CN103812962A

CN103812962A - 基于串行接口的设备通信地址自动分配系统及工作方法

Info

Publication number: CN103812962A
Application number: CN201410048703.1A
Authority: CN
Inventors: 刘合汉
Original assignee: NANJING ODIN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Oudi Electronic Science & Technology Co., Ltd.
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2034-02-12
Also published as: CN103812962B

Abstract

本发明公开了一种基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其由下列部分组成：设置在通信系统一端的主设备，多个相互间通过连接线路依次连接的从设备，以及与各个从设备一一对应，且具有单向关断性能的开关器件；所述通信系统中，所述主设备与各个从设备之间至少设有一条连接线路；相比现有技术，本发明可通过从设备自动进行地址设置，使得通信系统的线路得以简化，其生产与安装调试工作均更为简单；同时在系统故障时其可根据信号中断位置即可进行故障的处理；此外，由主设备通过信号传输线路直接与从设备完成信息的交互，使得故障时间，以及故障后的损失均有所减少，使得通信系统的可靠性亦能有所提升。

Description

基于串行接口的设备通信地址自动分配系统及工作方法

技术领域

本发明涉及一种通信结构，尤其是一种基于串行接口的设备通信地址自动分配系统及其工作方法。

背景技术

串行接口由于其电路简单、可靠性高被广泛应用于安防、通信、工业控制等领域中。由于串行接口通常仅支持点对点的通信方式，若要实现一对多的主从通信，则需将各从设备的串行接口进行输入再输出处理，此外还需要对每个从设备节点单独分配一个唯一的设备逻辑地址。对设备节点设置地址通常的做法是在设备节点上安放拨码开关或跳线电阻或者是通过主机对每个从设备单独连接逐一设置地址。无论是哪种方式都会给设备的生产、安装及后期维护甚至是产品可靠性造成一定的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种主从设备通信系统，其可自动设置通信系统中各个从设备的地址信息，从而可以方便通信系统的使用，并提高系统的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种串行接口的主从设备通信地址自动分配系统，其由下列部分组成：

设置在通信系统一端的主设备，多个相互间通过连接线路依次连接的从设备，以及与各个从设备一一对应，设置在相邻从设备之间，且具有单向关断性能的开关器件；所述通信系统中，所述主设备与各个从设备之间至少设有一条连接线路。

上述多个从设备之间按照上游至下游的顺序依次连接，上游方向为靠近主设备的方向，下游方向为远离主设备的方向。

作为本发明的一种改进，所述主设备与处于最上游位置的从设备之间的连接线路包括，用于直接连接设备的信号发送线路，以及信号传输线路；其余从设备与主设备之间均通过信号传输线路进行连接；所述信号传输线路包括，与主设备相连接的主设备传输线路，以及同从设备与其相邻下游从设备之间的信号发送线路之间存在节点的从设备传输线路。

作为本发明的一种改进，所述多个从设备中的每个从设备均由控制单元与通讯单元构成。

作为本发明的另一种改进，所述开关器件设置在设备与其相邻下游从设备之间的信号传输线路中的从设备传输线路之上。

作为本发明的另一种改进，所述开关器件由具有PN结的半导体器件构成；所述PN结中的P区靠近信号传输线路与信号发送线路之间的节点，PN结中的N区靠近信号传输线路中的主设备传输线路。

作为本发明的另一种改进，所述具有PN结的半导体元件采用开关二极管。

采用上述设计，主设备与各个从设备可通过信号发生线路，按照上游至下游的顺序依次进行连接，故而无需主设备对每个从按照依次发送信息，从设备即可按照上下游顺序，相互间进行信号的发送。同时，多个从设备均可通过信号传输线路与主设备连接，使得主设备亦可直接向下游从设备发送信息，而无需通过多个从设备层层发送，从而在不影响主设备向从设备，以及从设备相互之间的信号发送的前提下，实现各个从设备对主设备的信号传递，其尤其适用于对信息传输速率有高要求情况；而从设备也能直接通过信号传输线路向主设备发送信息，实现信息的交互。

此外，在从设备与其相邻下游从设备之间，设置具有单向关断性能的开关器件，其用于隔离下游从设备向上游设备发送信息。所述开关器件选用具有PN结的半导体器件，其设置在从设备传输线路中，同时PN结中的P区靠近信号传输线路与信号发送线路之间的节点，PN结中的N区靠近信号传输线路中的主设备传输线路。在从设备需要向主设备传输信息时，由于从设备之间均有高电位，故而在信号传输线路中，从设备发送而出的信息无法通过信号传输线路中的二极管传递至上游设备中，仅能向主设备传递。相比于其它具备PN结的半导体材料，二极管便于安装与维护，同时具备稳定的工作性能与较低的成本，可以简单而便捷的实现从设备信息发送的单向性。

