[發明專利]一種基于半雙工總線的通信裝置及方法

有效

• 申請號: 202010129335.9
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111464407B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 郭昊;丁振磊;鄒力;魏茹珺;張朝陽;余曉舟;袁天亮
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天紅峰控制有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/403;H04L5/16;G08C19/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

本發明公開了一種基于半雙工總線的通信裝置及方法，該裝置包括：主控制器，用于產生控制命令并配置分時邏輯；分時控制模塊，用于根據分時邏輯劃分每個從模塊數據采集的分時片區；第一總線狀態管理模塊，根據預先設置的優先級控制總線進入控制命令發送狀態或從模塊數據采集狀態；在控制命令發送狀態下，將寫操作信號和控制命令對應的數據和目標地址下發給各從模塊；在從模塊數據采集狀態下，根據當前時段以及分時片區選擇從模塊，并根據從模塊對應的目標地址和讀操作信號讀取對應從模塊采集的實時數據；本發明無需主控芯片直接參與總線控制，減少主控芯片的資源占用和軟件開發難度，具有主控制芯片資源占用少、控制軟件操作簡單靈活的優點。

技術領域

本發明屬于測控系統通信技術領域，更具體地，涉及一種基于半雙工總線的通信裝置及方法。

背景技術

測控系統指既“測”又“控”的系統，依據被控對象、被控參數的檢測結果，按照人們預期的目標對被控對象實施控制，這里的控制除了指對系統開關量的控制外，更主要指的是對被控對象參數變量的控制。在測控系統的數據采集和傳輸中，傳統的控制和通信方式主要以下幾種：

1、IO直接控制和狀態數據采集模式，一般應用于單模塊的微小型專用測控系統中，控制和數據集處理都集中在單模塊中，因此擴展性和維修性較差；

2、直接點對點通信控制和數據采集，一般應用于多模塊的分布式控制系統中，擴展性一般，依賴主控模塊處理器的通信資源，對物理接口資源消耗較大；

3、基于交換機的高速總線通信模式，一般用于大型的分布式控制系統中，數據吞吐量巨大，擴展性極強，但是通信協議復雜，設計維護專業性較強，不適用于對可靠性和實時性要求較高的工業現場和特種設備測控系統。

4、基于半雙工多節點串行總線通信模式，一般用于對實時性要求極高的工業現場和大型運動裝備控制系統中。多節點串行總線一般有主從、多主兩種拓撲結構。在多主拓撲中，由于總線狀態的不確定性，可能會出現信道出錯堵塞；而在主從拓撲中，總線的調度和狀態管控都是由主控模塊處理器執行，增加了主模塊處理器的資源占用和軟件開發難度。

發明內容

針對現有技術的至少一個缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于半雙工總線的通信裝置及方法，由邏輯編程實現主控模塊總線控制和分時數據自動采集存儲功能，無需主控芯片直接參與總線控制，減少主控芯片的資源占用和軟件開發難度，并提供了從模塊狀態管理和重發控制接口，對從模塊和控制命令自動重發動態管理。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種基于半雙工總線的通信裝置，包括主控制器、分時控制模塊、第一總線狀態管理模塊、發送控制模塊、數據采集模塊和主總線控制模塊；

所述主控制器用于產生控制命令并配置分時邏輯；

所述分時控制模塊用于根據所述分時邏輯劃分每個從模塊執行數據采集的分時片區；

所述第一總線狀態管理模塊用于根據預先設置的優先級控制總線進入控制命令發送狀態或從模塊數據采集狀態；

在所述控制命令發送狀態下：

所述發送控制模塊用于將寫操作信號和所述控制命令對應的數據和目標地址發送給主總線控制模塊；

所述主總線控制模塊用于將所述寫操作信號、數據和目標地址下發給各從模塊，由各從模塊執行控制命令的輸出；

在所述從模塊數據采集狀態下：

所述數據采集模塊用于根據當前時段以及所述分時片區選擇從模塊，并將所述從模塊對應的目標地址和讀操作信號發送給主總線控制模塊；

所述主總線控制模塊用于根據所述目標地址和讀操作信號讀取對應從模塊采集的實時數據。

優選的，上述通信裝置還包括第二總線狀態管理模塊；