CN103634417A - 一种分配节点地址的方法及一种计算机网络体系结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在计算机网络体系结构中分配节点地址的方法以及一种执行此类方法的计算机网络体系结构。该计算机网络体系结构包含至少一个主节点和至少一个与主节点的下游串行连接的从节点，其中每个从节点均包含连接其上游传输线路和下游传输线路的开关；当开关打开时，主节点和任何上游从节点不会通过传输线路与任何下游从节点连接；当开关闭合时，从节点和任何上游从节点会通过传输线路与任何下游从节点连接。在执行该方法前：至少有一个从节点仍未获分配唯一的从地址；此类从节点共享默认的从地址；且具有默认从地址的任何从节点中的开关处于断开状态。

Description

一种分配节点地址的方法及一种计算机网络体系结构

技术领域

本发明公开内容涉及一种在计算机网络体系结构中分配节点地址的方法，以及执行该方法的一种计算机网络体系结构。

背景技术

在计算机网络中，数据在各个网络节点之间传输，这些节点可以是网络设备或电路板。这些网络节点可通过网络媒介耦合得到，例如同轴电缆、双绞线或者无线连接。

图1显示了根据现有技术的一个串行通信网络。在此网络中，主节点100和从节点101至10n通过两条信号线105（串行数据）和107（串行时钟）连接。为使主节点设备访问从节点设备，则必须为每个从节点分配从地址。例如，在图1中，每个从节点（101、102至10n）均有一个按一比特递增的地址：“1010000”分配给101、“1010001”分配给102，以此类推，为每个从节点分配一个地址。在主从节点之间发送数据之前、激活网络时或向现有网络添加新的从节点时，需要为从节点分配地址。

发明内容

本发明公开了一种改进的从节点地址的分配方法及由此方法得到的网络系统。

根据第一个方面，本发明提供了一种在计算机网络体系结构中分配节点地址的方法，该体系结构包含至少一个主节点和至少一个与所述主节点的下游串行连接的从节点，所述或者每一个从节点包含一个连接其上游传输线路和下游传输线路的开关，当开关断开时，所述主节点和任何上游从节点不会通过所述传输线路与任何下游从节点连接；当开关闭合时，所述从节点和任何上游从节点会通过所述传输线路与任何下游从节点连接。其中，在执行该方法前：至少一个所述从节点仍未分配唯一的从地址；未获得唯一从地址的任何从节点共享默认的从地址；且具有所述默认从地址的任何从节点中的所述开关处于断开状态。所述方法包括以下步骤：a)所述主节点向所述默认从地址发送一则消息；b)具有所述默认从地址的最远上游从节点获得分配唯一的从地址；c)在步骤b)中被分配所述唯一从地址的所述从节点闭合连接所述上游传输线路和所述下有传输线路的开关，以便使所述主节点和任何上游从节点连接至任何下游从节点；d)在步骤b)中已获分配所述唯一从地址的所述从节点向所述主节点发送一则确认消息；e)如果还有具有默认从地址的从节点，每个这种从节点重复步骤a)至d)。

本发明公开了一种改进的节点地址的分配方法。该方法简单快速。此方法由所述主节点控制，保证了正确的从节点连接策略，尤其是当主节点和从节点之间的连接线路中存在其他信号时。此方法提供了一条通用的传输线路以进行广播和发送命令。

主节点发送的消息可包含向消息接收者分配唯一从地址的指令，而步骤b)包含具有上述默认从地址的最远上游从节点执行该消息。可选择地，可单独发送分配唯一从地址的指令，或者从节点可在接收到上述默认从地址的消息时自动获取唯一从地址。

在步骤a)后，该方法还可包含一个步骤，即具有默认地址的最远上游从节点确认已收到消息。可通过上述从节点和上述主节点之间的接收线路向上述主节点发送确认消息。

可选择地，步骤d)中由从节点向主节点发送的确认消息可包含已分配唯一从地址且上游传输线路和下游传输线路已经连接的确认说明。因此，就无需在步骤a)后发送单独的确认消息。可通过主节点和从节点之间的接收线路向主节点发送步骤d)的确认消息。

