CN103947159B - 自修复通信网络 - Google Patents
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Abstract
自修复通信网络包括：连接多个现场控制器的网络总线。每一个现场控制器被配置为：对安装在建筑物或类似地大型结构中的系统的元件进行操作，以及每一个现场控制器连接到所述网络总线。可以自动地启用在任何现场控制器中的线尾电阻，以指定该现场控制器作为在所述网络总线上的终端设备。在一个实施例中，父类控制器检测在网络总线上的每一个现场控制器，以及经由在所述网络总线上发送的命令对所述多个现场控制器的操作进行监控和控制。父类控制器具有第一接收机/发射机端口和第二接收机/发射机端口，二者连接到所述网络总线。父类控制器被配置为：通过启用所述多个现场控制器中的一个现场控制器中的至少一个线尾电阻来自动地修复在网络总线中的中断，以便适当地端接所述网络。
Description
技术领域
概括地说，本发明涉及局域通信网络，以及更详细地说，本发明涉及用于建筑物自动化和控制的局域通信网络。
背景技术
建筑物和其它类似的大型结构通常依赖于计算机自动化和控制网络来操作安装在其中的各种环境、安全以及安保系统。环境系统包括供暖、通风和空气调节系统。照明控制系统、接入控制系统、消防安全、监控和安保系统也可以由上述自动化和控制网络来管理。
通常，这些环境、安全和安保系统的各个元件由被称为现场控制器的设备来控制。例如，现场控制器可以控制通风系统中的每个通风口打开或关闭。然而，现场控制器有可能控制多个元件，例如，通风系统中的两个或三个通风口。类似地，在照明控制系统中，现场控制器可以控制针对一个房间或几个房间的照明，或者，在供暖系统中，现场控制器可以控制向一个或多个房间供给的热量。这些各个现场控制器通常连接到较高层控制器，从而允许对现场控制器进行集中式控制。
在一些操作(例如，工业操作)中，需要总是保持对环境条件的控制，或者保持足够的安全性和/或接入控制。例如，在放置温度敏感的电子器件的建筑物内，或者在进行某些敏感的化学和/或生物过程的建筑物中，可能需要持续维持和控制温度、湿度在特定范围内。此外，灭火系统和/或安保系统的持续可用性也可能是维持大楼内正在进行的操作的先决条件。在传统的建筑物自动化和控制网络中，对网络的任何损害均可能导致建筑物的环境或安保系统的某些部分无法操作。
本发明的实施例提供了对自动化和控制网络的现有技术的改进。根据对本文中提供的发明的描述，这些实施例的优点以及额外的发明特征将是显而易见的。
发明内容
在一个方面中，本发明的实施例提供了具有网络总线的自修复通信网络。所述网络总线被配置为连接多个现场控制器。每一个现场控制器被配置为：对安装在建筑物或结构中的系统的元件进行操作，以及每一个现场控制器连接到所述网络总线。可以在任何特定的现场控制器中通过编程的方式来启用线尾电阻，以指定该现场控制器作为在网络总线上的终端设备来适当地端接(terminate)网络。在特定的实施例中，父类控制器被配置为：检测连接到所述网络的所述多个现场控制器中的每一个现场控制器。父类控制器具有第一接收机/发射机端口和第二接收机/发射机端口。每一个接收机/发射机端口连接到所述网络总线，以及被配置为：经由在所述网络总线上发送的命令对所述多个现场控制器的操作进行管理。所述第一接收机/发射机端口连接到所述网络总线的第一端，以及所述第二接收机/发射机端口连接到所述网络总线的第二端。父类控制器被配置为：通过对所述第二接收机/发射机进行重新配置来自动地检测所述网络总线中的中断，以及还被配置为：启用和禁用在一个或多个现场控制器中的线尾电阻，以修复所述网络总线。
在本发明的特定实施例中，所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口包括通用异步接收机/发射机端口(UART)，以及基于EIA-485标准使用主-从属令牌传递(MS/TP)系统与所述多个现场控制器通信，其中，所述令牌传递算法允许所述父类控制器检测在所述网络总线中的中断。在更加特定的实施例中，当所述网络总线没有中断时，只激活所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口中的一个端口，以及当在所述网络总线存在中断时，激活所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口二者。在甚至更加特定的实施例中，自修复通信网络使用BACnet通信协议来促进连接到所述网络的所述设备之间的通信。
