CN103597782A - 检测总线网络故障和拓扑的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于帮助识别总线上的故障以及确定总线网络的拓扑的系统。根据一个实施例的系统包括用于连接至总线的总线接口和被耦合至总线接口的开关，开关被配置成在断开状态和闭合状态之间交替。当开关处于闭合状态时系统经由总线接口连接至总线，并且当开关处于断开状态时系统经由总线接口从总线断开。

Description

检测总线网络故障和拓扑的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年6月15日提交的名称为“SYSTEM AND METHOD FOR BUS NETWORK FAULT DETECTION（用于总线网络故障检测的系统和方法）”的美国专利申请序列号13/161,321的优先权，并且要求作为΄321申请的继续的、于2011年6月15日提交的名称为“BUS DEVICE WITH INSTALLATION MODE（具有安装模式的总线装置）”的美国专利申请序列号13/161,349的优先权，通过引用将这两者的全部内容合并于此。

背景技术

总线网络被使用在多种领域和应用中以互联装置并允许通信、电力传输以及其它功能。一种这样的总线网络已知为数字可编址的照明接口（Digital Addressable Lighting Interface，DALI），其是一种用于控制建筑物中的装置（诸如传感器、照明装置以及遮光件）的总线架构标准。DALI提供两线路总线，两线路总线允许电力被供应至总线上的装置并且允许在总线上的装置之间的通信。在DALI架构中，电压的出现指示第一状态（即，逻辑“1”），而两条线路被总线上的任意装置短接指示第二状态（即，逻辑“0”）。在这种方式下，装置可以使用两线路DALI总线来相互通信。

通信系统中的故障可能有很多，并且包括线路故障、总线的导体之间的短路、开路、线路回路、打断以及干扰（例如，来自附近的马达或其它装置）。在一些总线网络—诸如DALI照明控制总线，RS485网络以及其它—中节点可能从干线分叉。如果干线被短接，则不能进行通信，并且定位故障很繁复并且耗时。

同样地，确定总线网络的节点被互联的方式（已知为网络的“拓扑”）对于多种目的而言是有用的，但使用常规的系统和方法来确定总线网络的节点被互联的方式可能既困难又耗时。在诸如照明控制网络的包括大量节点的安装，或者具有长线路的安装中，因为故障和确定总线拓扑的原因所致的问题可能被加剧。

发明内容

本公开中的实施例应对这些和其它问题。除了其它方面以外，本公开中的实施例还帮助识别总线上的故障，并且确定总线网络的拓扑。根据一个实施例的系统包括用于连接至总线的总线接口以及耦合至总线接口的开关，该开关被配置成在断开状态和闭合状态之间交替。当开关处于闭合状态时，系统经由总线接口连接至总线，并且当开关处于断开状态时，系统经由总线接口从总线断开。

根据实施例的方法包括将多个装置耦合至总线，其中所述多个装置中的至少一个包括：总线接口；收发器，其被耦合至总线接口，所述收发器用于经由总线接口传输和接收数据；以及开关，其被耦合至总线接口，所述开关被配置成在断开状态和闭合状态之间交替，其中当开关处于闭合状态时，该装置经由总线接口连接至总线，其中当开关处于断开状态时，该装置经由总线接口从总线断开，以及其中当开关处于其断开状态时，与总线上的所述多个装置中后续于该装置的一个或多个其它装置的通信被中断。该方法进一步包括将所述多个装置中的装置的开关从断开状态配置成闭合状态，接收来自所述多个装置中的一个或多个的通信，并且基于来自所述多个装置中的一个或多个的通信确定线路拓扑。

根据实施例的方法包括监测总线以识别多个装置中的每一个被耦合至总线的顺序，并且基于该顺序确定线路拓扑。

根据实施例的方法包括响应于由被耦合至总线的装置进行的通信来测量总线上的电流和电压中的一个或多个，确定该装置和被耦合至总线的电源之间的线路阻抗，并且基于所确定的线路阻抗确定该电源和该装置之间的距离。