采用上述技术方案的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其在进行通信时采用的地址分配方法为，从设备通过信号发送线路接收自上游设备发送的设置地址命令，将该地址命令设为自身地址，并对自身地址进行再编码处理，将其作为新的设置地址命令通过信号发送线路向下游从设备发送。

作为本发明的一种改进，基于串行接口的设备通信地址自动分配系统中的各个从设备发送至下游从设备的设置地址命令，均由其自身地址通过相同的再编码处理形成。

基于串行接口的设备通信地址自动分配系统的地址分配方法具体步骤如下：

1) 由主设备向下游从设备发送设置地址命令；

2) 从设备按照上游至下游的顺序，依次接受来自其上游设备发送的设置地址命令，将该命令缓存，并将自身地址设置为该设置地址命令中的地址；

3) 步骤2）中的从设备在自身地址的地址字段上加1，并以修改后的地址字段作为设置地址命令，将其发送至位于其下游的从设备。

采用上述技术特征的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其由主设备发送设置地址命令后，由各个从设备按照上述步骤进行自动进行地址设置。从设备之间通过信号发送线路进行设置地址命令由上游向下游的依次发送，同时通过二极管开关器件确保设置地址命令不会发送至上游设备，从而确保了通信系统内的各个从设备可以自动完成地址设置工作，而不会出现错误。除设置地址信息外，其余通讯信息亦可采用上述步骤，将主机发送的信息通过各个从设备依次发送，并根据需要在每个从设备内对信息进行修改。

相比于现有技术，本发明规避了由主设备对各个从设备单独发送地址设置命令的方法，使得通信系统的线路得以简化，其生产与安装工作均更为简单；同时由于本发明采用从设备顺序连接，故在系统故障时可根据信号中断位置即可进行故障的处理，同时可由主设备通过信号传输线路直接与从设备实现信息的交互，使得故障时间，以及故障后的损失均有所减少，使得通信系统的可靠性亦能有所提升。

附图说明

图1为本发明示意图

附图标记说明：

1—主设备、2—第一从设备、3—第二从设备、4—第三从设备、5—开关二极管、6—信号发送线路、7—主设备传输线路、8—从设备传输线路、9—MCU芯片、10—RS232串行接口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示的一种串行接口的主从设备通信地址自动分配系统，其由下列部分组成：

设置在通信系统一端的主设备1，三个相互间通过连接线路依次连接的从设备，其分别为第一从设备2、第二从设备3、第三从设备4；以及与各个从设备一一对应，设置在相邻的从设备之间，且具有单向关断性能的开关器件；所述开关器件选用具备有PN结的开关二极管5。

上述多个从设备之间按照上游至下游的顺序依次连接，上游方向为靠近主设备的方向，下游方向为远离主设备的方向，如图1所示，第一从设备2位于最上游位置，第三从设备4位于最下游位置。

所述通信系统中，所述主设备1与第一从设备2之间的连接线路包括，用于直接连接设备的信号发送线路6，以及信号传输线路。主设备1与第二从设备3，以及第三从设备4之间均通过信号传输线路进行连接。所述信号传输线路由，与主设备相连接的主设备传输线路7，以及同从设备与其相邻下游从设备之间的信号发送线路6之间存在节点的从设备传输线路8构成。每一个从设备均连接有从设备传输线路8，主设备传输线路7设置在相邻两个从设备之间，其两端分别与两个从设备连接的从设备传输线路8相接，如图1所示，第二从设备3与第三从设备4之间的信号传输线路中，主设备传输线路7的一端与第二从设备3中的从设备传输线路8相交，另一端与第三从设备4的从设备传输线路8相交，同时其与第一从设备2与第二从设备3之间的信号传输线路相交；第一从设备2与第二从设备3之间的信号传输线路连接至主设备1，故而实现主设备1与各个从设备之间的连接。

作为本发明的一种改进，所述多个从设备中的每个从设备均由控制单元与通讯单元构成。其中，控制单元由MCU芯片9构成，通信单元由RS232串行接口10构成。

作为本发明的一种改进，所述开关二极管5设置在设备与其相邻下游从设备之间的信号传输线路中的从设备传输线路8之上。微观上，开关二极管内的PN结中的P区靠近信号传输线路与信号发送线路6之间的节点，PN结中的N区靠近信号传输线路中的主设备传输线路7，其使得开关二极管5使自主设备1向各从设备发送的信息可以通过，由从设备发送的信息无法经信号传输线路到达上游设备。

