[发明专利]基于串行总线的智能地址分配的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般性地涉及智能地址分配，更具体而言，涉及一种在主从通信模式下基于串行总线的智能地址分配的方法和系统。

背景技术

串行总线广泛应用于工业控制领域。在使用串行总线时，总线上的所有设备共享通信介质，任何一个设备发出的通信信息都能够被总线上的其它设备收到。为了标志发送或接收信息的设备，必须为每个设备分配一个通信地址。一般总线有主从模式和“轮主轮从”模式两种工作方式。因后者在节点较多情况下性能不佳，工业控制当中绝大部分都是采用一主多从的通讯网络结构。在主从模式下，整个通信总线系统由一个主节点、若干个从节点组成，由主节点不断地轮流查询从节点是否有通信需求。如果有则将总线控制权交给某一从节点，从节点发送完毕后立刻交还总线控制权，主机必须很明确从机的地址才能建立通讯，而且从机地址在网络上必须唯一。同一时刻，总线上只能有一个节点成为主节点而处于发送状态，其他所有节点必须处于接收状态。如果同一时刻有两个以上的节点处于发送状态，将导致所有发送方的数据发送失败，即所谓总线冲突。

目前，在采用主从通信模式下的串行总线系统中，一般是采用手动设置设备地址。通常地址的设定都是人为事先在从机上手动设置拨码开关的分配好设备地址，然后记录下分配的地址号，再到主机输入已经分配的从设备的地址，这样才建立通讯。在工业应用中，例如在中央空调系统中，通常主机下面会连接很多从机，而且从机的位置都不固定且距离很远，手动设置设备地址很可能会设置重复的地址。而且很多主机都是属于封闭主机，只有打开机器外壳才能进行简单的设置，如果在用户维修从机或者新增加从机设备后，往往会带来一些意外故障。

举例来说，如图1a所示，其中图示了现有技术中的RS485总线的网络结构，该网络由一台主机(host)和三台从机(slave)1、2、3组成。图1b和图1c分别示出了现有技术中的主机和从机的结构示意图。由图可见，现有技术的主机包括：MCU微控制器、通讯模块、存储器和拨码输入装置。其中，通讯模块与双绞线连接，并与MCU微控制器连接，在MCU微控制器的控制下执行正常的通信命令发送和接收功能MCU微控制器，分别与通信模块和存储器连接；存储器，用于存储输入的各从机地址，并提供给MCU微控制器读取；拨码输入开关，用于向存储器输入各从机已经设置好的地址。现有技术主机需要手工输入各个从机设定的地址，因此需要一个输入装置，即拨码输入开关，用于向存储器中输入已经分配的从机地址，以便于正确输入。类似地，现有技术的从机包括MCU微控制器、通讯模块存储器和拨码输入装置。现有技术从机需要手工输入各个从机设定的地址，因此需要一个输入装置，即拨码输入开关。

根据总线的电气特性，设备地址不允许重复，总线上的设备地址是唯一的。然而，在手工设定过程中，如果不慎将两台从机，例如从机1和从机3的地址都设置为例如0x01，那么根据总线特性，如果主机发送给地址为0x01的从机的命令，从机1和从机3都可以收到，且都会向主机应答，这样就在网络中造成在同一时刻有两台从机同时在发送消息，这将造成所有终端的通信失败，也就是发生了总线冲突，以至于整个系统不能工作。

主从通信模式下的自动地址分配的在应用上是迫切需要的。例如在一个已有的系统上添加从站设备，就有可能碰到地址重复的问题；类似地，在更换损坏的从站时，也有可能碰到地址重复的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种串行总线系统中的地址分配方法，所述串行总线系统包括至少一个主机和至少一个从机，所述方法包括下列步骤：a.在串行总线中为所述至少一个从机中的每一个设置电子物理开关，以控制每一所述从机和与其相邻的下一所述从机之间的线路通断；b.断开所述至少一个从机中的每一个的电子物理开关；c.由所述主机为最相邻的待分配地址的从机分配地址后，闭合该从机的电子开关。

优选地，重复步骤c直至对全部从机完成地址分配。

优选地，在步骤b中，主机向从机发送初始化命令，以断开电子物理开关。

优选地，在步骤c之前还包括下列步骤：主机向从机发送地址检查命令，与所述地址检查命令中的检查地址匹配的从机向主机发送确认应答。

优选地，所述的地址分配方法进一步包括步骤d：主机定期向从机发送巡检命令的步骤，所述巡检命令包括各从机地址。更优选地，所述巡检命令还包括为初始值的地址。