CN101308381A - 串接式控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种串接式控制系统，包括：至少一主机，该主机又包括第一中央处理单元、第一信号处理单元、第一传送单元，以及操作面板；与主机串联的至少三台子机，各子机具有第二传送单元、第二信号处理单元、第二中央处理单元、驱动单元，及检知单元；当子机通过所述第二传送单元接收到所述主机输出地址编码及控制信号后，经由该第二中央处理单元解码输出控制信号至驱动单元以驱动子机动作，检知单元侦测到子机动作后即反馈一信号至第二中央处理单元，该第二中央处理单元适时切换第二传送单元的信号传送方向并经由第二信号处理单元与第二传送单元将反馈信号反馈给主机。本发明的技术效果在于：布线方式极为简单，成本低廉，能有效落实反馈机制。

Description

串接式控制系统
技术领域
本发明涉及一种简略型自适应控制系统，特别是涉及串接式简略型自适应控制系统。
背景技术
如图1所示，由主机1控制多台子机，例如10、12、14、16的现有技术控制系统，主要是以并联方式的树枝状分布型式连接。当该主机1要控制某一子机例如子机10动作时，只要发送出一该子机10可对应接收的控制信号，该对应子机10即会动作，并同时反馈一信号通知主机1已动作。但大部分情况仅是主机中的中央处理单元CPU与子机中的CPU的相互确认传输无误而已，而被控对象是否确实动作常被忽略。目前已知的现有技术控制系统多以RS-232或RS-485等串行通信方式实现。
然而，如图1所示，此种树枝状分布联机状态由于每一子机10、12、14、16都必须个别布线，当系统中有大量子机时，控制线路的布线会变得很多很复杂，从而布线成本相当高。而且其所谓的反馈机制，实际上如上所述属于虚设，因为照理说，该对应受控制动作的子机10必须于动作完成后，才能反馈信号告诉主机1其动作已完成。但是以图1所示的现有技术树枝状分布联机状态，通常都是在所述子机10内部CPU的接收端一接收到主机1的控制信号，就由该子机10内部CPU的发送端反馈一信号通知主机1已接收到数据了。因此该对应的子机10所驱动对象是否已确实动作完成，则不得而知。所以现有技术的反馈机制，充其量只是在作信号的转递，实际上仍是开环控制。所以如何改进控制系统的确实性，已成为业界积极研发的课题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种布线方式极为简单而又成本低廉，且能有效落实反馈机制的串接式控制系统。
本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：
设计、使用一种串接式控制系统，包括：至少一主机，该主机又包括一可输出地址编码及控制信号的第一中央处理单元、一与该第一中央处理单元电连接的第一信号处理单元、一与该信号处理单元电连接并可将所述地址编码及控制信号发送出去的第一传送单元，以及一与所述第一中央处理单元电连接的操作面板；及
至少三台子机，每台子机是串联地与所述主机电连接，并具有：一可适时切换信号方向且与所述主机串接的第二传送单元、一与该第二传送单元电连接的第二信号处理单元、一与该第二信号处理单元电连接且可适时解码所述主机所发送的地址编码及控制信号的第二中央处理单元、一可接收该第二中央处理单元解码输出的控制信号并驱动子机动作的驱动单元，及一与该第二中央处理单元电连接并可检知及传送子机动作后的反馈信号给该第二中央处理单元的检知单元；
当受控制的子机通过所述第二传送单元接收到所述主机所输出地址编码及控制信号后，经由该第二中央处理单元解码输出控制信号至所述驱动单元以驱动子机动作，所述检知单元侦测到所述子机动作后即反馈一信号至所述第二中央处理单元，该第二中央处理单元适时切换所述第二传送单元的信号传送方向并经由所述第二信号处理单元与所述第二传送单元将反馈信号反馈给所述主机。
