一種基于Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種節(jié)點(diǎn)電路，具體涉及一種基于Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]參見圖1，現(xiàn)有的總線節(jié)點(diǎn)電路是將所有的節(jié)點(diǎn)直接并接在總線上，但是通信主站無法控制后繼節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，當(dāng)主站發(fā)送命令時(shí)所有節(jié)點(diǎn)將同時(shí)接收相同的命令，當(dāng)總線上的節(jié)點(diǎn)地址沖突時(shí)，也必然發(fā)生混亂，效率會(huì)非常低。
[0003]另外，目前當(dāng)總線上的接入設(shè)備節(jié)點(diǎn)時(shí)，需要對(duì)該設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)的通信地址設(shè)置，無法做到由設(shè)備主站自主對(duì)節(jié)點(diǎn)地址進(jìn)行配置和管理。當(dāng)通信總線上掛接的節(jié)點(diǎn)設(shè)備較多時(shí)，人工設(shè)置每個(gè)節(jié)點(diǎn)地址，此總方式繁瑣，地址設(shè)置不確定度大，特別是一條總線上的節(jié)點(diǎn)分布分散不集中，系統(tǒng)施工成本高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為了解決上述問題，從而提供一種基于Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)電路。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)電路，所述節(jié)點(diǎn)電路包括一通信主站，所述通信主站上設(shè)有若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述通信主站通過總線與若干個(gè)節(jié)點(diǎn)依次連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包括:
[0007]一信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片的輸入端與總線連接；
[0008]一模擬開關(guān)電路，所述模擬開關(guān)電路串接在總線上，通信主站的輸入端信號(hào)通過總線接入模擬開關(guān)電路的輸入端，并通過模擬開關(guān)電路的輸出端輸出信號(hào)；
[0009]一控制器處理單元，所述控制器處理單元的輸入端與信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片的輸出端連接，所述控制器處理單元的輸出端與模擬開關(guān)控制端連接。
[0010]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述總線為RS485總線。
[0011]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)電路可實(shí)現(xiàn)RS485總線中通信主站對(duì)各節(jié)點(diǎn)地址的自動(dòng)識(shí)別與管理。
[0012]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片為RS485信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片。
[0013]通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，提高了總線傳輸可靠性，提高了工作效率和降低了維護(hù)成本。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為現(xiàn)有的總線節(jié)點(diǎn)的連接示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型的電路原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0019]本實(shí)用新型通過在現(xiàn)場(chǎng)總線上的節(jié)點(diǎn)中引入相應(yīng)的控制開關(guān)電路，以此來解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。
[0020]參見圖2，其所示為本實(shí)用新型提供的基于Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)電路，其包括一通信主站100，現(xiàn)場(chǎng)總線200以及若干的通信節(jié)點(diǎn)300。
[0021]其中通信主站100通過總線200與若干個(gè)節(jié)點(diǎn)300依次連接，而總線200具體可為RS485總線，由串行差分A總線和B總線構(gòu)成。
[0022]每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)300上具有相應(yīng)的信號(hào)輸入口和信號(hào)輸出口，通過其上的信號(hào)輸入口和信號(hào)輸出口設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)總線200上，并連接到一下通信節(jié)點(diǎn)；同時(shí)在每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)300內(nèi)都設(shè)置有獨(dú)立的控制開關(guān)電路。如圖所示，該控制開關(guān)電路主要包括一信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片310、一模擬開關(guān)電路320和一控制器處理單元330。
[0023]信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片310，具體可為RS485信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，其輸入端通過通信節(jié)點(diǎn)300的信號(hào)輸入口分別與RS485總線的串行差分A總線和B總線連接，輸出端與控制器處理單元330的輸入端通信相接，用于將通信主站100通過總線200發(fā)出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成制器處理單元330可識(shí)別的信號(hào)。
[0024]模擬開關(guān)電路320，具有相應(yīng)的信號(hào)輸入端、信號(hào)輸出端以及控制端，其信號(hào)輸入端與通信節(jié)點(diǎn)300上的信號(hào)輸入口相接，信號(hào)輸出端與通信節(jié)點(diǎn)300上的信號(hào)輸出口相接，從而實(shí)現(xiàn)通信節(jié)點(diǎn)300串接在總線200上，并連接到下一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，由模擬開關(guān)電路320的開、關(guān)來控制總線200的接通和斷開；模擬開關(guān)電路320的控制端通過控制線連接至控制器處理單元330，由控制器處理單元330控制模擬開關(guān)電路320的接通和斷開。
[0025]由此，當(dāng)模擬開關(guān)電路320接通時(shí)，該節(jié)點(diǎn)300之后的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)可正常接收來自主站100的信號(hào)。當(dāng)模擬開關(guān)電路320斷開時(shí)，節(jié)點(diǎn)300之后的節(jié)點(diǎn)無法接收來自主站100的信號(hào)，此時(shí)主站100可單獨(dú)對(duì)節(jié)點(diǎn)300進(jìn)行管理，而不會(huì)干擾到節(jié)點(diǎn)300之后的節(jié)點(diǎn)。