在本发明的某些实施例中，网络总线包括：包括正线和负线的双绞线，以及在所述网络总线中存在中断时，每一个接收机/发射机端口与一个或多个现场控制器的其端口自身分别的网络进行通信。在其它实施例中，在所述网络总线中存在中断时，所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口形成桥路连接，从而使得所述多个现场控制器用作其中没有中断的单个网络总线。在又一个实施例中，在所述网络总线中存在中断时，父类控制器禁用所述网络总线上的之前指定的终端设备的线尾电阻，以及启用位于紧邻所述网络总线中的中断的任一侧的那些现场控制器中的所述线尾电阻。
在本发明的特定实施例中，每一个现场控制器包括一个或多个电阻，但启用时，所述电阻用作所述线尾电阻，所述父类控制器被配置为：启用或禁用针对在所述网络总线上的任意现场控制器的所述一个或多个电阻。
在另一个方面中，本发明的实施例提供了对通信网络进行自修复的方法。所述网络具有：被配置为经由在网络总线上发送的控制信号对多个现场控制器的操作进行监控和控制的父类控制器。所述父类控制器还被配置为：经由第一接收机/发射机端口在所述网络总线上进行通信。在特定的实施例中，所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口是位于所述网络总线的两端的终端设备。所述方法包括对来自所述多个现场控制器中的每一个现场控制器的通信进行监控的步骤。所述方法还包括：基于所监控的通信来确定连接到所述网络的现场控制器的数量，以及确定所述多个现场控制器中的哪一个是在所述网络总线上的终端设备。所述方法还包括：检测在所述网络总线中何时存在中断。在特定的实施例中，所述方法包括：对所述多个现场控制器中的任意一个现场控制器进行修改以用作所述网络总线上的终端设备，从而使得所述父类控制器保留对所述多个现场控制器中的每一个现场控制器进行监控和控制的能力。在本发明的更加特定的实施例中，所述方法包括：使用BACnet通信协议来促进连接到所述网络的设备之间的通信。
此外，在本发明的某些实施例中，对所述多个现场控制器中的任意一个现场控制器进行修改以用作在所述网络总线上的终端设备包括：对位于紧邻在所述网络总线中的中断的任一侧的所述现场控制器进行修改以用作所述网络总线上的终端设备。在更加特定的实施例中，所述方法还包括：向所述父类控制器提供第二接收机/发射机端口，以及将所述第二接收机/发射机端口连接到所述网络总线，其中，在所述网络总线中的中断使得所述第一接收机/发射机端口与在所述网络总线中的中断的一侧的所述现场控制器中的每一个现场控制器进行通信，以及所述第二接收机/发射机端口与在所述网络总线中的中断的另一侧的所述现场控制器中的每一个现场控制器进行通信。在本发明的替代的实施例中，所述方法包括：向所述父类控制器提供第二接收机/发射机端口，以及将所述第二接收机/发射机端口连接到所述网络总线，其中，所述网络总线中的中断使得所述第一接收机/发射机端口形成到所述第二接收机/发射机端口的桥路，从而使得所述自修复通信网络用作其中没有中断的单个网络总线。
在本发明的特定实施例中，所述方法还包括：在每一个现场控制器中安装被配置为用作线尾电阻的电阻，其中，对所述多个现场控制器中的任意一个现场控制器进行修改以用作在所述网络总线上的终端设备包括：使得所述现场控制器被修改以跨越所述网络总线的两个偏振的电线来连接其电阻，以及其中，对所述多个现场控制器中的任意一个现场控制器进行修改以用作在所述网络总线上的终端设备还包括：使得之前用作在所述网络总线上的终端设备的所述设备将其电阻从所述网络总线断开。
在又一个方面中，本发明的实施例提供了包括：被配置为在网络总线上通信的第一接收机/发射机端口以及被配置为在所述网络总线上通信的第二接收机/发射机端口的父类控制器。所述父类控制器还包括：耦合到所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口的控制逻辑电路。在特定实施例中，所述控制逻辑电路被配置为：连接到所述网络总线，以及还被配置为：检测在所述网络总线中的中断。在更加特定的实施例中，所述控制逻辑电路包括：被配置为对耦合到所述网络总线的多个现场控制器进行监控和控制的可编程元件。在检测到在所述网络总线中存在中断之后，所述控制逻辑电路被配置为：自动地对所述多个现场控制器中的一个或多个现场控制器进行修改，从而使得所述控制逻辑电路保留对所述多个现场控制器中的每一个现场控制器进行监控和控制的能力。
在本发明的特定实施例中，所述控制逻辑电路被配置为：在所述网络总线上发送第一信号，所述网络总线使得所述多个现场控制器中的一个现场控制器跨越所述网络总线中的两个电线来连接该现场控制器中的电阻，所述控制逻辑电路还被配置为：在所述网络总线上发送第二信号，所述网络总线使得所述第二接收机/发射机端口将该第二接收机/发射机端口中的电阻从所述网络总线断开。在更加特定的实施例中，所述控制逻辑电路还被配置为：发起主-从属令牌传递方案，所述主-从属令牌传递方案允许所述控制逻辑电路确定连接到所述网络总线的现场控制器的数量。