作为本发明串接式控制系统的进一步改进，所述各个子机与主机是用一单芯导线串联在一起，形成一个环型的封闭回路。
作为本发明串接式控制系统的更进一步改进，所述主机的传送单元包括第一发射端和第一接收端，并且于所述第一发射端或第一接收端处接受所述第一中央处理单元的控制而切换其信号传输方向。
作为本发明串接式控制系统的再进一步改进，所述子机的第二传送单元包括第一方向切换开关和第二方向切换开关；所述第一方向切换开关又包括可受该第二中央处理单元控制切换方向的第一方向发射端和第一方向接收端；所述第二方向切换开关也包括可受该第二中央处理单元控制切换方向的第二方向发射端和第二方向接收端。
作为本发明串接式控制系统的又进一步改进，所述子机的第二信号处理单元还包括第一信号处理元件和第二信号处理元件，所述第一信号处理元件分别与所述第一方向切换开关和第二中央处理单元电连接，所述第二信号处理元件分别与所述第二方向切换开关和第二中央处理单元电连接。
所述主机的第一传送单元还包括第一切换开关和第二切换开关，该第一切换开关具有可受所述第一中央处理单元控制切换方向的第一发射端和第一接收端，所述第二切换开关也包括可受该第一中央处理单元控制切换方向的第二发射端和第二接收端。
所述主机的第一信号处理单元包括第一处理元件和第二处理元件，该第一处理元件分别与所述第一切换开关和第一中央处理单元电连接，所述第二处理元件分别与所述第二切换开关和第一中央处理单元电连接。
同现有技术相比较，本发明串接式控制系统的技术效果在于：当受控制的子机通过所述第二传送单元接收到该主机所输出地址编码及控制信号后，经由所述第二中央处理单元解码输出控制信号至所述驱动单元以驱动子机动作，所述检知单元侦测到子机动作后即反馈一信号至所述第二中央处理单元，该第二中央处理单元适时切换第二传送单元的信号传送方向并经由该第二信号处理单元与该第二传送单元将反馈信号反馈给主机，使得受控制的子机在动作后能确实经由原路径将反馈数据传给主机。
附图说明
图1是现有技术一主机控制多台子机的控制系统示意图；
图2是本发明串接式控制系统实施一的控制示意图；
图3是所述实施例一中一主机与二子机内部线路连接的功能方块示意图；
图4是图3中主机与一子机的线路连接示意图；
图5是所述实施例一中一子机反馈信号的线路连接示意图；
图6是所述实施例一中另一子机反馈信号的线路连接示意图；
图7是本发明串接式控制系统实施二的控制示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。
实施例一：
如图2所示，本发明串接式控制系统实施例一包含：一主机2，及四台子机3，且该主机2与这些子机3是以一单芯导线4串联在一起。在此应注意的是，这些子机3的数量并不限于4个，本实施例一仅是举例说明，其数量当不以此为限。
本段仅介绍所述主机2，及各个子机3之间的连结关系与细部构件，至于各组件间的动作容后叙述，且为方便说明，图3、4仅先示出一主机2与二子机3的连接型式，其余子机3先省略不画出。参阅图3、4，该主机2包括一可输出地址编码及控制信号的第一中央处理单元20、一与该第一中央处理单元20电连接的第一信号处理单元22、一与该信号处理单元22电连接并可将该地址编码及控制信号发送出去的第一传送单元24，以及一与该第一中央处理单元20电连接的操作面板26。其中，所述主机2的第一传送单元24还包括第一切换开关241和第二切换开关242，该第一切换开关241包括可受所述第一中央处理单元20控制切换方向的第一发射端2411和第一接收端2412，所述第二切换开关242也包括可受所述第一中央处理单元20控制切换方向的第二发射端2421和第二接收端2422。所述主机2的第一信号处理单元22还包括第一处理元件221和第二处理元件222，该第一处理元件221分别与所述第一切换开关241和第一中央处理单元20电连接，所述第二处理元件222分别与第二切换开关242和第一中央处理单元20电连接。每一子机3与所述主机2是以该单芯导线4串联排列形成一种封闭回路的电连接。