应理解如所要求的那样，前述的一般描述和下面的详细描述这两者都仅是示例的和解释的而并非是对本公开的限制。

附图说明

通过引用在与下面图解示出的图相关地考虑时的详细描述和权利要求，可以获得对本公开的实施例的更完整的理解。

图1图解示出根据多个实施例的示例的总线装置。

图2描绘根据多个实施例的用在总线装置中的示例的开关电路。

图3A-3C图解示出根据多个实施例的用于确定总线拓扑的方法。

图4描绘用于DALI节点的典型的现有技术的收发器部分。

具体实施方式

尽管结合DALI总线架构来描述本公开中的示例实施例，但可以结合任意其它适当的总线架构使用本公开。

示例实施例的详细描述在此引用以图解示出的方式示出示例实施例及其最佳模式的附图和图片。尽管足够详细地描述了这些示例实施例以使得本领域技术人员能够实施本公开，但应当理解可以实现其它的实施例并且可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出逻辑和机械的改变。因此仅仅是为了图解示出而并非是限制的目的而在此给出详细的描述。例如，在任意的方法或处理描述中记载的步骤可以以任意的顺序被执行而不局限于所给出的顺序。此外，任意的功能或步骤可以被外包给一个或多个第三方或者由一个或多个第三方执行。更进一步地，任意的对单个的引用可以包括多个实施例，并且任意的对多于一个部件的引用可以包括单个实施例。

在在此的详细描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“例子实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但每个实施例可以不必包括该特定的特征、结构或特性。此外，这样的短语不必引用相同的实施例。进一步地，当与实施例相关地描述特定的特征、结构或特性时，应承认与其它实施例（无论是否被明确地描述）相关地实现这样的特征、结构或特性是在本领域技术人员的认知之内。在阅读描述之后，对于一个或多个相关领域技术人员来说如何在替选实施例中实现本公开将是明显的。

在多个实施例中，使用在此描述的多个特定机器来实现在此描述的方法。如本领域技术人员将要立即了解的那样，可以以任意适当的组合使用以下的特定机器以及在下文发展出的那些机器，来实现在此描述的方法。进一步地，如根据本公开毫无异议地那样，在此描述的方法可以得到某些物品的多个变换。

具有故障隔离开关的示例装置

图1图解示出可以与DALI网络或其它总线架构一起使用的网络装置100的示例实施例。装置100在此还可以被称为“节点”。装置100包括总线接口105和用于经由总线接口105传输和接收数据的收发器110。装置100进一步包括用于控制装置100的微处理器和外围设备115（除了其它方面以外，外围设备还可以包括产生至外部镇流器的变暗信号的电路系统），以及用于对装置100供电的电源120。装置100还包括用于经由总线接口105连接装置100以及将装置100从总线断开的故障隔离开关125。

本公开的实施例可以协同总线上任意数量和类型的不同装置来操作。在图1中描绘的示例实施例中，装置100可以是任意类型的DALI兼容装置，诸如照明装置、传感器、小键盘和/或遮光件。装置100可以被配置成执行任意其它适当的功能。例如，装置100可以被配置成用作控制装置以便利总线上其它装置之间的通信。在一个实施例中，装置100可以起总线判别器的作用以宣布总线对该总线上的任意其它一个或多个装置空闲以开始通信（而不是指令特定节点来响应）。根据本公开的其它实施例的装置还可以被配置成利用诸如RS485、控制器区域网络（Controller Area Network，CAN）和/或局部互联网络（Local Interconnect Network，LIN）的总线架构来操作。

装置100可以包括任意适当的总线接口105。在图1中描绘的示例实施例中，总线接口105被配置成将装置100耦合至两导体DALI通信总线或其它两导体总线。

故障隔离开关125

故障隔离开关125被耦合至总线接口105并且被配置成在断开状态和闭合状态之间交替。当故障隔离开关125处于闭合状态时，装置100经由总线接口105连接至总线，并且当故障隔离开关125处于断开状态时，装置100经由总线接口105从总线断开。在图1中描绘的示例实施例中，总线接口105连接至的通信总线使用两个导体。因此，可能发生在该总线上的两个故障包括在这两个导体之间的开路和短路。在某些实施例中，装置100可以被配置成耦合至例如CAT5线缆，在这种情况下，可能因为具有多个导体的CAT5线缆而发生附加的断开/短接置换。

在图1中描绘的实施例中，故障隔离开关125允许通过中断通信总线的两个信号线路中的一个而使装置100从总线断开。除了其它方面以外，故障隔离开关125还允许安装人员隔离开路和短路。在开路的情况下，至开路之后或者后续于开路的节点的通信是不可能的，因此可以通过识别总线上的最后的通信节点来识别开路的位置。在短路的情况下，短接通常影响总线上的所有节点从而与所有节点的通信被先占。然而，故障隔离开关125允许总线上的大多数节点保持正常运转同时帮助隔离短接源。

故障隔离开关125可以以任意方式实现，诸如通过利用机械继电器或半导体（诸如MOSFET）。例如，可以针对两导体总线（诸如DALI总线）以低成本和低功耗实现MOSFET。在其它情况下，诸如当被耦合至装置的总线包括多于两个导体时，机械继电器可能是有利的，这是因为这样的继电器有多个接触部可用，多个接触部可以被连接至总线的导体以便将装置从总线断开。

