基于RS-485总线的可扩展局域网络的研究

这2个背靠背的节点模块又是子网之间的中继站。同时还规定00H子网的00H节点，即地址为00000000・00000000的节点为整个网络的最高管理者。局域网络宜采用拓扑结构，以提高网络运行效率，而链式结构可增加网络的通信距离。RS-485总线构成的局域网络结构示意图如图3所示（以00H、01H2个子网为例）。

3节点模块的设计

该局域网络的关键是节点模块的设计。这也是本局域网络的特色所在，其中软件设计至关重要。节点模块主要完成网络的管理和通信。为了使模块具有通用性，所有节点模块具有相同的结构和软件，只要按照网络协议选择好正确的地址，任一模块都可相互替换。网络中没有专门的网络服务器，任意一个节点模块都具有服务器的功能。哪个节点模块充当服务器是由其自身的地址决定的，因此节点模块软件应该具有自动识别地址的功能，以确定自己在网络中的位置和角色。例如，当检测到自身的地址是00001010・×0000000时，就知道自己是0AH子网中的OOH节点，并且是该子网中的管理者；当检测到自身地址是00000000・×0000000时，就知道自己是整个局域网络的最高管理者。节点模块地址可由用户自行设定。

为了实现即插即用功能，最高管理者必须定时向整个网络广播，以便收集网络的运行情况（如是否有新节点加入，是否有节点从网络上退出等）并形成网络状态注册表，根据实际情况实时刷新。任何节点都可以向最高管理者取得该注册表，以便管理人员从任一节点上获得网络运行状态。

网络空闲时，最高管理者不断地向整个网络发出询问，监视是否有数据通信要求。子网内部的数据通信由该子网的管理者（节点地址为00H）协调，只有跨子网传输数据时，最高管理者（子网地址为00H，节点地址也是00H）才会干预。节点模块中有8KB的SRAM作为数据缓冲区，另外有2KB的E2PROM用于保存注册表等信息。单片机的串行通信口既要完成RS-485总线的通信，又要完成由RS-232总线到设备的通信，所以必须有通信口切换功能。平时单片机的串行通信口总是与RS-485总线相连，只有当设备需要传输数据时才切换到RS-232总线，所以系统还必须有对设备通信请求的检测功能。限于篇幅，软件具体编程在此不作叙述。节点模块的结构如图4所示。

4总结

理论上该局域网络对节点的扩展没有限制，但考虑到RS-485总线通信速度的限制，因此网络规模不宜过大。由前面的结构分析可知，网络的可靠性取决于子网。由于各子网间不会产生串扰，因此网络的可靠性不会随网络的规模扩大而降低。这是一个通用的局域网络，适合任何需要RS-485总线通信的场合，因此实用性非常强。