每一子机3均包括：一可适时切换信号传输方向并与主机2串接的第二传送单元30、一与该第二传送单元30电连接的第二信号处理单元31、一与该第二信号处理单元31电连接且可适时解码所述主机2所发送出的地址编码及控制信号的第二中央处理单元32、一可接收该第二中央处理单元32解码输出的控制信号并驱动子机3动作的驱动单元33，以及一与所述第二中央处理单元32电连接并可检知及传送子机3动作后的反馈信号给所述第二中央处理单元32的检知单元34。其中，所述子机3的第二传送单元30还包括第一方向切换开关301和第二方向切换开关302，所述第一方向切换开关301包括可受所述第二中央处理单元32控制切换方向的第一方向发射端3011和第一方向接收端3012，所述第二方向切换开关302也包括可受所述第二中央处理单元32控制切换方向的第二方向发射端3021和第二方向接收端3022。所述第二信号处理单元31又包括第一信号处理元件311和第二信号处理元件312，该第一信号处理元件311分别与所述第一方向切换开关301和第二中央处理单元32电连接，所述第二信号处理元件312分别与第二方向切换开关302和第二中央处理单元32电连接。
当使用者拟令所述主机2控制系统中某一特定子机3动作时，可利用所述操作面板26直接下指令给主机2，该主机2会先由所述第一中央处理单元20产生仅对所述特定子机3所能对应的地址编码和控制信号。在实施例一中，所述地址编码和控制信号为一长串的数字信号，并包含一起始位(start bit)和一结束位(end bit)，然后所述第一中央处理单元20所输出的地址编码和控制信号会被所述第一信号处理单元22的第一处理元件221和第二处理元件222处理后，再经由所述第一传送单元24的第一切换开关241和第二切换开关242中的第一发射端2411与第二发射端2421沿所述单芯导线4发射出去，而当所述结束位自所述第一发射端2411及该单芯导线4发送出去之后，所述第一中央处理单元20即控制第一传送单元24的第一切换开关241与第二切换开关242中的信号传输方向自第一发射端2411与第二发射端2421切换为第一接收端2412和第二接收端2422的位置并准备接收所述子机3的回复。
配合参阅图5、6，为图中各个子机3传送反馈信号时的线路关系，由于整个控制系统是环状串联，且每一子机3的第二传送单元30中的第一方向切换开关301是预设位于第一方向接收端3012的位置，因此所述主机2所输出的信号便会流过每个子机的第一方向接收端3012，并经由第二信号处理单元31的第一信号处理元件311处理后供其后端的第二中央处理单元32进行解码。
对应解码后地址的子机3，在解码后才会继续动作，而非对应解码地址的其他子机3则不动作。此时，所述第二中央处理单元32则输出一控制信号至所述驱动单元33以驱动子机动作(例如点亮电灯或启动马达运转)，而所述检知单元34在侦测到该子机3动作之后即输出一反馈信号给所述第二中央处理单元32，该第二中央处理单元32即经由所述第二信号处理元件312将反馈信号处理后并适时切换第二传送单元30中的第一方向切换开关301和第二方向切换开关302，使其信号传输方向由所述第一方向接收端3012和第二方向接收端3022切换为第二方向发射端3011和二方向发射端3021，再经由该单芯导线4将该反馈信号传送给所述主机2。
而此时，所述主机2的第一传送单元24中第一切换开关241和第二切换开关242已切换为第一接收端2412和第二接收端2422的位置，所述反馈信号传送至所述第一信号处理单元22经处理后，即再输出给主机的第一中央处理单元20，以完成整个控制及子机3动作后的信号反馈的动作。使用者则可确实得知所述子机3是否有确实动作，故能有效落实反馈机制的执行动作。值得一提的是，该等子机3在传回反馈信号之后，所述第二传送单元30又会切换为预设的接收端位置，以等待接收所述主机2下一次所输出的地址编码及控制信号。
实施例二：
