RS485通信电路及采用该电路的节点的故障检测方法技术

本发明专利技术公开了一种RS485通信电路，包括微处理器、第一、第二、第三隔离电路、第一、第二RS485收发器、切换电路和切换驱动电路。微处理器通过第一、第二、第三隔离电路分别与该第一RS485收发器的一端、第二RS485收发器的一端以及切换驱动电路的输入端连接，切换驱动电路的输出端与切换电路的控制输入端连接。切换电路的第一、第二、第三导通端分别与第一RS485收发器的另一端、第二RS485收发器的另一端以及RS485总线连接。本发明专利技术还公开了该RS485通信电路自检故障的方法以及采用该RS485通信电路的从节点及主节点检测通信故障的方法。采用上述技术方案后，RS485总线上的节点能够自检是否存在故障。

RS485 communication circuit and fault detection method using the same

The invention discloses a RS485 communication circuit, which comprises a microprocessor, a first, a second and a third isolation circuit, a first and a second RS485 transceiver, a switching circuit and a switching driving circuit. The microprocessor through the first and the second and third isolation circuit is respectively connected with the first end and a second RS485 transceiver RS485 transceiver and a switching drive circuit is connected with the input end of the switch drive control, input and output circuit and switching circuit is connected. The first, second, and the third conducting terminals of the switching circuit are respectively connected with the other end of the first RS485 transceiver, the other end of the RS485 RS485 transceiver and the bus. The invention also discloses a method for self checking fault of the RS485 communication circuit and a method for detecting the communication fault from the node and the main node using the RS485 communication circuit. After adopting the technical scheme, the node on the RS485 bus can detect whether there is a fault.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及RS485总线通信技术。
技术介绍
作为一种常用的工业领域通信总线，RS485通信以其通信距离长、通信稳定、布线简单而得到广泛应用。但作为一个主从式的通信总线，在实际使用中通常要求总线上所有节点以主节点为起始，至最末节点间采用总线拓扑、且以“手拉手”方式连接。现有的采用RS485总线通信的设备，其内部的RS485通信电路原理图如图1所示。该RS485通信电路包括微处理器芯片91、光电隔离电路92和RS485收发器芯片93。微处理器芯片91上的TTL电平串行通信及RTS控发引脚，通过光电隔离电路92隔离后，连接到RS485收发器芯片93的TTL电平引脚上，通过RS485收发器芯片93转换为A、B差分总线信号，连接至RS485总线上。采用RS485总线互连的设备，其在工业环境中的安装位置各异，有些设备或某段总线的位置周围可能存在强大的电磁干扰，这些干扰严重时会导致该设备的RS485通信电路中的RS485收发器芯片发生短路性质的故障。此时，会导致整个网络瘫痪无法通信。而网络瘫痪故障的识别和解除通常都需要人工现场排查，费时费力，且还容易在排查过程中认为制造一些故障。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种具有故障自检功能的RS485通信电路。