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为突破传统RS485串行总线对可接入节点数量的限制,本文基于RS485总线提出了一种大型嵌入式节点集群的架构方式,将最大可接入节点数量扩展到2.7万个。针对该网络特点,对Modbus协议进行扩展,建立集群节点通讯及控制的通讯协议,实现集群节点的有效管理及可靠控制。在此基础上,构建完整的信息传递策略,最终完成地理测绘信息从主控器到各个终端节点的正确映射。首先建立合理的物理链路,并设计出一套与之相适应的通信协议。通过在主控器与叶子节点间加入中继器,实现RS485总线支持节点数的扩展,建立一对多控制的嵌入式节点集群。通过对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。其次设计地理测绘信息的传递策略。利用GDAL库,使用UTM结合正方位投影方法对获取到的遥感地理数据进行投影变换,并提取其坐标和高程信息。以原点为参考,以终端模块能接受的最大数据量为标准,将数据矩阵划分成块,并与底层终端位置一一对应,再按中继层规约依次将高程信息封装传送。由于仅传递高程信息,坐标已经隐含其中,因此减小了网络的数据量,提升了传输效率。实验检测了系统在拓扑结构变化时的性能。在采用扩展协议时,一层中继器的引入导致周转延迟增加5.6%,而两层中继器则将延迟率增加了36.51%,并使总延迟较原始Modbus系统增加1.94倍左右,但实际中的应用的两层中继系统将平均延迟控制在了100ms左右。而传输可达性测试显示,系统信息帧的送达率高达99%。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。同时,控制协议和物理链路不但保持了简单性,还具有易移植、可扩展的特点,能及时适应集群拓扑结构的变化,并保证了地理信息的精确映射和传递。