在一个实施例中，步骤c)会在步骤b)从节点已获分配唯一从地址后自动执行。这种方法快速且简单。在一个实施例中，上述消息包含一个在从节点获分配唯一从地址后，将消息接收者的上游传输线路与消息接收者的下游传输线路连接的指令。该消息可包含一个向消息接收者分配唯一从地址的指令以及一个连接消息接收者的上游传输线路和下游传输线路的指令。在另一个实施例中，执行步骤c)以响应所述主节点发出的第二则消息。此第二则消息会发送至上述唯一从地址。

步骤e)可包含上述主节点定期检查是否存在具有默认从地址的从节点；步骤e)可包含主节点向默认从地址发送消息；步骤e)可包含主节点检测与一个或多个下游从节点通信中发生的中断，并判断该通信中的中断是由于从节点仍采用默认从地址引起的。

至少一个主节点和至少一个从节点可通过用于通信的接收线路，以从节点到主节点的方向进行连接。如此一来，主节点到从节点方向的通信将位于传输线路，而相反方向的通信则位于接收线路。接收线路可用于同步消息返回和时间多路复用数据返回。根据一个实施例，如果要向主节点发送确认消息，则会通过接收线路发送。根据一个实施例，步骤d)的确认会通过接收线路发送。

在一个实施例中，在执行该方法前，所有从节点均未获分配唯一的从地址。因此会针对每个从节点重复执行步骤a)至e)，直至所有从节点获分配唯一的从地址。该方法可在主节点和从节点之间开始通信之前使用，例如，在第一次激活网络时。

在另一个实施例中，在执行该方法前，至少有一个从节点获分配了唯一的从地址。因此，仅针对未获分配唯一从地址且具有默认从地址的从节点或者节点重复执行步骤a)至e)，直至所有从节点获分配唯一的从地址。该方法可在向现有网络添加新从节点时使用。

根据第二个方面，本发明提供了一个计算机网络体系结构，其包含：至少一个主节点；至少一个与主节点的下游串行连接的从节点；以及连接至少一个主节点和至少一个从节点的传输线路，且该传输线路用于下游方向的通信；其中每个从节点均包含连接其上游传输线路和下游传输线路的开关；其中计算机网络体系结构被设置如下：当一个从节点未获分配唯一从地址时，该从节点将采用默认的从地址，此默认的从地址是所有未获分配唯一从地址的从节点共有的，且该从节点中的开关将处于断开状态，以使主节点和任何上游从节点不会通过传输线路与任何下游从节点连接；而当一个从节点获分配唯一的从地址时，该从节点中的开关闭合，以使主节点和任何上游从节点通过传输线路与任何下游从节点连接。

该计算机网络体系结构以改进的方式为从节点分配节点地址，且从节点为串行连接。根据一个实施例，针对通信和功率信号只提供了一条传输线路。主节点发送至默认从地址的任何消息仅由具有默认从地址的最远上游从节点执行操作，原因在于该从节点的开关处于断开状态，阻止了与任意下游具有默认从地址的从节点的连接。采用此种方法，如果主节点向默认从地址发送消息，该消息包含向第一个消息接收者分配唯一从地址的指令，那么唯一从地址将仅分配给具有默认从地址的最远上游从节点。如果主节点随后又向唯一从地址发送了一则消息，那么该消息会由刚刚获分配了唯一从地址的从节点执行。如果该消息包含连接上游传输线路和下游传输线路的指令，那么刚刚获分配唯一从地址的从节点将闭合开关以连接上游传输线路和下游传输线路。这样就可以通过默认从地址为更多的下游从节点分配地址。

计算机网络体系结构还可包含连接至少一个主节点和至少一个从节点的接收线路，该接收线路用于上游方向的通信。采用此种方法，主节点到从节点方向的通信将位于传输线路，而相反方向的通信则位于接收线路。接收线路可用于同步消息返回和时间多路复用数据返回。

所述或者每一个从节点还可包含一个连接至接收线路的加法器。所述加法器使从节点可通过接收线路接收下游数据、添加数据以及向上游发送合并的数据。根据一个实施例，任何从节点均会在获分配唯一从地址且仅在主节点为从节点分配地址后，仅响应主节点。因此，在此实施例中，从节点仅在获主节点分配地址时才能向接收线路添加数据。根据一个实施例，如果主节点消息要求响应，则主节点一次仅为一个从节点分配地址；而不要求响应的消息可发送至所有从节点。

