【摘要】：為解決現行RS485組網方式限制了通信節點數及網絡擴展的問題,基于RS485總線提出了一種嵌入式控制結點群的組網方式及控制協議。通過在主控器與葉子節點間加入中繼器,將485總線支持的節點數擴展到2.7萬個,建立一對多控制的嵌入式結點集群。針對該網絡特點,對Modbus協議進行擴展,增加了中繼層規約。與傳統單純增加物理地址長度的方式不同,新擴展協議采用局部尋址方式,打破了Modbus地址長度對子節點數的限制,并引入節點掃描和差錯反饋機制,從而實現了主控器對各網絡節點的可靠控制;同時,控制協議保持了原Modbus協議的簡單性,還具有易移植、可擴展的特點,便于在單片機上實現。在采用擴展協議時,一層中繼器的引入導致周轉延遲增加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系統增加2.4倍左右,但實際中采用的兩層中繼系統將平均延遲控制在了70 ms以下。結果表明,該方案在犧牲一定系統實時性能的前提下,實現了嵌入式節點的集群化管理。
[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】： 天津大學計算機科學與技術學院;
【基金】：國家科技支撐計劃項目(2012BAJ24B04-4)
【分類號】：TP336

【參考文獻】

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4 宿玉佩;蔣念平;付東翔;;Modbus協議的虛擬令牌環網改進方案[J];微計算機信息;2007年09期

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7 胡文翔;蔡政;郭偉瑋;吳銀鋒;;面向RS-485控制網絡的Modbus協議擴展及應用[J];自動化儀表;2013年04期

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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];電子測量與儀器學報;2013年06期

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6 李波;謝昕;王小鋒;劉覺夫;;基于PLC和Modbus協議的供水生產監控系統構建[J];華東交通大學學報;2011年06期

7 郭海春;任工昌;楊勇;楊志偉;;基于單片機的新型油水界面檢測系統[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協議的空氣濾清器在線檢測系統的研究[J];機床與液壓;2011年06期

9 曹玉波;;基于Modbus-GPRS的換熱站無線遠程監控系統設計及應用[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;;水產物聯服務平臺研究與開發[J];農業網絡信息;2013年10期

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3 范振;車身靜電流及LIN信息采集分析系統的設計與實現[D];哈爾濱工業大學;2011年

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

5 鐘菲;光纖通信中多路數據電平轉換及復用傳輸系統研究[D];吉林大學;2008年

6 于付真;基于LIN總線的車燈控制系統[D];哈爾濱工業大學;2007年

7 趙躍;基于C#語言的新型智能機房環境監控系統的研究[D];吉林大學;2012年

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9 徐紅燕;基于STM32F103實現Profibus-DP從站軟核的研發[D];溫州大學;2012年

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5 左鴻飛;頡新春;王志春;;基于FPGA實現Modbus通訊協議[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協議的過程監控儀表的設計與實現[J];化工自動化及儀表;2007年04期

7 李偉;;基于Modbus協議的工控節點設計與實現[J];計算機工程;2010年16期

8 李忠民,王子旭;RS-485通訊中繼器的設計[J];微計算機信息;2004年07期

9 劉振華;陶正蘇;黃強;殷傳新;;基于Modbus/TCP協議的自動在線監控系統的實現[J];微計算機信息;2007年28期

10 聶文惠;鞠時光;王英杰;陰曉加;;利用優化的MODBUS協議實現分布式控制[J];微計算機信息;2010年10期

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4 ;Microchip16位嵌入式控制設計大獎賽 創意,從“芯”開始[J];電子產品世界;2008年02期

5 李明達;張爽;;基于以太網技術的嵌入式控制平臺設計[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用推出2.4GHz解決方案[J];電子與電腦;2008年12期

7 Frank J．Bartos;酈杭川;;板卡設計技術[J];軟件;2007年01期

8 陳曦;劉增強;;基于Qt/Embedded嵌入式控制界面的設計[J];化工自動化及儀表;2011年09期

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

10 Ronny Schulze;;微控制器靈活的外設可提高設計的經濟性和能源效率[J];今日電子;2008年10期

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1 潘宇;基于ARM的嵌入式控制平臺設計[D];內蒙古工業大學;2010年

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