[發(fā)明專利]基于RS485總線信號傳輸延遲測量雙絞線長度的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010213143.2
• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號: CN101949681A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 甘家富;仲健
• 申請（專利權）人: 南京德訊信息系統(tǒng)有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01S11/00;H04B3/46
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

技術領域

本發(fā)明涉及一種雙絞線長度的測量系統(tǒng)及方法，具體的說是一種基于RS485總線信號傳輸延遲測量雙絞線長度的系統(tǒng)及方法。

背景技術

模擬信號通過雙絞線做信號傳輸過程中，由于雙絞線存在阻抗，導致信號衰減，為還原模擬信號，需要在接收端做信號補償處理，但是補償值的大小確定通常比較麻煩，其原因在于雙絞線的阻抗大小會隨著線長的長短而變化，因此需要測量雙絞線的長度，才能做正確的信號補償處理。

信號通過介質(zhì)傳輸過程中，除了因為阻抗大小導致的信號衰減外，還有一個很重要的特點，那就是信號的延遲：即信號從一端傳到另外一端需要的時間，其時間大小與信號傳輸速度相關。如果能測量出信號在雙絞線中傳輸?shù)臅r間，根據(jù)傳輸時間，代入所測雙絞線長度，先計算出信號在雙絞線中的傳輸速度，然后根據(jù)公式：

L(長度)＝V(速度)*t(時間)

也就能計算出任意雙絞線長度了。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提出一種基于RS485總線信號傳輸延遲測量雙絞線長度的系統(tǒng)及方法，可以方便準確的測量出雙絞線長度，為信號補償處理提供參考。

本發(fā)明解決以上技術問題的技術方案是：

基于RS485總線信號傳輸延遲測量雙絞線長度的系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接受端，發(fā)送端與接受端通過雙絞線相連接；

發(fā)送端包括發(fā)送端主處理器和485芯片，發(fā)送端主處理器和485芯片通信連接，485芯片連接雙絞線；發(fā)送端主處理器包括波形發(fā)送模塊和計時器模塊；波形發(fā)送模塊與485芯片通信連接，波形發(fā)送模塊用以發(fā)送測量波形，485芯片用以將TTL電平信號轉(zhuǎn)換成差分信號，分兩路輸出；計時器模塊與波形發(fā)送模塊及485芯片通信連接，計時器模塊用以計算波形往返時間，485芯片用以觸發(fā)計時器模塊停止計時，波形發(fā)送模塊用以產(chǎn)生Clear信號使計時器模塊作清零處理；

接受端包括接受端主處理器和485芯片，接受端主處理器和485芯片通信連接，485芯片連接雙絞線；接受端主處理器包括接收端響應模塊，接收端響應模塊與485芯片通信連接，接收端響應模塊用以接收到發(fā)送端數(shù)據(jù)后對其進行回應，485芯片用以將差分信號還原成TTL電平信號。

基于RS485總線信號傳輸延遲測量雙絞線長度系統(tǒng)的測量方法，按以下步驟進行：

(1)當RS-485信號無延遲時，發(fā)送端在t1時間內(nèi)發(fā)送測量信號，同時對內(nèi)部計時器清零；

(2)接收端接收到發(fā)送信號后，延遲t2時間發(fā)送響應信號；

(3)發(fā)送端接收到接收端回發(fā)的響應信號后，立即停止計時；

(4)由于整個過程中，RS-485信號沒有任何延遲，在這種條件下，周期T時間內(nèi)發(fā)送端內(nèi)部計時器計得的整個過程時間為t3；

(5)當RS-485信號有延遲時，發(fā)送端在t1時間內(nèi)發(fā)送測量信號，同時對內(nèi)部計時器清零；

(6)接收端接收到發(fā)送信號后，延遲t2時間發(fā)送響應信號；

(7)發(fā)送端接收到接收端回發(fā)的響應信號后，立即停止計時；

(8)由于整個過程中，RS-485信號延遲t4時間，在這種條件下，周期T時間內(nèi)發(fā)送端內(nèi)部計時器計得的整個過程時間為t3+2*t4(信號從發(fā)送端到接收端延遲t4，再從接收端返回到發(fā)送端也延遲t4，固為2*t4)；

(9)假設某一時刻發(fā)送端內(nèi)部計時器記得的時間為S，則RS-485信號延遲大小N為：N＝(S-t3)/2，由于t3是固定的，所以上式就能計算出RS-485信號延遲時間大小；

(10)根據(jù)公式L＝V*t，計算得出雙絞線長度。

本發(fā)明采用RS-485信號做測量信號，RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收方式實現(xiàn)通信，發(fā)送端將串行口的TTL電平信號轉(zhuǎn)換成差分信號A，B兩路輸出，經(jīng)過雙絞線傳輸之后在接收端將差分信號還原成TTL電平信號。發(fā)送端周期性發(fā)送波形，之后使處于接收狀態(tài)，等待接收端的響應信號，當接收端收到發(fā)送端數(shù)據(jù)后，對其進行響應，時器計得的整個過程時間，從而計算出雙絞線長度。

作為本發(fā)明進一步限定的技術方案：

485芯片接收器同相輸入端通過一個置位電阻接供電電壓，485芯片接收器反相輸入端通過一個置位電阻接地，兩個置位電阻用以使485芯片的空閑狀態(tài)為固定狀態(tài)。485芯片的接收器同相輸入端與接收器反相輸入端之間接有一個匹配電阻，用以防止信號傳輸過程中阻抗匹配不一致導致的信號反射。