RS-485总线在海气边界层监测系统中的应用

　　系统软件设计

RS-485总线是异步半双工的通信总线，即在某一个时刻，总线只可能呈现一种状态(收或发)。所以这种方式一般适用于主机对分机的查询方式通信，软件编程对系统的可靠性有很大影响。尤其要注意对485芯片收发控制端DE和RE的软件设计。为了可靠的工作，在RS-485总线状态切换时需要做适当延时，再进行数据的收发。具体的做法是在数据发送状态下，先将控制端置“1”，在9600bit/s的波特率下，延时1ms左右的时间，再发送有效的数据，一包数据发送结束后再延时1ms后，将控制端置“0”。

海气边界层监测系统总线上的数据采集器处于主机地位，每隔3s轮询各节点一次，轮询到哪个节点则哪个节点上传数据，总线的使用权完全由主机分配，各子节点不能擅自占领总路线，也不允许主动发起通信。具体实现方法是，每隔3s，数据采集器发出索要第一个节点数据命令，并等待节点回传测量数据，超过规定的等待时间仍然没有收到节点返回的数据，认为该路结点通讯失败，延迟100ms后接着索要下路节点数据。值得一提的是，系统等待节点回传测量数据并不是采取软件死等的方法，而时采用分时多任务的方法来实现。具体实现方法是：在10ms定时器中断服务程序中设一个节点通信时间计数变量，进行减计数。数据采集器发出索要数据命令后，对这个变量重新赋超时限定值，主程序判断这个值为0时还未收到节点响应数据，才认为该节点通讯失败。采用这种调度机制，可以大幅提高数据采集器CPU的运行效率。

　　结语

RS-485总线具有线路设计简单、价格低廉、控制方便的特点，通过上述的软硬件设计方法，在海气边界层监测系统中得到了良好的应用。目前系统24小时连续开机，系统的通信始终处于正常状态，整个系统的性能满足了项目的需求。

　　参考文献：

　　[1] B&B Electronics.RS-422 and RS-485 Application Note. 2006(6)

　　[2] B&B Electronics Technical Article #1.Basics of The RS-485 Standard[S]. 1994(11)

　　[3] MAXIM Company. MAX3082 Data Sheet. 1997(12)

　　[4] EXAR Company. EXAR UARTS IN RS-485 APPLICATIONS. 2008(4)

　　[5]吴军辉，林开颜，徐立鸿. RS485总线通信避障及其多主发送的研究[J].测控技术.2002.21(8)

　　[6]王福瑞等.单片微机测控系统设计大全[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，1998

　　[7]王幸之，王雷，钟爱琴等.单片机应用系统电磁干扰与抗干扰技术[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2006