本专利技术所要解决的又一技术问题在于提供一种利用上述的RS485通信电路进行故障自检的方法。本专利技术所要解决的又一技术问题在于提供采用上述的RS485通信电路的从节点和主节点检测通信故障的方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的方案是：本专利技术提供了一种RS485通信电路，包括微处理器、第一隔离电路、第一RS485收发器；微处理器通过第一隔离电路与该第一RS485收发器的一端连接；其特点在于，该RS485通信电路还包括第二隔离电路、第二RS485收发器、切换电路、第三隔离电路和切换驱动电路；微处理器通过第二隔离电路与第二RS485收发器的一端连接，并通过第三隔离电路与所述切换驱动电路的输入端连接，切换驱动电路的输出端与切换电路的控制输入端连接；切换电路的第一导通端与第一RS485收发器的另一端连接，切换电路的第二导通端与第二RS485收发器的另一端连接，切换电路的第三导通端与RS485总线连接；该切换电路用于在微处理器的控制下选择性地将第一RS485收发器的另一端连接到RS485总线或第二RS485收发器的另一端。本专利技术还提供了一种用上述的RS485通信电路自检故障的方法，包括以下步骤：微处理器控制切换电路，使第一RS485收发器与第二RS485收发器连接，形成自回环电路；微处理器通过第二隔离电路向第二RS485收发器发送通信报文，之后若通过第一隔离电路从第一RS485收发器接收到了正确的通信报文，则判断该自回环电路的发送通路正常，若未接收到通信报文或接收到的通信报文不正确，则判断所述的发送通路存在故障；微处理器通过第一隔离电路向第一RS485收发器发送通信报文，之后若通过第二隔离电路从第二RS485收发器接收到了正确的通信报文，则判断该自回环电路的接收通路正常，若未接收到该通信报文或接收到的通信报文不正确，则判断所述的接收通路存在故障；若发送通路和接收通路均正常，微处理器判断第一RS485收发器、第一隔离电路、第二RS485收发器、第二隔离电路均工作正常。本专利技术还提供了一种RS485通信网络的从节点检测通信故障的方法，所述的从节点包括上述的RS485通信电路；该从节点检测故障的方法包括以下步骤：通过该RS485通信电路侦听RS485网络上的通信报文；如果在预定时间内未侦听到任何符合组帧规则的通信报文，则微处理器启动RS485通信电路自回环测试；若RS485通信电路自回环测试的结果为第一RS485收发器和第一隔离电路均工作正常，则微处理器控制切换电路，使第一RS485收发器与RS485总线连接；若RS485通信电路自回环测试的结果为存在故障，则微处理器控制切换电路，使第一RS485收发器与第二RS485收发器保持连接。本专利技术还提供了一种RS485通信网络的从节点检测通信故障的方法，所述的从节点包括上述的RS485通信电路；该主节点检测故障的方法包括以下步骤：通过该RS485通信电路召测RS485网络上所有从节点的数据；如果连续N个轮询周期均未召测到任何从节点的数据，则微处理器启动RS485通信电路自回环测试；其中，N≥1；若RS485通信电路自回环测试的结果为第一RS485收发器和第一隔离电路均工作正常，则微处理器控制切换电路，使第一RS485收发器与RS485总线连接；若RS485通信电路自回环测试的结果为存在故障，则微处理器控制切换电路，使第一RS485收发器与第二RS485收发器保持连接。采用上述技术方案后，RS485总线上的节点能够自检是否存在故障。一旦出现故障，可以自动从总线上隔离开，保证总线上其他节点不受影响。此外，RS485总线上的节点还能将故障节点信息上报至设备管理人员手中，改变了原先RS485总线故障需要人工排查、处理的状况，大大提高了检测的效率，从而实现RS485总线的远程维护。附图说明图1是现有的RS485通信电路的电路原理图。图2是根据本专利技术一实施例的RS485通信电路的电路原理图。图3是根据本专利技术一实施例的一种RS485通信网络的从节点检测通信故障的方法的流程示意图。图4是根据本专利技术一实施例的一种RS485通信网络的主节点检测通信故障的方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做出进一步详细描述。请参考图2。根据本专利技术一实施例的一种RS485通信电路，包括微处理器1、第一隔离电路21、第一RS485收发器31、第二隔离电路22、第二RS485收发器32、切换电路4、第三隔离电路23和切换驱动电路5。其中，微处理器1通过第一隔离电路21与第一RS485收发器31的一端连接，通过第二隔离电路22与第二RS485收发器32的一端连接，通过第三隔离电路23与切换驱动电路5的输入端连接，切换驱动电路5的输出端与切换电路4的控制输入端连接，用于驱动该切换电路4。