，包括一pc端、一rs485轉(zhuǎn)換器、若干中繼器、若干終端；所述的pc端與所述的rs485轉(zhuǎn)換器連接；若干所述的中繼器并聯(lián)后與所述的rs485轉(zhuǎn)換器連接；若干所述的終端并聯(lián)后與所述的中繼器連接；所述的rs485轉(zhuǎn)換器接收所述的pc發(fā)出信號(hào)后發(fā)送至所述的中繼器，所述的中繼器放大信號(hào)后發(fā)送至所述終端。本發(fā)明采用并聯(lián)中繼器連接各終端，利用中繼器有效放大pc端信號(hào)，有效組建單網(wǎng)絡(luò)多負(fù)載終端，同時(shí)布線方便，易于故障排查。本發(fā)明設(shè)計(jì)巧妙，充分發(fā)揮中繼器在rs485總線網(wǎng)絡(luò)中的功能，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制；凡本行業(yè)的普通技術(shù)人員均可按說(shuō)明書(shū)附圖所示和以上所述而順暢地實(shí)施本發(fā)明；但是,凡熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，利用以上所揭示的技術(shù)內(nèi)容而做出的些許更動(dòng)、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實(shí)施例；同時(shí),凡依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何等同變化的更動(dòng)、修飾與演變等，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。