一种高可靠的波特率自适应系统及方法技术方案

本发明专利技术属于仪器仪表通信技术领域，一种高可靠的波特率自适应系统及方法，其中自适应方法包括以下步骤：(1)正常通讯状态，(2)主仪表设备发送请求状态，(3)从仪表设备处理请求状态，(4)主仪表设备接收反馈报文状态，(5)可靠性判断状态，(6)主仪表设备的错误处理状态，(7)从仪表设备的错误处理状态。本发明专利技术具有以下优点(1)方法设计上具有高可靠性，误识别、误修改概率更低。(2)方法设计上具有灵活性，可任意修改从、主或总线中的所有设备的波特率。(3)方法设计上具有冗余性，当出现不可避免的错误时有良好的容错处理机制。(4)系统设计上仅通过串行总线通信两根线即可任意设置设备波特率，通信所使用的线同时也是波特率修改信号的接线，不需要额外电路或接线，不影响原有通信接线。接线。接线。

【技术实现步骤摘要】
一种高可靠的波特率自适应系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种高可靠的波特率自适应系统及方法，属于仪器仪表通信


技术介绍

[0002]在多控制器的总线中，串行异步通信是一种常用的通信方法，这种方法需要通信的多方约定好，需使用相同的波特率才能正常通信，而常用的波特率有多种，并且工业现场接入的设备往往是变化的，因此波特率自适应功能尤为重要。
[0003]现有方法虽然能够实现波特率自适应，但在识别的可靠性、设置波特率的灵活性上不能很好满足实际需求，无法指定自适应波特率的仪表设备、自适应仪表设备的数量以及设定波特率的数值，尤其在干扰较强的工业现场，串行异步总线中会存在很多杂波，对波特率自适应有一定干扰，容易发生波特率自适应指令的误识别，有一些方法引入额外电路，通过引入的信号指令确保波特率自适应的可靠性，但增加的布线需要重新布线，增加仪表设备成本，同时引入的信号也会对串行异步总线造成干扰。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术目的是提供一种高可靠的波特率自适应系统及方法，在不增加布线成本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高可靠的波特率自适应系统，包括异步串行总线及第1、2
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N仪表设备，其特征于：所述第1仪表设备，包括第1波特率自适应模块及第1仪表控制模块，所述第1波特率自适应模块，包括第1筛选模块、第1线路驱动模块及第1状态机模块，所述第1筛选模块通过第1TTL接口与第1线路驱动模块相连，第1线路驱动模块通过第1UART接口与第1状态机模块相连，第1状态机模块通过第1AHB接口与第1仪表控制模块相连，所述第1筛选模块通过第1总线接口与异步串行总线相连；所述第2仪表设备，包括第2波特率自适应模块及第2仪表控制模块，所述第2波特率自适应模块，包括第2筛选模块、第2线路驱动模块及第2状态机模块，所述第2筛选模块通过第2TTL接口与第2线路驱动模块相连，第2线路驱动模块通过第2UART接口与第2状态机模块相连，第2状态机模块通过第2AHB接口与第2仪表控制模块相连，所述第2筛选模块通过第2总线接口与异步串行总线相连；所述第N仪表设备，包括第N波特率自适应模块及第N仪表控制模块，所述第N波特率自适应模块，包括第N筛选模块、第N线路驱动模块及第N状态机模块，所述第N筛选模块通过第NTTL接口与第N线路驱动模块相连，第N线路驱动模块通过第NUART接口与第N状态机模块相连，第N状态机模块通过第NAHB接口与第N仪表控制模块相连，所述第N筛选模块通过第N总线接口与异步串行总线相连。2.根据权利要求1所述系统采用的自适应方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、正常通讯状态，异步串行总线中的设备以原有通讯协议和波特率通讯；步骤2、主仪表设备发送请求状态，具体包括以下子步骤：(a)当需要波特率匹配时，以发送波特率自适应请求的设备作为主仪表设备，接收波特率自适应请求的设备作为从仪表设备，异步串行总线中的任意设备均可当作从仪表设备或主仪表设备，主仪表设备根据波特率调整需求，生成三种请求报文，分别为适配从仪表设备波特率请求、修改指定从仪表设备波特率请求、统一异步串行总线波特率请求；(b)在报文的头部加入特征识别内容，为0x7F，用于从仪表设备接收波特率修改指令时，进行识别和可靠性判断；(c)主仪表设备在不影响原通讯状态的前提下，通过筛选模块和线路驱动模块，以预设的固定波特率向从仪表设备发送波特率自适应请求；(d)另外，在主仪表设备发送请求报文时，异步串行总线中存在刚刚发送或未执行完的反馈指令，此时会存在波特率修改冲突，因此对主仪表设备采用特征信号检测的方法避免冲突，当检测到异步串行总线中有带有特征信号的报文头时延时发送，避免冲突，具体包括以下子步骤：(d1)当主仪表设备在发送指令报文前先进入冲突检测状态，判断异步串行总线中是否存在冲突，若异步串行总线中存在波特率自适应报文时，自适应报文的特征报文头信号会触发中断，使主仪表设备检测到异步串行总线中有未执行完的波特率自适应指令，此时主仪表设备进入冲突等待状态；(d2)在冲突等待状态循环等待异步串行总线中的波特率修改报文执行完毕；(d3)等待直到异步串行总线中检测不到特征信号，在超过安全时间后进入指令发送状态，发送指令报文；(e)主仪表设备收、发的波特率自适应报文包含如下信息：(e1)用于自适应报文识别、可靠性验证和冲突检测的报文头标识位，为0x7F，(e2)用于区分状态机状态操作的指令码，
(e3)用于区分异步串行总线网内设备的设备ID，(e4)用于区分通信端口的异步串行总线站号，(e5)用于辅助区分设备的硬件地址，(e6)用于传达执行情况和内容的协议号，(e7)用于可靠性验证的CRC校验；步骤3、从仪表设备处理请求状态，具体包括以下子步骤：(a)从仪表设备通过筛选模块和线路驱动模块对异步串行总线信号实时监控，当带有特征信号的指令报文传入时进入可靠性判断，判断是否为可靠波特率修改指令；(b)若认为不可靠，抛弃指令报文，按原波特率和协议正常通信；若认为可靠，从仪表设备接收全部报文，进入波特率自适应状态机，根据指令报文内容进行不同状态处理；(c)若指令为适配从仪表设备波特率，则从仪表设备将自身波特率加入反馈给主仪表设备的报文中，返回从仪表设备波特率供主仪表设备适配；若指令为修改从仪表设备波特率，则从仪表设备修改自身波特率为指令值；若指令为统一异步串行总线中设备波特率，则所有收到指令的从修改自身波特率为指令值；(d)从仪表设备执行指...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲崇权，孙红涛，董兆罡，崔泽，
申请(专利权)人：大连爱智控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：