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嵌入式控制节点群的组网方式及控制协议
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2018-01-16
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为解决现行RS485组网方式限制了通信节点数及网络扩展的问题，基于RS485总线提出了一种嵌入式控制结点群的组网方式及控制协议。通过在主控器与叶子节点间加入中继器，将485总线支持的节点数扩展到2.7万个，建立一对多控制的嵌入式结点集群。针对该网络特点，对Modbus协议进行扩展，增加了中继层规约。与传统单纯增加物理地址长度的方式不同，新扩展协议采用局部寻址方式，打破了Modbus地址长度对子节点数的限制，并引入节点扫描和差错反馈机制，从而实现了主控器对各网络节点的可靠控制；同时，控制协议保持了原Modbus协议的简单性，还具有易移植、可扩展的特点，便于在单片机上实现。在采用扩展协议时，一层中继器的引入导致周转延迟增加10. 36%，而两层中继器则将延迟率增加了69. 9%，并使总延迟较原始Modbus系统增加2.4倍左右，但实际中采用的两层中继系统将平均延迟控制在了70 ms以下。结果表明，该方案在牺牲一定系统实时性能的前提下，实现了嵌入式节点的集群化管理。
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