在一些总线架构中，如果当装置100被安装时故障隔离开关125起初是闭合的，并且在总线上出现短路，则没有电力可被递送至节点100。因此，节点100可能不能够使故障隔离开关125加电或断开，这阻止了故障被隔离。因此，在一个实施例中，故障隔离开关125被配置成默认保持断开直到被配置成其闭合位置为止。然后在加电阶段期间，节点100将闭合其故障隔离开关125并监测故障的状况。在DALI通信的情况下，当闭合故障隔离开关125时总线可能呈现短接（无电压）。如以下更详细描述的那样，节点100还可以包括用于监测总线并确定诸如噪声增加的其它不利状况的电路系统。如果节点100检测到这样的状况，则节点100将再次断开其故障隔离开关125并由此隔离故障（否则故障会阻止任意通信）。然后节点100可（主动地或根据请求）通知这一状况以便利问题排查。

在图2中描绘了故障隔离开关的示例实施例。在该实施例中，故障隔离开关200包括经由总线接口105（在图1中示出）连接至两导体总线的连接器J2A和J2B。总线的一个导体从端子5到达端子2，同时另一导体从端子4经由MOSFET Q17和Q18到达端子1。MOSFET Q17和Q18可以被控制为要么使信号通过要么隔离信号。MOSFET Q17和Q18被配置成背对背以使得内部体二极管不能形成导电路径。电容器C8存储MOSFET Q17和Q18中的每一个的栅极-源极两端的电压，同时电阻R17使电容器C8放电以便断开故障隔离开关200。齐纳二极管205保护MOSFET Q17和Q18的栅极免于过电压。

在操作中，如果MOSFET Q17和Q18中断负信号路径，则施加高于MOSFET Q17和Q18的栅极-源极阈值电压的栅极电压以接通MOSFET Q17和Q18。如果MOSFET Q17和Q18中断正信号路径，则在MOSFET Q17和Q18的各自栅极处的电压必须高于栅极-源极阈值和正信号幅度的和。该更高的电压可以由充电泵210获得。为了激活充电泵210，微控制器（图2中未示出）切换输入2W_SW，进而接通和关断晶体管Q10。在晶体管Q10导通时电容器C9经由二极管D7A充电至源电压VCC。在晶体管Q10断开时，电容器C9的负端子经由电阻R14升高至源电压VCC。然后电容器C9经由二极管D7B和晶体管Q1放电至电容器C8。一旦电容器C8被充分地充电，MOSFET Q17和Q18接通。为了关断故障隔离开关200，微控制器停止切换输入2W_SW并且电容器C8经由电阻R17放电。在当负信号路径被中断时的配置中，晶体管Q1和电阻R20阻止接通故障隔离开关200。在没有晶体管Q1的情况下，电容器C8会经由二极管D7A和D7B不受控制地充电。

装置100可以被配置成以任意适当的方式使其故障隔离开关125在断开状态和闭合状态之间交替。例如，可以经由装置100的微控制器115控制故障隔离开关125。附加地（或者替选地），装置100可以被配置成响应于经由总线来自另一装置的信号来交替故障隔离开关125的状态。装置100可以被配置成让故障隔离开关125无限期地处于其断开或闭合状态（例如，直到接收指示故障隔离开关125应当被交替为另一状态的第二信号为止）或者让故障隔离开关125处于其断开或闭合状态预定的一段时间并且然后交替为另一状态。故障隔离开关125还可以被配置成保持在一个状态（例如，断开状态）预定的一段时间，在这之后其无限期地保持在另一状态（例如，闭合状态）。

装置100可以被配置成检测任意形式的故障，诸如线路故障、线缆的导体之间的短路、开路、线路回路、打断以及干扰。可以使用之前描述的装置100检测开路和短路。此外可以将用于故障检测的电路系统集成到装置100中。在加电时，装置100闭合其故障隔离开关125并观察总线。如果总线呈现故障，则装置100被配置成断开其故障隔离开关125，由此隔离故障。在实施例中，在装置100用作总线上的控制装置的情况下，装置100可以被配置成指令总线上的其它节点暂时地闭合它们各自的故障隔离开关。在该时间期间，用作控制装置的装置100能够估计总线状况以识别故障。在预定的一段时间之后，或者当被用作控制装置的装置100指令时，总线上的每个节点将其故障隔离开关从闭合位置配置成断开位置。在一些情况下，诸如在状况适合于在总线上通信的情况下，用作控制装置的装置100可以指令节点持久地闭合其故障隔离开关以便使故障状况引起安装人员的注意。

