RS-485多主机通信的组网方式

传统的RS-485组网方式只允许一个主机（上位机），但是在许多情况下要求有多台RS-485主机进行组网。本文以波仕电子的产品为例介绍两种RS-485多主机通信产品及其组网方式----采用RS-485共享器和采用RS-485交换机。采用共享器可以允许2台主机，而且可以对这2太主机的发送信号按照发送顺序进行优先排序，避免同时发送导致的系统瘫痪。而采用交换机可以允许4台主机（上位机）控制下位机，而且光电隔离，但是不能够2个上位机同时发送。 1、采用共享器的RS-485多主机通信方式 波仕电子的型号为HUB2485Z的RS-485智能共享器用于两个RS-485主机（上位机）共同控制一个RS-485下位机的通信连接。HUB2485Z使RS-485总线从传统的允许一个主机扩展到允许2个主机。HUB2485Z已经有2个上位机插座（DB-9针并且配接线端子）和1个下位机的接线端子，无需修改软件、5V供电。HUB2485Z适用于两台上位机的RS-485口同时驱动一台下位机的RS-485口。 图1 RS-485的2对1智能共享器 HUB2485Z的外型为DB-9（针）/ DB-9（针）转接盒大小，其中DB-9针的RS-485的引脚分配同波仕485A型号的转换器并且配接线端子。两个DB-9针的上位机RS-485口，如图RS-485（1）和RS-485(2)是完全一样的，可以互换。下位机RS-485为接线端子，位于如图产品的上侧面，与电源接线端子在一起。HUB2485Z需要外接5V电源，配套提供。波仕HUB2485Z智能RS-485集线器能够识别两个上位机RS-485（1）和RS-485(2)的发送顺序，避免同时发送导致的系统瘫痪。也就是说，即使两个上位机正在同时发送，HUB2485Z会选取发送开始时间领先的上位机正确发送数据，而只有等到这一个上位机的数据发送完毕后，另外一个上位机才可以开始发送数据。HUB2485Z的具有双向通信功能，当下位机发送时，两个上位机同时接收到相同的数据，但并不区分地址。 图2 采用共享器的多主机通信原理 图2中，PC1、PC2分别为2个上位机，分别接到HUB2485Z的上位机侧的2个RS-485口（DB-9针）。PC1、PC2都是主机，都可以控制下位机。波仕独有的智能发送识别技术保证2个上位机之的发送信号不会重叠，从而避免通信混乱和死机！而且当其中一个主机出现故障时，另外主机仍然可以继续正常控制下位机，这样也就实现了RS-485的2路冗余控制。HUB2485Z的2个上位机RS-485口是一样的，并不需要区分。支持最高通信速率保证115.2Kbps以上、定做可以到500Kbps。HUB2485Z同时具有吸收浪涌电流的抗雷击保护功能。由于SWT4485G特有波仕零延时智能收发转换技术，所以确保适合所有半双工通信软件。如果要实现2台RS-232主机共同控制RS-232下位机，则需要使用波仕电子的HUB2232Z，而且它是无源的！如果要实现2台RS-232主机共同控制RS-485下位机，则需要使用波仕电子的HUB2215Z。它们都具有智能发送识别技术保证2个上位机之的发送信号不会重叠。 2、采用交换机的RS-485多主机通信方式 图3 光隔4×4口RS-485交换机 波仕电子的型号为SWT4485G的RS-485光隔4×4口交换器用于4路RS-485上位机与4路RS-485下位机之间的交换连接，可以允许有4路主机，相当于将4路独立的RS-485总线合并到一起。SWT4485G不仅可以将RS-485总线的上位机数量从传统的1个增加到4个，而且同时还将带下位机的负载能力增加4倍，用于RS-485组成交叉网。SWT4485G还实现了RS-485的上、下位机之间的光电隔离。 图4 采用交换机的多主机通信原理 图4中，PC0、PC1、PC2、PC3分别为4个上位机，分别接到SWT4485G的上位机侧的4个RS-485端子上（红色）。PC0、PC1、PC2、PC3都是主机，都可以控制下位机（黑色），当其中一个出现故障时，其他的主机仍然可以继续正常控制下位机（黑色）。这样就实现了RS-485的4路冗余控制，当然也可以实现2路或3路的冗余控制，只需减少上位机数量即可。使用时注意不要有2个上位机同时发送。SWT4485G有4个上位机RS-485口和4个下位机RS-485口，并且不分方向。 SWT4485G每边的RS-485（0）、RS-485（1）、RS-485（2）、RS-485（3）可以分别接4个RS-485口。SWT4485G支持最高通信速率保证9600bps以上、实际可达38.4Kbps。SWT4485G同时具有吸收浪涌电流的抗雷击保护功能。由于SWT4485G特有波仕零延时智能收发转换技术，所以确保适合所有半双工通信软件。波仕独有的智能抑制技术还保证4个上位机之间不会相互通信，从而避免通信混乱和死机！SWT4485G的两边都需要接+5V电源，所以有两个电源。SWT4485G的每一边的4个RS-485口（0号、1号、2号、3号）功能是完全一样的。SWT4485G的外形为DB-25/DB-25转接盒大小，如图2。当每边的4个RS-485口中有一个、二个甚至三个RS-485短路或者烧坏时，剩下的正常RS-485口仍然可以与另外一边的RS-485口通信。使用SWT4485G组网后，保证某一个或多个节点损坏后不影响其它节点的正常通信，无论是上位机一边还是下位机一边！