所述或者每一个从节点还可包含一个连接至传输线路的处理器，用以接收和处理主节点的数据。

根据第三个方面，本发明提供了一个计算机网络体系结构以执行本方法的第一个方面。

根据第四个方面，本发明提供了一个用于第三个方面或第四个方面的计算机网络体系结构的从节点。

关于本发明所述某一方面的特点也适用于本发明的其他方面。

附图说明

通过以下对附图的描述，本实用新型实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中

图1为现有技术的节点地址分配的网络。参考图2至7，本发明通过实施例进一步详细说明，其中：

图2显示了根据第一个实施例分配节点地址之前的计算机网络；

图3显示了图2中节点地址分配第一步的计算机网络；

图4显示了图2和3中节点地址分配第二步的计算机网络；

图5显示了基于第二个实施例的计算机网络；

图6显示了基于第三个实施例的计算机网络；

图7显示了根据一个实施例的地址分配方法流程图。

具体实施方式

下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。在各个附图中采用相同的附图标记来表示相同的部件，因此相同部件的构造将不再重复描述。

以下结合附图以及具体实施方式对本实用新型的技术方案做进一步说明。

图2显示了基于第一个实施例的计算机网络。其还显示了分配从节点地址之前的网络。在图2的实施例中，计算机网络200包含一个主节点201和两个从节点202和203。为简便起见，仅在图2中显示了两个从节点，但计算机体系结构中可包含任意数量的从节点。从节点202和203与主节点201的下游串行连接。在图2的实施例中，每个节点之间通过两条单向通信线路串行连接：用于上游方向（由从节点到主节点）通信的接收线路205和用于下游方向（由主节点到从节点）通信的传输线路207。

在图2中，经由从节点202和203的上游传输线路207分别与从节点202和203内的处理器（分别显示为黑色实心框202a和203a）连接，用以接收并处理主节点201发出的数据。从节点202和203分别包含连接至传输线路207的开关202b和203b，用以连接上游传输线路和下游传输线路，继而连接其他下游从节点。此外，从节点202和203还分别包含一个与接收线路205连接的加法器202c和203c。

为使主节点201访问从节点，则必须为从节点分配唯一从地址。图2显示了为从节点202和203分配唯一从地址之前的计算机网络体系结构200。由于还没有为从节点202和203分配唯一地址，开关202b和203b还处于断开状态，因此每个从节点处的上游传输线路不会与下游传输线路连接。如图2所示，在还没有为从节点202和203分配唯一地址之前，它们具有同一默认地址SLd。如果计算机网络200中还包含其他从节点，那么所有从节点在此阶段共享同一默认地址SLd。下文将介绍节点地址分配流程，参考图3和4。图3显示了图2中节点地址分配第一阶段的计算机网络，图4显示了图2中节点地址分配第二阶段的计算机网络。

再参考图2，首先，主节点201向默认地址SLd发送一则消息。这则消息只能由最远上游从节点202执行。由于开关202b处于断开状态，因此还无法连接从节点202的任何下游从节点（在本实施例中仅限于从节点203）。如此一来，从节点203即使当前具有与从节点202相同的默认地址SLd，也无法执行主节点201发出的消息。在本实施例中，主节点201发出的消息指示分配唯一从地址SL1。由于这则消息只能由从节点202执行，因此从节点202现已获分配唯一从地址SL1。从节点202可通过向主节点201发送回执来确认其已获分配唯一从地址SL1。

从节点202获分配唯一从地址SL1后闭合开关202b，以连接节点202处的上游传输线路和下游传输线路。此操作可在从节点202获分配唯一从地址SL1之后自动执行。可选择地，主节点201发出的指示分配唯一从地址的消息的时也指示闭合开关202b。可选择地，开关202b也可以响应主节点201向唯一从地址SL1发送的第二则消息而闭合。如图3所示，开关202b处于闭合状态，同时从节点202已获分配唯一地址SL1。此时，从节点202可响应主节点201，以确认上游传输线路和下游传输线路是否在从节点202处进行了连接。可选择地，从节点202可在唯一地址SL1已分配且开关202b已闭合之后发送一则确认消息，而不需要发送两则独立的确认消息。