检测总线网络拓扑

如上面讨论的那样，了解总线网络的拓扑经常是非常重要的。例如，为了响应于日光而使灯变暗（例如，灯被连接至建筑物中的DALI网络），知道照明节点中的哪些位于该建筑物的窗口附近以及哪些节点位于该建筑物的内部可能是重要的。在常规的DALI安装中，软件工具被用于示出已经在总线上被发现的每个节点特有的地址。然后安装人员指令节点使其灯循环地点亮和熄灭并尝试定位哪些灯在循环地点亮和熄灭。在一些情形下，诸如开放的店铺，这种处理相对有效。在其它情况下，诸如在办公室建筑物中，在不进行广泛的手动调查的情况下，经常难以确定哪些灯在循环，从而使得处理非常耗时并且因此非常昂贵。

除了其它方面以外，本公开的实施例还可以帮助确定总线网络的拓扑以加快物理地定位节点的处理，特别是在其中安装人员以安排好的方式（例如，安装人员顺着走廊并且在移到另一办公室之前在一个办公室内布线所有节点）连接节点的情况下（诸如许多照明安装）。由于节点的物理位置被确定，这些物理位置可以在被称为“映射”的处理中经计算机（无论是便携的—诸如但不局限于书写板、膝上电脑等，还是非便携的—诸如但不局限于桌上计算机）上的用户接口被输入到楼层平面图中。

在一个实施例中，如上面描述的那样，配备有故障隔离开关的节点（诸如在图1中示出的节点100）可以被用于确定线路拓扑以及隔离故障。在该实施例中，总线上的所有装置100的故障隔离开关125是断开的。结果，在总线上只能看到被直接连接至主控制单元的第一节点100，因为所有后续节点被断开。信号被主控制单元发送到第一节点100以将其故障隔离开关125配置到闭合位置，从而允许识别总线上的下一后续节点100。可能有两个或更多个节点100呈现为故障隔离开关125被闭合，从而指示通信总线已经被分叉，在这种情况下可以分开地调查每个分叉。该处置还可以检测其中通信总线分叉以刚好在总线更下游的某个位置处重新接合起初的分叉的回路。

在一些实施例中，不必要总线上的所有节点都包括故障隔离开关125或者否则能够选择性地被连接并从总线断开以确定故障或拓扑。例如，开关可以被包括在节点的子集中以降低系统成本。在这种情况下，特定的故障可能不能被追溯到单个节点100而是追溯到一组节点100。然而，在实践中，在节点100的组中的节点100处于彼此的合理的邻近之内的情况下，这种不确定性可能不会造成问题。

为了防止在拓扑检测处理期间在通信总线下游远处的节点100被断开长的时间段（并且因此不正常运转），可以指令每个节点100仅暂时地断开其开关。在一个实施例中，用于每个节点100的故障隔离开关125可以被配置成保持断开预定的一段时间以使得节点100的内部电源（或能量存储装置）可以对节点100供电。例如在DALI照明控制系统中，这允许照明设备在拓扑检测处理期间保持完全正常运转。此外，因为节点100被添加到系统中，所以能够在不中断照明控制系统的操作的情况下确定新节点100相对于其它节点100的位置。在暂时断开的时段期间，可以广播命令。例如，该命令可以指令仍然能够通信的那些节点100以设置标记。在一个实施例中，命令可以相对短以使得断开的持续时间同样短。然后，当故障隔离开关125再次闭合时，系统可以确定哪些节点100使其标记被设置以及哪些节点100没有使其标记被设置。没有使其标记被设置的那些节点100被定位在暂时地断开故障隔离开关125的节点100之后。

在实施例中，节点100可以被配置成检测电力的暂时缺失并且在这种事件时设置标记。然后当在一个节点100之后的节点100设置它们的标记时，指令该一个节点100暂时地断开故障隔离开关125。然后，在故障隔离开关125被再次闭合时，系统确定哪些节点100看到暂时断开以及哪些没有。

在实施例中，总线上来自节点100的通信能够被监测以确定总线的线路拓扑。例如，命令能够被发布到总线上以使得接收该命令的任意节点100将以通信（例如，经由收发器110）来响应。通过了解使其故障隔离开关125处于断开或闭合状态的节点100并且通过识别总线上的以下节点100：从这些节点接收了这样的通信（即，哪些节点100看到命令以及哪些没有），能够确定总线拓扑。

图3A-3C图解示出根据实施例的确定线路拓扑的例子。图3A描绘了节点[1]到[7]的实际线路拓扑，节点[1]到[7]中的每一个是在此描述的节点100。断开用于节点[1]到[7]的每一个的故障隔离开关125，并且确定通信被中断的节点[1]到[7]。例如，现在引用图3B，用于节点[1]的故障隔离开关125被断开，导致与节点[3]，[5]，[6]和[7]的通信被中断。然后用于节点[1]的故障隔离开关125被闭合，并且用于节点[2]的故障隔离开关125被断开，以此类推遍历节点[1]到[7]中的每一个，得出在图3B中的表。