参阅图7，为本发明串接式控制系统的实施例二，该实施例二的构造大致与实施例一相同，不同之处在于该系统是包含有两个主机2，并以一单芯导线7串联形成依环状封闭回路。本发明之串接式控制系统可泛用于多主机2的布线控制，在同一个封闭的串联式回路当中，由于控制信号及反馈信号可确实分别传送给每一子机3与每一主机2，因此不同的控制对象可由多个主机2来分别操控，至于其动作方式则与前一实施例相同，此处不再赘述。
由上述说明可知，本发明串接式控制系统在设计上，全系统采用单芯导线4、7串联主机2与子机3，并藉由受控制的子机3所对应的第一、二方向切换开关301、302可被适时地控制切换信号传输方向，使得受控制的子机3于动作后能确实经由该单芯导线4、7的路径将反馈信号传送给该主机2，故能达到子机3于动作后确实将数据反馈给主机2的功效，而与现有技术使用RS-232或RS-485等传输方式不同，更适用于多主机及多子机共享单一单芯导线4的串接控制方式，故确实能够达到本发明目的，因此，本发明不仅是前所未有的创新，更可供产业上利用。

Claims (7)

1.一种串接式控制系统，其特征在于，包括：至少一主机，该主机又包括可输出地址编码及控制信号的第一中央处理单元、与该第一中央处理单元电连接的第一信号处理单元、与该信号处理单元电连接并可将所述地址编码及控制信号发送出去的第一传送单元，以及与所述第一中央处理单元电连接的操作面板；及
至少三台子机，每台子机串联地与所述主机电连接，并具有：可适时切换信号传送方向且与所述主机串接的第二传送单元、与该第二传送单元电连接的第二信号处理单元、与该第二信号处理单元电连接且可适时解码所述主机发送的地址编码及控制信号的第二中央处理单元、接收该第二中央处理单元解码输出的控制信号并驱动子机动作的驱动单元，及与该第二中央处理单元电连接并可检知及传送子机动作后的反馈信号给该第二中央处理单元的检知单元；
当受控制的子机通过所述第二传送单元接收到所述主机输出地址编码及控制信号后，经由该第二中央处理单元解码输出控制信号至所述驱动单元以驱动子机动作，所述检知单元侦测到所述子机动作后即反馈一信号至所述第二中央处理单元，该第二中央处理单元适时切换所述第二传送单元的信号传送方向并经由所述第二信号处理单元与所述第二传送单元将反馈信号反馈给所述主机。
2.如权利要求1所述的串接式控制系统，其特征在于：所述各子机与主机用单芯导线串联连接，形成环型封闭回路。
3.如权利要求2所述的串接式控制系统，其特征在于：所述主机的传送单元包括第一发送端和第一接收端，并且于所述第一发送端或第一接收端处接受所述第一中央处理单元的控制而切换其信号传输方向。
4.如权利要求3所述的串接式控制系统，其特征在于：所述子机的第二传送单元包括第一方向切换开关和第二方向切换开关；所述第一方向切换开关又包括可受该第二中央处理单元控制切换方向的第一方向发送端和第一方向接收端；所述第二方向切换开关也包括可受该第二中央处理单元控制切换方向的第二方向发送端和第二方向接收端。
5.如权利要求4所述的串接式控制系统，其特征在于：所述子机的第二信号处理单元还包括第一信号处理元件和第二信号处理元件，所述第一信号处理元件分别与所述第一方向切换开关和第二中央处理单元电连接，所述第二信号处理元件分别与所述第二方向切换开关和第二中央处理单元电连接。
6.如权利要求5所述的串接式控制系统，其特征在于：所述主机的第一传送单元还包括第一切换开关和第二切换开关，该第一切换开关具有可受所述第一中央处理单元控制切换方向的第一发送端和第一接收端，所述第二切换开关也包括可受该第一中央处理单元控制切换方向的第二发送端和第二接收端。
7.如权利要求6所述的串接式控制系统，其特征在于：所述主机的第一信号处理单元包括第一处理元件和第二处理元件，该第一处理元件分别与所述第一切换开关和第一中央处理单元电连接，所述第二处理元件分别与所述第二切换开关和第一中央处理单元电连接。
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