当结合附图理解时，根据随后的具体实施方式，本发明的其它方面、目标和优点将变得更加显而易见。
附图说明
被并入本说明并且形成本说明的一部分的附图示出了本发明的若干方面，并且连同本描述一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1是根据本发明的实施例构建的自修复通信网络的示意图。
虽然将结合某些优选的实施例来描述本发明，但并不意图将本发明局限于那些实施例。相反，意图是要涵盖包括在由所附权利要求书定义的本发明的精神和范围内的所有替代物、修改和等效物。
具体实施方式
图1是示出根据本发明的实施例构建的自修复通信网络(self-healingcommunication network)100(也被称为通信干线)的示意图。自修复通信网络100包括：全部由网络总线108电力地链接的多个现场控制器(field controllor)102、具有第一接收机/发射机端口104和第二接收机/发射机端口106的父类控制器(parent controller)101，所述网络总线108允许这些各种设备进行通信。在特定的实施例中，父类控制器101是包括具有一个或多个可编程元件的控制逻辑的可编程设备。在一个实施例中，父类控制器101使用第一和/或第二接收机/发射机端口104、106来在网络总线108上发送命令和控制信号，以对多个现场控制器102的操作进行监控和控制。然而，应该指出的是，设想了具有少于和多于两个接收机/发射机端口的本发明的实施例。
自修复通信网络100可以在各种结构中使用，所述各种结构包括但不限于商业和工业建筑物以及类似的大型结构。在本发明的实施例中，自修复通信网络100被配置为：对各种类型的环境、安全和安保装备进行控制。例如，每一个现场控制器102可以控制一个或几个气孔或水压阀(诸如在供暖或空气调节系统中使用的那些)，以调节经由那个的流量。现场控制器102还可以用于对其它类型的供暖和空气调节单元、安保摄像头、照明系统、访问控制设备以及消防安全或灭火设备进行控制。通常，每一个现场控制器102将对这样的设备中的一个或少量设备进行控制。因此，建筑物将通常使用网络连接在一起并被集中地控制的多个现场控制器102。
在特定的实施例中，自修复通信网络100使用BACnet通信协议。然而，在替代的实施例中，可以使用其它协议。通常，在传统的BACnet接收机/发射机通信网络中，在网络总线的每一端处是跨越网络总线的两个偏振的电线连接的终端电阻(有时被称为线尾(end-of-line)电阻)。终端电阻用于防止数据恶化，并降低电噪声敏感度。在特定实施例中，终端电阻的电阻值大致等于总线线路阻抗。在图1示出的系统中，当在网络总线108中存在中断时，第一和第二接收机/发射机端口104、106(它们位于网络总线108的两端)将典型地启用它们的线尾电阻122(即，跨越网络总线108的电线连接的)。
BACnet(楼宇自动化与控制网络)是通常用于建筑物自动化和控制网络的ANSI/ASHRAE数据通信协议。BACnet协议允许建筑物运营商对遍布建筑物的各个系统集中地进行进行控制，所述各种系统包括但不限于：供暖、空气调节、通风、照明、接入控制、火灾检测和灭火，安保和监控。BACnet还允许在系统之间的信息的共享，以及提供允许互操作性的标准化模型，也就是说，来自各个制造商的各种设备类型到网络的连接。虽然本文中提及的许多内容针对建筑物系统的自动化和控制，但是本领域中的一名普通技术人员将认识到，BACnet协议可以用于对安装在其它大型结构中的系统进行控制。
BACnet支持各种物理层网络连接协议，诸如增强资源计算机网络(Arcnet)、以太网、BACnet/IP以及EIA-485上的主-从/令牌传递(MS/TP)。在本发明的特定实施例中，自修复通信网络100的部件(例如，驱动器、接收机、发射机)根据EIA-485(也被称为RS-485)标准进行操作，以及使用BACnet通信协议来通信。使用EIA-485标准的系统通常包括：利用连接一系列的点对点多点(multi-dropped)设备的两个电线或线路实现的网络总线(它们可以是偏振的，例如双绞线布线)。这种安排允许在相对长的距离上可靠地发送信号，其中，标准通常允许一些4000英尺远的设备在网络内有效地进行操作。
在本发明的特定实施例中，MS/TP用于控制到通信网络100或干线的接入。在该实施例中，连接到网络总线108的设备(诸如现场控制器102)仅当其持有令牌时可以发起数据帧的传输。持有令牌的设备通常被称为主设备。主设备和从属设备二者都可以响应于来自主设备的请求发送数据帧。然而，从属设备仅当响应于来自主设备的请求时才进行发送。通常，在发送不超过预先确定数量的数据帧，并且等待任意预期的回复之后，主设备将令牌传递到网络总线上的下一个设备。通常，令牌是从在最低地址处的设备开始，以连续的顺序从设备到设备进行传递。