基于图3B中示出的结果，识别用于每个节点（X）的一组子代节点（Y）。对于所述一组子代节点（Y）中的每个子代节点（Y），来自所述一组子代节点（Y）中的还是子代节点（Y）的子代的那些节点（Y）被移除。例如，对于节点X=[5]，所述一组子代是节点[3]，[6]和[7]。将呈现为Y的子代的节点从该组中移除得出：

Y=[3]移除[6]

Y=[6]不移除

Y=[7]不移除。

组中剩余的子代因此是节点[3]和[7]。

剩余的节点，即在上面的例子中的节点[3]和[7]，指示节点—即节点[5]—的直接子代。如能够在图3A中的实际拓扑图中证实的那样，节点[3]和[7]的确为节点[5]的直接子代。图3C针对节点[1]到[7]中的每一个描绘该处理的结果，其能够被用于描绘总线的拓扑（例如，使用如在图3A中示出的树结构）。

在某些实施例中，诸如针对计算机系统总线确定总线拓扑，可能更期望的是识别父代节点而不是任意数量的子代，即，识别节点Q是剩余在所述一组子代中的那些节点的父代。在上面有关图3A-3C的例子中，节点[5]是节点[3]和[7]的父代。

附加地或者替选地，能够基于监测装置被连接到总线的顺序来确定总线的拓扑。如更早描述的那样，实施例能够被用于当系统可操作的同时确定总线拓扑。在这种情况下，总线能够被监测并且检测节点的添加并标注它们的添加顺序。在该实施例中，节点被连接到系统的顺序能够被用于确定线路拓扑，特别是在以菊花链配置添加节点的情况下。该方法还可以补充其它拓扑扫描方法。例如，在仅有一定百分比的节点包括故障隔离开关的情况下（如上面描述的那样），节点被添加的顺序能够帮助确定在具有开关的节点之间的拓扑。

附加地，任意适当的总线架构的总线的电特性可以被用于帮助确定总线的线路拓扑。在一个实施例中，能够使用在耦合至总线的电源和耦合至总线的装置之间的总线的所测量的线路阻抗来确定DALI总线的拓扑。

图4描绘用于DALI节点的典型收发器部分400。在该例子中，桥整流器D1对DALI信号整流并使收发器极性不敏感。在逻辑1期间，在DALI线处出现电压并且该电压足够高从而齐纳二极管D2导通。因此，在接收光耦上的LED D3照射并且晶体管T1导通。微控制器经由RX引脚辨认出这种情况。电阻R1限制通过LED D3的电流。在逻辑0期间，DALI线上的电压过低以至于齐纳二极管D2不导通，并且因此LED D3和晶体管T1将断开。

如前面所描述的那样，节点必须短接DALI线以便在总线上生成逻辑0。在逻辑1期间，简单地让总线非短接。为了产生逻辑0，用于装置的微控制器（未示出）使电流通过二极管D4，进而引起晶体管T2导通。进而电流被经电阻R3提供至晶体管T3的基极，晶体管T3然后经桥整流器D1短接DALI总线。

在电源（未示出）处，能够在DALI装置短接总线的同时记录电流和电压的读数。能够通过基于诸如制造商、型号、装置种类的特性和/或可能影响当装置通信时被测量的电压的任意其它特性的偏置来校准电压读数。在一个实施例中，经由通信总线和数据库中的查找表提取装置的制造商和型号信息以获取用于该装置的偏置。一旦电压已经被校准，能够根据欧姆定律计算电源和装置之间的线路阻抗。线路阻抗与线路长度成比例，从而允许确定到每个节点的距离。因此即便在其中节点未配备有上面描述的故障隔离开关的情况下，这也能够帮助确定总线的线路拓扑。

在例子中，再次引用图4，节点产生在桥整流器D1中的两个二极管压降的（主要是电流独立的）电压压降以及在晶体管T3中的另一基极-发射极压降，或者大约2.1伏（V[偏置]）。在逻辑0期间，电源可以将电压降低至V[0]水平以便将电流限制为250mA。然后经由下面的等式获得与线路长度l成比例的线路阻抗：

1~R=（V[0]-V[偏置]）/250mA。

具有安装模式的节点

如前面所讨论的那样，通信系统能够经历多种不同的故障状况，其中的许多可能难以定位。常规的诊断设备经常是昂贵、复杂的并且/或者难以操作。此外，即使在常规的系统检测到故障时，确定该故障的确切的位置可能仍然是繁复并且耗时的。