主节点201随后会向默认地址SLd发送另外一则消息。这则消息只能由已获分配默认地址SLd的最远上游从节点203执行，因为从节点202已获分配唯一地址SL1。由于开关203b处于断开状态，因此无法连接从节点203的任何下游从节点（在本实施例中无下游从节点）。如此一来，任何其他下游从节点即使当前具有与从节点203相同的默认地址SLd，也无法执行主节点201发出的消息。在本实施例中，主节点201发出的消息指示分配第二个唯一从地址SL2。由于这则消息只能由从节点203执行，因此从节点203现已获分配唯一从地址SL2。此时，从节点203可通过向主节点201发送回执来确认其已获分配唯一从地址SL2。

从节点203获分配唯一从地址SL2之后闭合开关203b，以在从节点203处连接上游传输线路和下游传输线路。此操作可在从节点203获分配唯一从地址SL2之后自动执行。可选择地，主节点201发出指示分配唯一从地址的消息时也指示闭合开关203b。可选择地，开关203b可被闭合以响应主节点201向唯一从地址SL2发送消息。如图4所示，开关203b处于闭合状态，同时从节点203已获分配唯一地址SL2。此时，从节点203可响应主节点201，以确认上游传输线路和下游传输线路是否在从节点203处进行了连接。可选择地，从节点203也可在唯一地址SL2已分配且开关203b已闭合之后发送一则确认消息，而不需要发送两则独立的确认消息。

如果计算机体系结构中还包含其他下游从节点，那么上述过程还将继续循环，直至所有从节点都被分配唯一从地址。

在图2、3和4所说明的实施例中，起初所有从设备都未获分配唯一地址，而是共享同一默认从地址。必须为所有从节点分配地址之后，主节点才能和各从节点进行通信和数据交换。但是，对于要将一台额外从设备添加到已获分配唯一从地址的其他从设备的网络中的情况，本文所述的节点地址分配方法同样适用。在这种情况下，主节点会定期检测新增从节点，并为其地址仍为默认从地址的节点分配唯一地址。图5和图6将对此作出说明。

图5显示了基于第二个实施例的计算机网络。如图2、3和4所示，图5显示的计算机网络500包含一个主节点501和两个从节点502和503。从节点502和503与主节点501的下游串行连接。在图5的实施例中，每个节点与两条单向通信线路串行连接：用于上游方向通信的接收线路505和用于下游方向通信的传输线路507。从节点502和503具有与图2、3和4中的从节点202和203相同的结构。即从节点502和503分别包含一个与上游传输线路507连接的处理器（分别显示为从节点502和503内的黑色实心框502a和503a）、一个同样与上游传输线路507连接的开关（分别为从节点502和503内的502b和503b）以及一个与接收线路505连接的加法器（分别为从节点502和503内的502c和503c）。

为使主节点501访问从节点，则必须为从节点分配唯一从地址。在图5中，从节点502已获分配唯一从地址SL3，从节点503已获分配唯一从地址SL4。由于从节点502和503已获分配唯一地址，因此在图5中以斜杠方框显示。而因为从节点502和503已获分配唯一地址，所以开关502b和503b处于闭合状态，以便每个从节点处的上游传输线路与下游传输线路进行连接。

现在向网络500中进一步添加从节点509。例如，从节点509可以是为更改或完善网络而添加的其他电路板或网络设备。新增的从节点509以黑色显示。从节点509具有与从节点502和503相同的一般结构，也包含一个处理器（黑色实心框509a）、一个开关509b和一个加法器509c。从节点509被添加到从节点502和503的下游。从节点509当前还未获分配唯一从地址，而是具有默认从地址SLd。因此，开关509b还处于断开状态。

