[發明專利]一種新型的帶自檢和沖突檢測的串行通信接口

有效

• 申請號: 201110295328.7
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102355507A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 張林;范三龍;郭浩軍
• 申請（專利權）人: 南京國電南自軌道交通工程有限公司
• 主分類號: H04L29/10
• 分類號: H04L29/10;H04L12/26
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明屬于電力系統自動化技術領域，涉及一種新型的帶自檢和沖突檢測的串行通信接口。

背景技術

隨著電力系統自動化技術的不斷發展,?變配電所內智能設備的大量使用，智能設備及系統間的數據交換顯得越來越重要，因此連接和管理各設備及系統間的數據通信接口成了電力系統自動化系統的不可缺少的重要設備。

RS-485、RS-232C串行接口是電力系統自動化領域常用的兩種通信接口。

RS-232C標準（協議）的全稱是EIA-RS-232C標準，串行通信接口標準經過使用和發展，目前已經有幾種。但都是在?RS-232標準的基礎上經過改進而形成的。所以，以RS-232C為主來討論。RS-232C標準是美國EIA(電子工業聯合會）與BELL等公司一起開發的1969年公布的通信協議。它適合于數據傳輸速率在0～20000b/s范圍內的通信。這個標準對串行通信接口的有關問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規定。由于通行設備廠商都生產與RS-232C制式兼容的通信設備，因此，它作為一種標準，目前已在微機通信接口中廣泛采用。RS-232-C的如下特點：采用直通方式，雙向通信，基本頻帶，全雙工通信。

RS485和RS232的基本的通訊機理是一致的，它的優點在于彌補了RS232通訊距離短，不能多臺設備共享總線的缺點。

RS485采用差分信號負邏輯，+2V～+6V表示“0”，-?6V～-?2V表示“1”。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實現點對點的通信方式，現很少采用，現在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結構在同一總線上最多可以掛接32個結點。在RS485通信網絡中一般采用的是主從通信方式，即一個主機帶多個從機。

對于總線型的485總線，節點間的發送沖突是一個需要解決的基本問題。

目前，485沖突檢測的主要方法是主站對某個子站輪詢時，應答報文的幀校驗。如果校驗通過，則認為是有效應答報文，沒有沖突發生。如果幀校驗錯，則認為有沖突發生，或其它原因造成的通信干擾，此時可以重復對子站的輪詢或者輪詢下一個子站。這個過程的關鍵是對應答報文的等待時間，以及接收完應答報文后的靜默時間。這兩個時間的存在，限制了485總線輪詢方式下的通信效率，不可能達到很高。在一條總線上節點越多，效率越低。

發明內容

本發明的目的是為了克服以上485沖突解決的缺陷，提出了一種新型的串行端口設計，包括以下方面。

1：RS232C/485免跳線自適應設計。

傳統的串行口，使用跳線選擇232或485線路，改變功能往往需要打開機箱進行跳線設置，很不方便。本設計無需跳線，采用了232和485端口同時發送，并聯接收的方式，自動適應兩種方式。

2：RS232C增加發送到接收的外側環回電路，用于發送數據的自檢和端口自檢。

232采用點對點方式。在232線路側，增加了由電阻、二極管等構成的環回電路，在發送的同時，可以逐字節檢查線路上的數據是否正確，并可以發現端口錯誤。

3：RS485發送時采用收發同時工作模式，用于發送數據的自檢和總線沖突檢測。

采用雙工485總線收發芯片，在發送數據的同時，接收功能正常工作，可以逐字節檢查線路上的數據是否正確，并發現總線沖突。

4：RS232發送采用RTS信號使能控制，配合實現232、485自適應模式。

232發送芯片的發送輸入端，采用3態門電路控制，當工作在485模式時，可以禁止232端口的發送功能，避免接收的數據沖突。

本發明的有益效果是：自適應的232、485模式切換，方便工程使用。通過對發送數據的實時檢測，實現了類似以太網載波監聽沖突檢測（CDMA/CD）的功能，可以快速檢測出端口故障和總線沖突，提高485總線利用效率。本發明在電力系統自動化、電氣化鐵路、軌道交通綜合自動化領域里的串行通信端口上進行了創新，與當前通行的方案相比有明顯優點：工程配置簡單，提高總線效率和通信可靠性。因此該技術方案具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1是本發明實施例的新型串行通信接口的電氣原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。