在本公开的一个实施例中，总线装置（诸如在图1中示出的装置100，具有或不具有故障隔离开关125）被配置成在“安装模式”下加电以在安装人员将装置布线到带电的（供电的）总线时帮助识别故障。装置100被作为节点100添加到总线，系统（诸如耦合至总线的计算机系统）监测总线并保持每个节点100和其类型的清单。

计算机系统能够进一步把通信传输到节点100，该通信由节点100接收（例如，通过收发器110）。由节点100来验证该通信，并且如果验证成功（指示节点100正常运转并且被恰当地安装），节点100可以激活其一个或多个特征。能够以任意适当的方式激活节点100的特征，诸如被交替地激活并且被重复地去激活、被激活预定的一段时间并且然后被去激活以及/或者与节点100的其它特征相结合地被激活/去激活。例如，小键盘可以表征生成视觉指示器（诸如使指示器闪烁许多次）的LED指示器。被连接至照明装置的节点100可以生成包括使灯循环地点亮和熄灭许多次的视觉指示器。节点100还可以生成听觉指示器，诸如经被耦合至节点100的扬声器播放的声音，或者节点100的机械继电器的由于该节点使灯循环的听觉“滴答声”。节点100可以生成视觉和/或听觉指示器的任意组合。

以这种方式，由节点100生成的听觉和/或视觉指示器立即向安装人员提供节点100的安装正常运转（或保持正常运转）的反馈。如果节点100未能生成指示器，则安装人员知道在上一个被成功地检测的节点100和最近被安装的节点100之间必定出现故障。该实施例还可能特别是在检测间歇故障—诸如可能由松动的或被不恰当地安放的连接器引起—时有效。

在关注于照明系统的实施例中，被耦合至总线的多个装置包括小键盘和照明装置。响应于来自小键盘的在总线上的通信（例如，由于在小键盘上按压按钮），照明装置被配置成在两个或更多个状态之间交替。例如，照明装置可以在高亮度、低亮度和熄灭的状态之间循环。除了其它方面以外，该循环还帮助向安装人员表明节点既能够通信又被正确地布线至照明装置的镇流器或LED驱动器。在该实施例中，能够测试任意数量的小键盘和照明装置。所有的灯能够被同时地、单独地或者分组地循环。

可以以任意方式—诸如通过硬件、软件或两者的组合—实现上面描述的实施例。通过软件实现的功能可以由任意适当的基于计算机的系统来执行。这样的软件程序可以被存储在任意的计算机可读介质上，诸如软盘、硬盘、CD-ROM、DVD、任意类型的光盘或磁光盘、易失性或非易失性存储器和/或适于存储电子指令并能够与计算装置接口的任意其它类型的介质。根据本发明的实施例的方法可以协同任意类型的计算机系统—诸如个人计算机（PC）、服务器、蜂窝电话、个人数字助理（PDA）、便携式计算机（诸如膝上电脑）、嵌入的计算系统和/或任意其它类型的计算装置—进行操作。计算机系统可以包括以任意方式—诸如通过分布网络—连接的任意数量的计算装置。计算机系统可以与任意数量的用户和/或其它计算装置通信和/或接口来以任意方式—诸如经由局域网（LAN）、蜂窝通信、无线电、卫星传输、调制解调器和/或互联网等—发送并接收任意适当的信息。

上面示出并描述的特定实现是本发明及其最佳模式的图解示出而不是相反地意图以任意方式限制本发明的范围。实际上，为了简短的目的，可以不详细描述系统的常规的数据存储、数据传输以及其它功能方面。此外，在各个图中示出的连接线意图代表各个元件之间的示例功能关系和/或物理耦合。在实际的系统中可以出现许多替选的或附加的功能关系或物理连接。

术语“非暂态”被理解为仅从权利要求范围中去除传播暂态信号本身而不是对于所有不仅仅传播暂态信号本身的标准计算机可读介质放弃权利。换言之，术语“非暂态计算机可读介质”的含义应当被解释为仅排除在In Re Nuijten中找到而落到根据35 U.S.C.§101的可授予专利权的主题的范围之外的那些类型的暂态计算机可读介质。