首先，主节点501向默认地址SLd发送一则消息。这则消息只能由已获分配默认地址SLd的最远上游（限于本实施例中）从节点509执行，因为从节点502和503都已获分配唯一从地址。由于开关509b处于断开状态，因此还无法连接从节点509的任何其他下游从节点。如此一来，任何其他新增的下游从节点（图5中未显示）即使当前具有同样的默认地址SLd，也无法执行消息。在本实施例中，主节点501发出的消息指示分配唯一从地址SL5。由于这则消息由从节点509执行，因此从节点509现已获分配唯一从地址SL5。从节点509可通过向主节点501发送回执来确认其已获分配唯一从地址SL5。

从节点509获分配唯一从地址SL5之后闭合开关509b，以在从节点509处连接上游传输线路和下游传输线路。此操作可在从节点509获分配唯一从地址SL5之后自动执行。可选择地，主节点501发出的指示分配唯一从地址的消息也可指示闭合开关509b。可选择地，开关509b也可闭合以响应主节点501在唯一从地址SL5发出的指示接收从节点连接其上游传输线路和下游传输线路的消息。开关509b闭合会使主节点和上游从节点与任何下游从节点连接。如果还要向计算机体系结构中添加其他下游从节点，那么上述循环将重复，直至所有新增的从节点都获分配唯一地址。

图6显示了基于第三个实施例的计算机网络。和图2、3、4和5一样，图6显示的计算机网络600包含一个主节点601和两个从节点602和603。从节点602和603与主节点601的下游串行连接。在图6所示的实施例中，每个节点与两条单向通信线路串行连接：用于上游方向通信的接收线路605和用于下游方向通信的传输线路607。从节点602和603具有与从节点202、203、502和503相同的结构。即从节点602和603分别包含一个与上游传输线路607连接的处理器（分别显示为从节点602和603内的黑色实心框602a和603a）、一个同样与上游传输线路607连接的开关（分别为从节点602和603内的602b和603b）以及一个与接收线路605连接的加法器（分别为从节点602和603内的602c和603c）。

为使主节点601访问从节点，则必须为从节点分配唯一从地址。在图6中，从节点602已获分配唯一从地址SL6，从节点603已获分配唯一从地址SL7。由于从节点602和603已获分配唯一地址，因此在图6中以斜杠方框显示。这两个节点之间的连接用斜杠方框虚线表示。因为从节点602和603已获分配唯一地址，所以开关602b和603b处于闭合状态，以便每个从节点处的上游传输线路与下游传输线路进行连接。

现在向网络600中进一步添加从节点609。例如，从节点609可以是为更改或完善网络而添加的其他电路板或网络设备。新增的从节点609以黑色显示。从节点609具有与从节点602和603相同的一般结构，也包含一个处理器（黑色实心框609a）、一个开关(609b)和一个加法器(609c)。从节点609将被添加到从节点602和603之间。从节点609当前还未获分配唯一从地址，而是具有默认从地址SLd。因此，开关609b还处于断开状态。

首先，主节点601向默认地址SLd发送一则消息。这则消息只能由已获分配默认地址SLd的最远上游（仅限于本实施例中）从节点609执行，因为从节点602和603都已获分配唯一从地址。由于开关609b处于断开状态，因此还无法连接从节点609和从节点609的任何其他下游从节点。如此一来，任何其他新增的下游从节点即使当前具有同样的默认地址SLd，也无法执行消息。在本实施例中，主节点601发出的消息指示分配唯一从地址SL8。由于这则消息由从节点609执行，因此从节点609现已获分配唯一从地址SL8。从节点609可通过向主节点601发送回执来确认其已获分配唯一从地址SL8。

从节点609获分配唯一从地址SL8之后闭合开关609b，以在从节点609处连接上游传输线路和下游传输线路。此操作可在从节点609获分配唯一从地址SL8之后自动执行。可选择地，主节点609发出的指示分配唯一从地址的消息也可指示闭合开关609b。可选择地，开关609b也可闭合以响应主节点601在唯一从地址SL8发出的指示接收从节点连接其上游传输线路和下游传输线路的消息。开关609b闭合会使主节点和上游从节点602与下游从节点603及任何其他下游从节点连接。如果还要向计算机体系结构中添加其他下游从节点，那么上述循环将重复，直至所有新增的从节点都获分配唯一地址。

