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(大多數儀表廠家生產有具備RS-485接口的產品),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據通信模式(大多數工業控制網絡都是采用單臺主機控制多個從機的工作 模式)等優點得到了廣泛的應用,但是由于其只具有OSI規范中物理層的規范,而沒有邏輯鏈路層的規范,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總線網絡需要多個主機共存于同一個通信網絡的時候,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的最終端設備,電表現在已經不僅僅是計 算某個時段的用電量用于收費的功能,由于現有的智能電表已經具備數據通信接口(比如GPRS通信接口,RS-485通信接口或者以太網接口),計算機能夠 通過相應的數據通信接口實時采集電表的用電量數據,而實時收集用電量數據對于智能樓宇的節能環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,而當有多個系統需要讀取電表的數據的時候,則會出現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。
某智能樓宇節能環保改造工程,需要綜合采集樓宇內部的溫濕度 環境參數以及樓宇內部的耗電量實時數據,在采集相應的數據的基礎上,通過計算機軟件的分析應用之后,對樓宇內相應設備進行統一規劃調控管理,使得樓宇內部 設備的運轉在最佳狀態以保證在最低的能耗的情況下達到最優的能源使用效果。而其中采集樓宇內部相應智能電表的實時耗電量是整個節能環保改造工程的重要環 節。
系統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,該樓宇內部本身已經有一 套系統在采集電表的相關數據,用于對樓宇內高低壓設備的運行狀態進行實時監控,由于兩套系統是相互獨立的,分別由不同公司開發的,由于兩套系統對于數據的 要求不同,采集數據的采樣頻率以及采集的數據并不完全一致,也就是說,A系統下發的指令采集的數據對于B系統而言并不是有用的數據,B系統如果需要相應的 數據,需要自己獨立下發數據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 總線網絡節點上的設備只有得到通信主機的容許才可以在總線上發送數據,而現在的情況是:由于兩套系統同時與智能電表連接,而且相互之間是不受對方控制的, 就會形成數據沖突的情況,即當A系統在下發指令讀取智能電表的數據的時候,B系統可能也會下發指令讀取數據,當兩套系統同時下發指令的時候,就會形成數據 沖突,導致整個總線的數據通信失敗。而由于兩套系統采集數據的頻率比較大,導致發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據。
經過與深圳市國科偉業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系統在下發指令獲取數據的時候,如果B系統同時下發指令的話,就將B系統 的指令緩存在共享器中,當A系統指令動作完成之后,B系統再將緩存中的的指令下發至電表獲取數據。但是由于通信主機存在延時問題(當通信主機下發指令在規 定時間內得不到數據的話,會重復下發指令,而緩存數據等待下發指令就肯定會出現延時,從而導致通信主機不斷的下發指令導致通信失?。?。
最后系統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端口上有數據通信的時候,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,只有當該端口的數據通信完成之后,經過一段時間之后(一般默認是一秒),再將其他端口的控制權釋放,當再有數據通信在某個端 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指令 獲取數據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 線空閑時間內搶占控制權來獲取數據,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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