在此已经关于特定实施例描述了益处、其它优点以及对于问题的方案。然而，可能引起任何益处、优点或方案发生或变得更显著的益处、优点、对于问题的方案以及任何元件并非被解释为本公开的关键的、所要求的或本质的特征或元件。本公开的范围因此只由随附权利要求书所限定，其中除非明确地说明，以单数引用元件并非意图表示“一个并且仅一个”而是“一个或多个”。此外，在权利要求或说明书中使用类似于‘A，B和C中的至少一个’或‘A，B或C中的至少一个’的短语的情况下，意指该短语被解释为表示可以只有A出现在实施例中、可以只有B出现在实施例中、可以只有C出现在实施例中，或者元件A，B和C的任意组合可以出现在单个实施例中；例如，A和B、A和C、B和C、或者A和B和C。尽管本公开包括方法，但可预期其可以被实施为在实在的计算机可读载体—诸如磁或光存储器或者磁或光盘—上的计算机程序指令。上面描述的示例实施例的元件的对于本领域普通技术人员而言知道的所有结构、化学和功能上的等价被通过引用而确切地合并于此并且意图由本权利要求书所涵盖。此外，因为要被本权利要求书所涵盖，装置和方法不必应对试图由本公开解决的每个问题。更进一步地，本公开中的元件、部件或方法步骤并不意图致力于公众，无论该元件、部件或方法步骤是否被明确地记载在权利要求书中。除非利用短语“用于…的组件”来明白地记载元件，不根据35 U.S.C.112，第六段的规定来解释在此要求的元件。如在此所使用的那样，术语“包括”、“包含”或其任意其它改变意图覆盖非排它的包括，以使得包括一列元件的处理、方法、物品或设备不但包括那些元件而且可以包括未被明白地列出的或这样的处理、方法、物品或设备所固有的其它元件。

Claims (18)

1.一种装置，包括：

总线接口，用于将所述装置连接至总线；

收发器，用于在所述总线接口上经由总线传输和接收数据；以及

故障隔离开关，其被连接至所述总线接口，其中所述故障隔离开关具有断开状态和闭合状态，以使得当所述故障隔离开关处于断开状态时，所述总线接口被从总线断开并且所述收发器不能够经由总线传输或接收数据，并且当所述故障隔离开关处于闭合状态时，所述总线接口被连接至总线并且所述收发器能够经由总线传输和接收数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述故障隔离开关进一步包括故障检测电路，其中所述故障检测电路被配置成识别与总线关联的故障，并且响应于识别所述故障将所述故障检测开关交替到断开状态。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述故障检测开关具有初始操作模式和稳定操作模式，并且所述故障检测开关被配置成在所述初始操作模式中时默认为断开状态。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述故障隔离开关被配置成响应于经由所述总线接口从总线接收的信号在断开状态和闭合状态之间交替。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述故障隔离开关被配置成保持在断开状态或闭合状态直到经由所述总线接口从总线接收到第二信号为止。

6.根据权利要求1所述的装置， 进一步包括微控制器，其中所述微控制器被配置成控制所述装置并向被连接至所述装置的另外的装置提供输出信号。

7.一种方法，包括：

将多个装置耦合至总线，其中所述多个装置中的至少一个装置包括:

总线接口，用于将所述至少一个装置连接至总线；

收发器，用于在所述总线接口上经由总线传输和接收数据；以及

故障隔离开关，其被连接至所述总线接口，其中所述故障隔离开关具有断开状态和闭合状态，以使得当所述故障隔离开关处于断开状态时，所述总线接口被从总线断开并且所述收发器不能够经由总线传输或接收数据，并且当所述故障隔离开关处于闭合状态时，所述总线接口被连接至总线并且所述收发器能够经由总线传输和接收数据，以及其中当所述开关处于断开状态时与总线上的所述多个装置中后续于所述装置的一个或多个其它装置的通信被中断；

将所述多个装置中的至少一个装置的所述故障隔离开关从断开状态配置成闭合状态；

经由总线从所述多个装置中的一个或多个装置接收通信；以及

重复配置和接收的步骤以基于被配置的故障隔离开关和从所述多个装置接收的通信来确定线路拓扑。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