在图5和图6所说明的情况下，对于要将一台额外从设备添加到其他从设备已获分配唯一从地址的网络中的情况，此节点地址分配方法同样适用。此外，主节点还会定期检测新增从节点，并为其地址仍为默认从地址的节点分配唯一地址。主节点会记录所有已被分配出去的从地址。在图6所说明的实施例中，在从节点609获分配唯一地址之前（因此开关609b处于断开状态），主节点601会检测到从节点603未对任何通信作出响应，这表明连接发生了中断。随后，主节点601将向默认从地址发送一则消息，以启用本文所述的，为任何新增的从节点分配唯一从地址的方法。从节点609获分配唯一从地址之后将闭合开关609b，以使下游从节点603重新接收并响应消息。这样便可检测到连接发生了中断。

可结合使用图5和图6所说明的方法。即新增的从节点可被添加到现有网络的现有从节点之间，也可以是现有从节点的下游。在这种情况下，现有从节点之间的从节点会优先获分配唯一地址，随后该节点闭合其开关，以连接上游传输线路和下游传输线路。这样便可连接任何其他新增的下游从节点，并为其分配新的从地址。

图7是一个流程图，显示了一种基于一个实施例且适用于计算机网络体系结构（包含任意数量的下游从节点）节点地址分配的通用方法。当所有从节点最初共享同一默认从地址时，可以使用该方法激活这些从节点。可选择地，该方法还可用于向现有网络中添加新的从节点。在这种情况下，计算机网络中的所有现有从节点均已获分配唯一地址，而只有新的从节点共享默认从地址。第一步701，主节点向默认从地址发送一则消息。即使唯一从地址是以独立通信形式发送的，该消息也可包含分配新的唯一从地址的指令。第二步703，目前仍获分配默认从地址的最远上游从节点获取新的唯一从地址。如果主节点发出的消息包含分配新的唯一从地址的指令，则具体过程将包括目前仍获分配默认从地址的最远上游从节点执行该消息并由此获取新的唯一从地址。在图2、3和4所说明的实施例中，最远上游从节点为从节点202，因为从节点202和203都还未获分配唯一地址。在图5所说明的实施例中，最远上游从节点为从节点509，因为从节点502和503已分别获分配唯一地址SL3和SL4。在图6所说明的实施例中，最远上游从节点为从节点609，因为从节点602和603已分别获分配唯一地址SL6和SL7。在这一阶段，从节点向主节点发送确认消息，以确认其目前已获取唯一从地址。可选择地，这则确认消息也可不发送或稍后再发送，例如可在如下所述的第四步707执行此操作。

第三步705，已具有新的唯一从地址的从节点连接其上游传输线路和下游传输线路。此操作可能是对主节点向新的唯一从地址发送的另一则消息作出的响应。可选择地，此操作也可在主节点分配新的唯一从地址之后自动执行。可选择地，这可以被执行以响应主节点向默认从地址发送的原始消息中的指令。相应地，在图2、3和4所说明的实施例中，从节点202闭合开关202b，继而连接其上游传输线路和下游传输线路。在图5所说明的实施例中，从节点509闭合开关509b，继而连接其上游传输线路和下游传输线路。在图6所说明的实施例中，从节点609闭合开关609b，继而连接其上游传输线路和下游传输线路。

第四步707，目前已具有新的唯一从地址的从节点向主节点发送确认消息，以确认其已连接其上游传输线路和下游传输线路。此操作旨在向主节点确认，还有一个从节点未获分配地址。同时也可确认，如果还有任何其他目前仍具有默认从地址的从节点，主节点可继续为其分配唯一从地址。

第五步709，主节点确定是否还有任何其他目前仍具有默认从地址的下游从节点。如果有，则重复步骤701之后的操作，以确保所有目前仍具有默认从地址的从节点获分配唯一从地址。如果没有，则可以结束操作，因为所有从节点均已获分配唯一从地址。主节点会定期检查是否还有仍具有默认从地址的从节点，例如在分配原始地址之后添加的从节点。在图2、3和4所说明的实施例中，从节点203仍具有默认从地址，因此将重复操作直至其获分配唯一从地址SL2。待从节点203获分配唯一从地址SL2之后，届时所有从节点均已获分配唯一从地址，因此可以结束操作。在图5所说明的实施例中，所有从节点均已获分配唯一从地址，因此可以结束操作。在图6所说明的实施例中，所有从节点均已获分配唯一从地址，因此可以结束操作。