切换电路4的第一导通端与第一RS485收发器31的另一端连接，切换电路4的第二导通端与第二RS485收发器32的另一端连接，切换电路4的第三导通端与RS485总线连接。切换电路4用于在微处理器1的控制下选择性地将第一RS485收发器31的另一端连接到RS485总线或第二RS485收发器32的另一端。在该RS485通信电路中，第一RS485收发器31用于与外部RS485总线进行通信，其在平时通过切换电路4与RS485总线连接；而第二RS485收发器32仅用于内部自回环测试，平时与外部的RS485总线隔离，在需要对RS485通信电路进行故障检测时与第一RS485收发器31组成自回环电路，故它本身不会受到外部影响而出现损坏，也避免了自回环电路异常造成的误判。在一具体的实施方式中，上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RS485通信电路，包括微处理器、第一隔离电路、第一RS485收发器；所述的微处理器通过第一隔离电路与该第一RS485收发器的一端连接；其特征在于，该RS485通信电路还包括第二隔离电路、第二RS485收发器、切换电路、第三隔离电路和切换驱动电路；所述微处理器通过第二隔离电路与所述第二RS485收发器的一端连接，并通过第三隔离电路与所述切换驱动电路的输入端连接，切换驱动电路的输出端与所述切换电路的控制输入端连接；所述切换电路的第一导通端与第一RS485收发器的另一端连接，切换电路的第二导通端与第二RS485收发器的另一端连接，切换电路的第三导通端与RS485总线连接；该切换电路用于在微处理器的控制下选择性地将第一RS485收发器的另一端连接到RS485总线或第二RS485收发器的另一端。

【技术特征摘要】
1.一种RS485通信电路，包括微处理器、第一隔离电路、第一RS485收发器；所述的微处理器通过第一隔离电路与该第一RS485收发器的一端连接；其特征在于，该RS485通信电路还包括第二隔离电路、第二RS485收发器、切换电路、第三隔离电路和切换驱动电路；
所述微处理器通过第二隔离电路与所述第二RS485收发器的一端连接，并通过第三隔离电路与所述切换驱动电路的输入端连接，切换驱动电路的输出端与所述切换电路的控制输入端连接；
所述切换电路的第一导通端与第一RS485收发器的另一端连接，切换电路的第二导通端与第二RS485收发器的另一端连接，切换电路的第三导通端与RS485总线连接；该切换电路用于在微处理器的控制下选择性地将第一RS485收发器的另一端连接到RS485总线或第二RS485收发器的另一端。
2.如权利要求1所述的RS485通信电路，其特征在于，所述的第一隔离电路、第二隔离电路和第三隔离电路均为光电隔离电路。
3.一种用权利要求1所述的RS485通信电路自检故障的方法，其特征在于，包括以下步骤：
微处理器控制切换电路，使第一RS485收发器与第二RS485收发器连接，形成自回环电路；
微处理器通过第二隔离电路向第二RS485收发器发送通信报文，之后若通过第一隔离电路从第一RS485收发器接收到了正确的通信报文，则判断该自回环电路的发送通路正常，若未接收到通信报文或接收到的通信报文不正确，则判断所述的发送通路存在故障；
微处理器通过第一隔离电路向第一RS485收发器发送通信报文，之后若通过第二隔离电路从第二RS485收发器接收到了正确的通信报文，则判断该自回环电路的接收通路正常，若未接收到该通信报文或接收到的通信报文不正确，则判断所述的接收通路存在故障；
若发送通路和接收通路均正常，微处理器判断第一RS485收发器、第一隔离电路、第二RS485收发器、第二隔离电路均工作正常。
4.如权利要求3所述的RS485通信电路自检故障的方法，其特征在于，还包括以下步骤：微处理器在判断第一RS485收发器、第一隔离电路、第二RS485收发器、第二隔离电路工作正常后，控制切换电路，使第一RS485收发器与RS485总线连接。
5.一种RS485通信网络的从节点检测通信故障的方法，其特征在于，所述的从节点包括如权利要求1所述的RS485通信电路；
该从节点检测故障的方法包括以下步骤：
通过该RS485通信电路侦听RS485网络上的通信报文；
如果在预定时间内未侦听到任何符合组帧规则的通信报文，则微处理器启动RS485通信电路自回环测试；
若RS485通信电路自回环测试的结果为第一RS485收发器和第一隔离电路均工作正常，则微处理器控制切换电路，使第一RS485收发器与RS485总线连接；若RS485通信电路自回环测试的结果为存在故障，则微处理器控制切换电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈瑞强，李力，秦嘉英，朱彬，陈利平，凌向明，
申请(专利权)人：上海协同科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31