将所述多个装置中的装置的所述故障隔离开关配置成保持在断开状态预定的一段时间，并且然后交替到闭合状态。

9.根据权利要求7所述的方法，其中接收包括：

从所述多个装置中的一个或多个装置接收通信；以及

监测总线以确定所述多个装置中传输通信的一个或多个装置；

以及其中重复包括：

重复配置、接收和监测的步骤以识别所述多个装置中的每个装置被耦合至总线的顺序；以及

基于被识别的顺序确定所述多个装置的线路拓扑。

10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

将电源耦合至总线；

响应于由被耦合至总线的所述多个装置中的装置经由总线接收通信，测量总线上的电流和总线上的电压中的至少一个；

确定所述电源和所述装置之间的线路阻抗；以及

基于被确定的线路阻抗确定所述电源和所述装置之间的距离。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

通过偏置校准至少一个所测量的电压和所测量的电流，所述偏置基于所述装置的一个或多个特性。

12.根据权利要求7所述的方法，其中配置包括：

经由总线将通信传输至被耦合至总线的所述多个装置；

以及其中接收包括：

经由总线从所述多个装置中的第一装置子集接收一个或多个响应通信；以及

基于所接收的一个或多个响应通信，识别所述多个装置中的第二装置子集，其中没有经由总线从所述第二装置子集接收到响应通信；

以及其中重复包括：

使用所接收的一个或多个响应通信以及被识别的所述多个装置中的第二装置子集来在总线上定位故障。

13.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

经由总线将通信传输至被耦合至总线的所述多个装置；

经由总线从所述多个装置中的第一装置子集接收一个或多个响应通信；

基于所接收的一个或多个响应通信和被确定的线路拓扑，识别所述多个装置中的第二装置子集，其中没有经由总线从所述第二装置子集接收到响应通信；以及

使用所接收的一个或多个响应通信、被确定的线路拓扑以及被识别的所述多个装置中的第二装置子集来在总线上定位故障。

14.一种系统，包括：

系统总线；

被连接至所述系统总线的电源；

被连接至所述系统总线的多个装置，其中所述多个装置中的每个装置包括：

总线接口，用于将所述装置连接至总线；

收发器，用于在所述总线接口上经由总线传输和接收数据；以及

故障隔离开关，其被连接至所述总线接口，其中所述故障隔离开关具有断开状态和闭合状态，以使得当所述故障隔离开关处于断开状态时，所述总线接口被从总线断开并且所述收发器不能够经由总线传输或接收数据，并且当所述故障隔离开关处于闭合状态时，所述总线接口被连接至总线并且所述收发器能够经由总线传输和接收数据；

照射器，其中所述照射器包括用于提供照射的光源和用于提供电力以使所述光源照射的照明电源，以及其中所述照射器被连接至所述多个装置中的装置，以使得所述照射器的操作被所连接的装置控制；以及

控制装置，包括：

总线接口，用于将所述控制装置连接至所述系统总线；

经所述总线接口连接至所述系统总线的通信装置，所述通信装置被配置成经由所述总线接口传输和接收数据；

处理器，其被连接至所述总线接口和所述通信装置；以及

存储器系统，其被连接至所述处理器，其中所述存储器系统存储当被所述处理器执行时引起所述控制装置执行以下操作的指令：

通过所述通信装置经由所述总线接口从所述系统总线接收来自所述多个装置中被连接至所述照射器的装置的通信；

验证所述通信以产生动作结果；以及

作为响应，基于所述动作结果，向所述多个装置中被连接至所述照射器的所述装置传输引起所述照射器经由所述照射器的所述光源生成视觉指示器的命令。

15.根据权利要求14所述的系统，其中传输包括：

作为响应，基于所述动作结果，向所述多个装置中被连接至所述照射器的所述装置传输引起所述照射器通过交替地激活并且去激活所述照射器的所述光源来生成视觉指示器的命令。

16.根据权利要求14所述的系统，其中验证包括：

验证所述通信以产生动作结果，其中所述动作结果包括给所述多个装置中被连接至所述照射器的装置的命令，其中所述命令将引起所述装置控制所述照射器经由所述照射器的所述光源生成视觉指示器；

以及其中传输包括：

作为响应，将所述动作结果中的所述命令传输给所述多个装置中被连接至所述照射器的所述装置，以使得所述装置根据被传输的命令控制所述照射器。

17.根据权利要求14所述的系统，进一步包括：

照明控制装置，其被配置成接收输入，其中所述照明控制装置被连接至所述照射器，以使得所述照射器的操作能够由所述照明控制装置、所述多个装置中被连接至所述照射器的所述装置、或者所述照明控制装置和所述多个装置中被连接至所述照射器的所述装置这两者来控制，以及其中所述照明控制装置被连接至所述多个装置中的装置，以使得所述照明控制装置的操作能够由被接收的输入、所连接的装置、或者被接收的输入和所连接的装置这两者来控制；

以及其中所述存储器系统存储当被所述处理器执行时引起所述控制装置执行以下操作的指令：

通过所述通信装置经由所述总线接口从所述系统总线接收来自所述多个装置中被连接至所述照明控制装置的所述装置的通信；

验证所述通信以产生动作结果；以及

作为响应，基于所述动作结果，向所述多个装置中被连接至所述照射器的所述装置传输命令，该命令引起所述照射器基于被传输的命令来操作以生成视觉指示器。

18.根据权利要求17所述的系统，其中传输包括：

作为响应，基于所述动作结果，向所述多个装置中被连接至所述照明控制装置的所述装置传输命令，该命令引起所述照明控制装置基于被传输的命令来操作所述照射器以生成视觉指示器。

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