Разработка контроллера в составе локальной микросети, страница 3

Шинные сети чувствительны к заземлению канала связи или к подаче на него избыточного по уровню сигнала.

Важная характеристика физической среды – способность к широковещанию. Витая пара более пригодна для связи точка в точку, а коаксиальный кабель – для широковещания [2]. К преимуществам коаксиальных кабелей относятся также низкая стоимость, лёгкость прокладки, лёгкость разветвления. Основные свойства сети с применением коаксиального кабеля с передачей в основной полосе (50 Ом) в качестве физической среды [2]:

1)  максимальное число узлов сети – до 1024;

2)  максимальная длина – до 10 км;

3)  максимальное расстояние между соседними узлами – до 2,5 км;

4)  возможность использования при моноканальном способе сигнализации;

5)  максимальная полоса пропускания – до 1 Мбит/с.

Дополнительные характеристики [4]:

6)  высокая помехозащищённость;

7)  относительная стоимость – в 10 раз дороже витой пары;

8)  типичное число узлов сети – до 100;

Перечисленные характеристики удовлетворяют условиям работы проектируемой сети, поэтому в качестве физической среды решено использовать кабель РК-6, обладающий следующими характеристиками [5]:

1)  волновое сопротивление – 50 Ом;

2)  сопротивление по постоянному току – 15 Ом/км;

3)  масса – 516 кг на 1 км;

4)  затухание сигнала по напряжению на частоте 10 МГц на 100 м – 9,6 Дб.

1.4  Сопряжение с физической средой

Стандарт приёмников и передатчиков RS-423 учитывает  наиболее распространённые уровни сигналов интегральных микросхем и разрешает передачу по внутренним интерфейсам ЭВМ с большими скоростями и на более далёкие расстояния, чем стандарт RS-232C.

Стандарт  RS-423 распространяется по своим возможностям на физические двухпроводные линии связи, обеспечивающие передачу сигналов двухполярными посылками. Длина линии - до 1220 м при скорости передачи 3 Кбит/с. при максимальной скорости 300 Кбит/с линия должна иметь длину не более 12,2 м. Характеристики линий связи при соблюдении стандарта RS-423 [5]:

1)  тип линии связи – двухпроводная, несогласованная;

2)  максимальная длина линии – 610 м;

3)  максимальная скорость передачи информации – 100-300 Кбод;

4)  максимальное выходное напряжение передатчика без нагрузки - ±6 В;

В настоящее время в рамках серии К559 разработаны и выпускаются приёмники и передатчики, удовлетворяющие рассмотренным выше требованиям стандарта RS-423. Характерными представителями таких микросхем являются передатчик К559ИП1 м приёмник К559ИП2 [5]. Эти микросхемы используются в проекте для согласования абонента с физической средой.

1.5  Алгоритм работы системы

Опрос с передачей управления относится к системам децентрализованного управления. Получающаяся в результате схема шины может быть названа «виртуальным кольцом», поскольку метка циклически перемещается по шине. Главное отличие состоит в том, что энергия в схеме шины распространяется в обоих направлениях.

Использование маркерного метода позволяет передавать управление конкретному микроконтроллеру в сети.

Ниже описан алгоритм работы сети микроконтроллеров. Для правильного функционирования сети необходимо избегать одновременного включения всех микроконтроллеров.

Алгоритм работы контроллеров в сети:

1.  «Прослушивание» линии в течение определённого интервала времени 3×t, где t - время, необходимое для реагирования микроконтроллера и передачи им в сеть пакета данных.

2.  Если за время ожидания не было обнаружено, что сеть уже используется (т.е. имеются включённые раньше контроллеры), то микроконтроллер присваивает себе номер 0 и посылает в сеть маркер микроконтроллеру с номером 1. Формат маркера: , где QQQ – число работающих в данный момент контроллеров в сети, XXX – номер микроконтроллера-получателя маркера, i=1 – признак цикла инициализации, во время которого происходит только сбор данных без выдачи управляющих воздействий на объекты управления.

3.  После выдачи маркера контроллер №0 ожидает появления в сети данных от контроллера 1 в течение интервала времени 2×t.