RS- 485總線具有使用簡單成本低廉(設計485接口只需一塊485芯片即可),外圍支持廣泛(大多數(shù)儀表廠家生產(chǎn)有具備RS-485接口的產(chǎn)品),傳輸距離 遠(傳輸距離可以達到1200米,通過中繼可以延長至6000米)以及支持點對多點數(shù)據(jù)通信模式(大多數(shù)工業(yè)控制網(wǎng)絡都是采用單臺主機控制多個從機的工作 模式)等優(yōu)點得到了廣泛的應用,但是由于其只具有OSI規(guī)范中物理層的規(guī)范,而沒有邏輯鏈路層的規(guī)范,使得RS-485總線控制權以及總線沖突問題都是完 全由主機來解決,使得其只能支持一主多從的通信模式,而當RS-485總線網(wǎng)絡需要多個主機共存于同一個通信網(wǎng)絡的時候,其主機之間的沖突就不可避免且難 以解決。
智能電表作為智能電網(wǎng)的最終端設備,電表現(xiàn)在已經(jīng)不僅僅是計 算某個時段的用電量用于收費的功能,由于現(xiàn)有的智能電表已經(jīng)具備數(shù)據(jù)通信接口(比如GPRS通信接口,RS-485通信接口或者以太網(wǎng)接口),計算機能夠 通過相應的數(shù)據(jù)通信接口實時采集電表的用電量數(shù)據(jù),而實時收集用電量數(shù)據(jù)對于智能樓宇的節(jié)能環(huán)保工程具有重大的意義。由于電表一般都是放置于地下室,弱電 房等比較偏遠的位置,現(xiàn)有的智能電表提供的通信接口大多為RS-485串口,而當有多個系統(tǒng)需要讀取電表的數(shù)據(jù)的時候,則會出現(xiàn)RS-485總線沖突的問 題導致通信失敗,在此我們采用485共享器來解決類似的問題。
某智能樓宇節(jié)能環(huán)保改造工程,需要綜合采集樓宇內(nèi)部的溫濕度 環(huán)境參數(shù)以及樓宇內(nèi)部的耗電量實時數(shù)據(jù),在采集相應的數(shù)據(jù)的基礎上,通過計算機軟件的分析應用之后,對樓宇內(nèi)相應設備進行統(tǒng)一規(guī)劃調控管理,使得樓宇內(nèi)部 設備的運轉在最佳狀態(tài)以保證在最低的能耗的情況下達到最優(yōu)的能源使用效果。而其中采集樓宇內(nèi)部相應智能電表的實時耗電量是整個節(jié)能環(huán)保改造工程的重要環(huán) 節(jié)。
系統(tǒng)集成商在具體實施過程中,碰到了一個難以解決的問題:由于智能電表具備的是RS-485接口,該樓宇內(nèi)部本身已經(jīng)有一 套系統(tǒng)在采集電表的相關數(shù)據(jù),用于對樓宇內(nèi)高低壓設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控,由于兩套系統(tǒng)是相互獨立的,分別由不同公司開發(fā)的,由于兩套系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的 要求不同,采集數(shù)據(jù)的采樣頻率以及采集的數(shù)據(jù)并不完全一致,也就是說,A系統(tǒng)下發(fā)的指令采集的數(shù)據(jù)對于B系統(tǒng)而言并不是有用的數(shù)據(jù),B系統(tǒng)如果需要相應的 數(shù)據(jù),需要自己獨立下發(fā)數(shù)據(jù)下去從智能電表那里獲取。
而由于RS-485總線的通信模式是一主多從的通信模式,總線的通信控制權限是由總線上的通信主機控制的,總線上的485 總線網(wǎng)絡節(jié)點上的設備只有得到通信主機的容許才可以在總線上發(fā)送數(shù)據(jù),而現(xiàn)在的情況是:由于兩套系統(tǒng)同時與智能電表連接,而且相互之間是不受對方控制的, 就會形成數(shù)據(jù)沖突的情況,即當A系統(tǒng)在下發(fā)指令讀取智能電表的數(shù)據(jù)的時候,B系統(tǒng)可能也會下發(fā)指令讀取數(shù)據(jù),當兩套系統(tǒng)同時下發(fā)指令的時候,就會形成數(shù)據(jù) 沖突,導致整個總線的數(shù)據(jù)通信失敗。而由于兩套系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的頻率比較大,導致發(fā)生沖突的幾率非常大,從而導致兩者都不能正常的獲取相關數(shù)據(jù)。
經(jīng)過與深圳市國科偉業(yè)通信技術有限公司進行溝通之后,利用其定制的N-1208型485共享器可以部分解決上述問 題,485共享器向上提供多個RS-485接口與多個通信主機連接,向下提供一個RS-485接口與智能電表連接,由共享器來解決485總線的通信控制權 問題。最開始系統(tǒng)集成商希望能夠完全的解決多主機通信問題,最開始的設想是:當A系統(tǒng)在下發(fā)指令獲取數(shù)據(jù)的時候,如果B系統(tǒng)同時下發(fā)指令的話,就將B系統(tǒng) 的指令緩存在共享器中,當A系統(tǒng)指令動作完成之后,B系統(tǒng)再將緩存中的的指令下發(fā)至電表獲取數(shù)據(jù)。但是由于通信主機存在延時問題(當通信主機下發(fā)指令在規(guī) 定時間內(nèi)得不到數(shù)據(jù)的話,會重復下發(fā)指令,而緩存數(shù)據(jù)等待下發(fā)指令就肯定會出現(xiàn)延時,從而導致通信主機不斷的下發(fā)指令導致通信失?。?/p>
最后系統(tǒng)集成商只能采用折中的辦法來解決該問題,采用搶占式485共享器來解決RS-485總線控制權,其工作原理如下: 當共享器上的某個485端口上有數(shù)據(jù)通信的時候,其會將其他的485端口進行封鎖,保證連接在其他485端口上的通信主機即使有指令下發(fā)也會被屏蔽掉,從 而不會干擾該端口的正常通信,只有當該端口的數(shù)據(jù)通信完成之后,經(jīng)過一段時間之后(一般默認是一秒),再將其他端口的控制權釋放,當再有數(shù)據(jù)通信在某個端 口通信的時候,再封鎖其他的485端口保證其正常通信不受干擾,按照上面的流程周而復始。采用搶占式485共享器之后,可以保證當某個通信主機在下發(fā)指令 獲取數(shù)據(jù)的時候不被干擾的情況下完成通信任務,在其通信過程中,其他的通信主機即使有下發(fā)指令的情況也會因搶占不到控制權而通信失敗,只能等待在下一個總 線空閑時間內(nèi)搶占控制權來獲取數(shù)據(jù),所以采用共享器只能說是部分解決485總線多主機控制權問題。
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