[0026]控制器處理單元330，其輸入端與信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片310的輸出端連接，其輸出控制端與模擬開關(guān)電路320的控制端連接，控制模擬開關(guān)電路320的導(dǎo)通和關(guān)閉，用于控制是否將下一個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)連接到總線200上。該控制器處理單元330具體可以采用相應(yīng)的CPU芯片，但并不限于此，根據(jù)需要可以采用其它具有相應(yīng)控制功能的處理芯片。
[0027]由此，本實(shí)用新型只通過信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片310、模擬開關(guān)電路320和控制器處理單元330之間的連接配合，即可使得本現(xiàn)場(chǎng)總線性能非常穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)基于Modbus協(xié)議在485總線上主站對(duì)從站地址自動(dòng)識(shí)別與管理，大大提高了總線傳輸可靠性和工作效率，并且降低了維護(hù)成本。
[0028]以下通過一具體應(yīng)用實(shí)例來進(jìn)一步的說明本實(shí)用新型方案:
[0029]本方案在實(shí)際的應(yīng)用過程時(shí)，可直接將其應(yīng)到相應(yīng)的RS485現(xiàn)場(chǎng)總線上，利用本方案，即可提高現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸信號(hào)的穩(wěn)定可靠性，降低維護(hù)成本；同時(shí)若再配合相應(yīng)的控制方式，除了之外，還可以進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)在無人工介入的條件下，總線上所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備的通信地址都由通信管理主站自動(dòng)尋址和配置，具體如下:
[0030]在總線系統(tǒng)上電時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備控制模擬開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，這樣只有與主站連接的第一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)可以接受通訊信號(hào)，配合通信主站截止或?qū)偩€信號(hào)對(duì)總線下一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行傳輸。主站與第一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備通信獲取該節(jié)點(diǎn)的地址信息后，在進(jìn)行相應(yīng)的配置后，通過命令暫時(shí)鎖定第一個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信狀態(tài)并使第一個(gè)節(jié)點(diǎn)控制模擬開關(guān)導(dǎo)通，使總線信號(hào)與第二個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備連通，進(jìn)而獲取第二個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備地址信息，并進(jìn)行識(shí)別判斷是否與前面的節(jié)點(diǎn)地址沖突，如沖突按照一定規(guī)則重新為該節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)新的地址，然后鎖定該節(jié)點(diǎn)的通信狀態(tài)，之后的步驟重復(fù)第二個(gè)節(jié)點(diǎn)的操作過程，即總線后繼節(jié)點(diǎn)以此控制類推，最終實(shí)現(xiàn)在無人工介入的條件下，總線上所有節(jié)點(diǎn)設(shè)備的通信地址都由通信管理主站自動(dòng)尋址和配置。
[0031]再者，本方案在實(shí)際應(yīng)用中，除可應(yīng)用于常規(guī)的總線節(jié)點(diǎn)設(shè)備中，尤其適用于產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)，通過內(nèi)部485總線使不同模塊進(jìn)行自由組合和擴(kuò)展，每個(gè)模塊即一個(gè)總線節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的通信地址，該通信地址就可以使用該電路實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品主體對(duì)各模塊的管理和識(shí)別。
[0032]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)電路，所述節(jié)點(diǎn)電路包括一通信主站，所述通信主站上設(shè)有若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述通信主站通過總線與若干個(gè)節(jié)點(diǎn)依次連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包括: 一信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片的輸入端與總線連接； 一模擬開關(guān)電路，所述模擬開關(guān)電路串接在總線上，通信主站的輸入端信號(hào)通過總線接入模擬開關(guān)電路的輸入端，并通過模擬開關(guān)電路的輸出端輸出信號(hào)； 一控制器處理單元，所述控制器處理單元的輸入端與信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片的輸出端連接，所述控制器處理單元的輸出端與模擬開關(guān)控制端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，所述總線為RS485總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，節(jié)點(diǎn)電路可實(shí)現(xiàn)RS485總線中通信主站對(duì)各節(jié)點(diǎn)地址的自動(dòng)識(shí)別與管理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片為RS485信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)電路，所述節(jié)點(diǎn)電路包括一通信主站，所述通信主站上設(shè)有若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述通信主站通過總線與若干個(gè)節(jié)點(diǎn)依次連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包括：一信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片的輸入端與總線連接；一模擬開關(guān)電路，所述模擬開關(guān)電路串接在總線上，通信主站的輸入端信號(hào)通過總線接入模擬開關(guān)電路的輸入端，并通過模擬開關(guān)電路的輸出端輸出信號(hào)；一控制器處理單元，所述控制器處理單元的輸入端與信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片的輸出端連接，所述控制器處理單元的輸出端與模擬開關(guān)電路控制端連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，提高了總線傳輸可靠性，實(shí)現(xiàn)基于Modbus協(xié)議主站對(duì)從站地址的自動(dòng)識(shí)別與管理，提高了工作效率和降低了維護(hù)成本。
【IPC分類】H04L12-40, H04L29-06
【公開號(hào)】CN204517854
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520152441
【發(fā)明人】郝華增, 黃生專
【申請(qǐng)人】上海納宇電氣有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年3月17日