待所有从节点均获分配唯一从地址之后，主节点便可访问各从节点。待所有从节点均获分配唯一从地址之后，因此所有从节点均已连接其上游传输线路和下游传输线路，计算机体系结构对连接至总线的每一个节点是相等的。如因任何原因（如系统重置）而需要将所有从节点的地址重设为原始默认从地址或任何其他常用从地址，则需向所有从节点发送一则广播消息，以指示断开所有开关并为所有从节点分配默认从地址或其他常用从地址。尽管已对实施例作出了说明，即网络中的所有从节点均已获分配唯一从地址，但仍可使用该方法为网络中一定数量的从节点分配唯一从地址。可自动和/或由用户手动选择接受地址分配的从节点。可进行无线连接（包括上游方向和下游方向），采用虚拟开关。计算机网络体系结构可用于电力系统，其中的节点可包括控制电路板、电源板和并行接口板。

在上述实施例中，每个方向上都针对通信和功率信号提供了一条单行线路：下游方向上的传输线路和上游方向上的接收线路。但是，计算机网络体系结构也可包含分别针对通信信号和功率信号提供的单向独立线路。主节点可通过启动传输并维护定时的常规数据周期来控制信息流。在每个此类数据周期的起始阶段，主节点会发出一则消息，然后等待数据从一个或多个从节点处返回。

根据一个实施例，上游或下游方向上的节点之间均未进行时钟信号的发送，因为为每个从节点有效分配唯一地址时并不需要使用时钟信号数据。但是，根据一个实施例，在主节点中执行的控制算法要求，主节点从从节点处接收的所有数据必须同步或至少能够在一段确定的时间内采样。这便于主节点确定并监控所有节点地址随时间的变化情况，也便于系统就与特定时间和系统状况相关的数据达成一致协议。为实现上述目的，从节点可将其内部采样周期与主节点启动的数据周期起始阶段同步。例如，从节点可利用锁相环来确保其内部采样周期与数据周期起始阶段同步，继而实现上述目的。

在上述实施例中，每个从节点的处理器通过传输线路接收上游数据。从节点只有在获分配地址之后才会连接其上游传输线路和下游传输线路。接收线路可用于同步消息返回和时间多路复用数据返回。每个从节点通过接收线路接收下游数据，通过加法器添加其自带的数据，然后向上游发送合并的数据。

根据一个实施例，如果主节点向指定从节点发送分配地址消息（不同于向默认从地址发送的广播消息），那么主节点接收的回复消息应包含指定节点发出的数据和网络中最远上游从节点发出的数据（若指定从节点与最远上游节点不是同一节点）。由于主节点接收的回复消息可能包含多个从节点发出的数据，因此不可能出现两个从节点同时向回复消息中添加数据的情况。相反，根据一个实施例，从节点通过接收线路分时将其多个各次数据集添加到回复消息中，以便主节点在读取回复消息时能够区分各个独立数据集。

在上述实施例中，所述的或者每一个从节点均包含一个加法器，该加法器可用于将与每个从节点的相关的信息添加到接收线路中，以及将下游从节点发出的数据传输到主节点。根据一个实施例，从节点中的加法器包含一个可控“或”门。“或”门能使各个从节点选择是将数据添加到接收线路中，还是不添加数据而让下一从节点控制接收线路并向其中添加数据（如果有的话）。

本文所述的节点地址分配方法既可靠又有效。该方法具有充分的可扩展性，因此对大小型网络均适用。

该方法也适用于串行网络。该方法具有一定的优势，因为在实际情况下，通信链路可能只包含网络终端或节点所需的多个连接中的一个。由于节点或终端通常需在连接之后才能进行检测，因此模拟检测信号需在实现串行连接之后才能进行传输。

可对计算机（如一般性用途的计算机）进行配置或调整，以执行本文所述的节点地址分配方法。在一个实施例中，计算机包含一个处理器、存储器和一个显示屏。此外，还可包含一个或多个输入设备，如鼠标和/或键盘。