此外，在从设备与其相邻下游从设备之间，设置具有单向关断性能的开关器件，其用于隔离下游从设备向上游设备发送信息。所述开关器件选用具有PN结的半导体器件，其设置在从设备传输线路中，同时PN结中的P区靠近信号传输线路与信号发送线路之间的节点，PN结中的N区靠近信号传输线路中的主设备传输线路。如图1所示，信号传输过程中，当第二从设备需要向主设备传输信息时，由于第一从设备与第二从设备均为高电位，故而信号受二极管影响，无法通过与第一从设备相连的从设备传输线路，仅能向主设备传输，从而避免了信息的误传。相比于其它具备PN结的半导体材料，二极管便于安装与维护，同时具备稳定的工作性能与较低的成本，可以简单而便捷的实现从设备信息发送的单向性。

采用上述技术特征的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其在进行通信时采用的地址分配方法为，从设备通过信号发送线路接收自上游设备发送的设置地址命令，将该地址命令设为自身地址，并对自身地址进行再编码处理，将其作为新的设置地址命令通过信号发送线路向下游从设备发送。

如图1所示的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其在进行通信时采用的地址分配具体步骤如下：

1) 由主设备1向下游从设备发送设置地址命令；

2) 第一从设备2接收设置地址命令，将该命令缓存，并将自身地址设置为步骤1）中设置地址命令中的地址；

3) 第一从设备2在自身地址的地址字段上加1，并以该地址字段作为设置地址命令发送至位于下游的第二个从设备3；

4) 第二从设备3接收由第一从设备2发送而来的设置地址命令，将其缓存，并将自身地址设置为步骤3）中设置地址命令中的地址；

5) 第二从设备3在自身地址的地址字段上加1，并以该地址字段作为设置地址命令发送至位于下游的第三从设备4；

6) 第三从设备4接收由第二从设备3发送而来的设置地址命令，将其缓存，并将自身地址设置为步骤5）中设置地址命令中的地址，至此完成通信系统的地址设置。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims

1.一种基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其特征在于，所述串行接口的主从设备通信地址自动分配系统由下列部分组成：

设置在通信系统一端的主设备，

多个相互间通过连接线路依次连接的从设备，

以及与各个从设备一一对应，设置在相邻从设备之间，且具有单向关断性能的开关器件；

所述通信系统中，所述主设备与各个从设备之间至少设有一条连接线路。

2.按照权利要求1所述的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其特征在于，所述多个从设备之间按照上游至下游的顺序依次连接，上游方向为靠近主设备的方向，下游方向为远离主设备的方向。

3.按照权利要求1或2所述的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其特征在于，所述主设备与处于最上游位置的从设备之间的连接线路包括，用于直接连接设备的信号发送线路，以及信号传输线路；其余从设备与主设备之间均通过信号传输线路进行连接；所述信号传输线路包括，与主设备相连接的主设备传输线路，以及同从设备与其相邻下游从设备之间的信号发送线路之间存在节点的从设备传输线路。

4.按照权利要求3所述的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其特征在于，所述多个从设备中的每个从设备均由控制单元与通讯单元构成。

5.按照权利要求1所述的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其特征在于，所述开关器件设置在设备与其相邻下游从设备之间的信号传输线路中的从设备传输线路之上。

6.按照权利要求1、2、5任意一项所述的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其特征在于，所述开关器件由具有PN结的半导体器件构成；所述PN结中的P区靠近信号传输线路与信号发送线路之间的节点，PN结中的N区靠近信号传输线路中的主设备传输线路。

7.按照权利要求6所述的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统，其特征在于，所述具有PN结的半导体元件采用开关二极管。

8.一种基于串行接口的设备通信地址自动分配系统的工作方法，其特征在于，所述基于串行接口的设备通信地址自动分配系统进行通信时采用的地址分配方法为，从设备接收自上游设备发送的设置地址命令，将该地址命令设为自身地址，并对自身地址进行再编码处理，将其作为新设置地址命令向下游从设备发送。

9.按照权利要求8所述的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统的地址分配方法，其特征在于，基于串行接口的设备通信地址自动分配系统中的各个从设备发送至下游从设备的设置地址命令，均由其自身地址通过相同的再编码处理形成。

10.按照权利要求8或9所述的基于串行接口的设备通信地址自动分配系统的地址分配方法，其特征在于，基于串行接口的设备通信地址自动分配系统的地址分配方法具体步骤如下：

由主设备向下游从设备发送设置地址命令；

从设备按照上游至下游的顺序，依次接受来自其上游设备发送的设置地址命令，将该命令缓存，并将自身地址设置为该设置地址命令中的地址；

步骤2）中的从设备在自身地址的地址字段上加1，并以修改后的地址字段作为设置地址命令，将其发送至位于其下游的从设备。