可提供一种设有指示计算机执行本文所述的节点地址分配方法的计算机可执行指令的计算机可读介质，如载波磁盘或载波信号。

本文仅以示例方式介绍了特定的实施例。应注意的是，本发明的实施例可以有多种，其中包括对所描述的实施例作出多种修改后的实施方案。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种分配节点地址的方法，用在计算机网络体系结构中，其特征在于，该体系结构包含至少一个主节点和至少一个与所述主节点的下游串行连接的从节点，所述或者每一个从节点包含一个连接其上游传输线路和下游传输线路的开关，当所述开关打开时，所述主节点和任何上游从节点不会通过所述传输线路与任何下游从节点连接；当所述开关闭合时，所述主节点和任何上游从节点会通过所述传输线路与任何下游从节点连接；

其中，在执行该方法前：至少一个所述从节点仍未获分配唯一的从地址；未获得唯一从地址的任何从节点共享默认的从地址；且具有所述默认从地址的任何从节点中的所述开关处于断开状态；

所述方法包括以下步骤：

a)所述主节点向所述默认从地址发送一则消息；

b)具有所述默认从地址的最远上游从节点被分配唯一的从地址；

c)在步骤b)中被分配所述唯一从地址的所述从节点闭合连接所述上游传输线路和所述下游传输线路的开关，以便使所述主节点和任何上游从节点连接至任何下游从节点；

d)在步骤b)中被分配所述唯一从地址的所述从节点向所述主节点发送一则确认消息；以及

e)重复步骤a)至d)，直至没有剩余的具有所述默认从地址的从节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述消息包含向消息接收者分配所述唯一从地址的指令，而步骤b)包含具有所述默认从地址的最远上游从节点，由此从节点执行所述消息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)后，还包含步骤：具有所述默认地址的最远上游从节点确认已收到所述消息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤c)会在步骤b)所述从节点已获分配所述唯一从地址后自动执行。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述从节点已获分配所述唯一从地址后，所述消息包含将消息接收者的上游传输线路与其下游传输线路连接的指令。

6.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，步骤c)被执行以响应所述主节点发出的第二则消息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤e)包含所述主节点定期检查是否存在具有所述默认从地址的从节点。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行该方法前，所有所述从节点均未获分配唯一的从地址。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行该方法前，至少一个所述从节点已分配了唯一的从地址。

10.一种计算机网络体系结构，其特征在于，包含：

至少一个主节点；

至少一个与所述主节点的下游串行连接的从节点；以及

连接所述至少一个主节点和所述至少一个从节点的传输线路，所述传输线路用于下游方向的通信；

其中，每个从节点均包含连接其上游传输线路和下游传输线路的开关；

其中，所述计算机网络体系结构被设置如下：当一个从节点未获分配唯一从地址时，所述从节点采用默认的从地址，此默认的从地址是所有未获分配唯一从地址的从节点共有的，且该从节点中的开关处于断开状态，以使所述主节点和任何上游从节点不会通过所述传输线路与任何下游从节点连接；而当一个从节点已获分配唯一的从地址时，该从节点中的开关闭合，以使所述主节点和任何上游从节点通过所述传输线路与任何下游从节点连接。

11.根据权利要求10所述的计算机网络体系结构，其特征在于，还包含连接所述至少一个主节点和所述至少一个从节点的接收线路，所述接收线路用于上游方向的通信。

12.根据权利要求11所述的计算机网络体系结构，其特征在于，所述或者每一个从节点还包含连接至所述接收线路的加法器。

13.根据权利要求10至12任一所述的计算机网络体系结构，其特征在于，所述或者每一个从节点还包含连接至所述传输线路的处理器，所述处理器用于接收和处理来自所述主节点的数据。

14.一种计算机网络体系结构，其执行权利要求1至9任一所述的方法。

15.一种计算机可读介质，其拥有适用于使计算机网络体系结构执行权利要求1至9任一所述方法的计算机可执行指令。

16.一种从节点，其用于根据权利要求10至14任一所述的计算机网络体系结构中。

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