在本发明的实施例，诸如图1中所示的，多个现场控制器102以菊花链的形式连接，其中，网络总线108的正线路110连接相继的现场控制器102的正终端114，以及网络总线108的负线路112连接相继的现场控制器102的负终端116。这种菊花链的现场控制器102的安排也被称为多点(multi-drop)安装。父类控制器101发起与在网络总线108上的现场控制器102的通信。在本发明的至少一个实施例中，在正常操作期间，父类控制器101经由第一接收机/发射机端口104控制在网络总线108上的所有现场控制器102，而第二接收机/发射机端口106是不活动的。在该实施例中，当检测到网络总线108中的中断时，或者当第一接收机/发射机端口失败时，第二接收机/发射机端口106被激活。网络总线108中的中断可能是线路110、112中的一个或二者被切断或被损坏，从而使得不能够跨越网络总线108中的中断来发送信号的结果。
在本发明的特定实施例中，对父类控制器101编程来跟踪连接到网络总线108的现场控制器102的数量。父类控制器101可以通过对来自多个现场控制器102的通信进行监控来确定哪个现场控制器102是网络总线108上的菊花链中的最后的现场控制器102。在特定的实施例中，父类控制器101对自修复通信网络100中的多个现场控制器102中的每一个现场控制器的令牌传递进行监控，建立介质访问控制(MAC)地址的列表，以及不断地将该列表与其数据库中的现场控制器102的列表进行比较。
在特定实施例中，当网络总线108中存在中断时，父类控制器101确定多个现场控制器102中的哪些现场控制器不再传递令牌，并识别在中断的相对侧的第一个故障的现场控制器102(即，没有被父类控制器101检测到的)。通常，为了修复自修复通信网络100，将需要启用新的终端设备以，及，在一些情况下，将需要禁用之前的终端设备。为此，在特定实施例中，网络总线108中的中断使得父类控制器101启用第二接收机/发射机端口106，以作为用来重新建立与故障的现场控制器102的通信的桥路。例如，父类控制器101还通过启用多个现场控制器102中的一个现场控制器的线尾电阻122来相应地对线尾终止进行重新配置，从而将该现场控制器102配置为网络总线108上的终端设备。在某些实施例中，父类控制器101还禁用在之前的终端设备中的，或者在网络总线108上的之前的终端设备(例如，第一接收机/发射机端口104、第二接收机/发射机端口106或二者)中的线尾电阻122。如本申请中所使用的，“之前的终端设备”指的是在网络总线中断之前被配置为终端设备的设备。
再次参照图1，自修复通信网络100具有三十二个设备-三十个现场控制器102和两个接收机/发射机端口104、106-连接到网络总线108。然而，替代的实施例可以包括具有多于或少于三十二个设备的自修复通信网络。为了简单起见，并没有在图1中示出三十个现场控制器102中的所有现场控制器。网络总线108具有正线路110和负线路112。正线路110连接到现场控制器102中的每一个现场控制器的正终端114，以及连接到第一和第二接收机/发射机端口104、106的正终端118，而负线路112连接到现场控制器102中的每一个现场控制器的负终端116，以及连接到第一和第二接收机/发射机端口104、106的负终端120。
如上所述，每一个现场控制器102包括电阻122，所述电阻122当连接到网络总线108时用作线尾电阻，从而允许任意现场控制器102被配置为终端设备。在大多数现场控制器102(意指没有被配置为终端设备的那些现场控制器)中，该电阻122是被禁用的，也就是说，没有跨越网络总线108的两个偏振的线路110、112来连接。然而，第一和第二接收机/发射机端口104、106被配置为在网络总线108上提供来自父类控制器101的命令，这可能使得在网络总线108上的任意现场控制器102启用其电阻122，也就是说，使得现场控制器102跨越网络总线108的正线路和负线路114、116来连接电阻122，从而使得电阻122用作线尾电阻。
父类控制器101的第一和第二接收机/发射机端口104、106中的电阻122与现场控制器102中的终端电阻122的目的相同。在图1中，父类控制器101的第一和第二接收机/发射机端口104、106被示为网络总线108上的第一和最后的设备(即，终端设备)，但如果父类控制器101位于网络总线108的中间，则自修复方式也将工作。在后一种情况下，第一和第二接收机/发射机端口104、106中的终端电阻122可以由父类控制器101以与针对现场控制器102所描述的相同的方式来自动地控制(在这种情况下，被禁用)。
如上所述，在本发明的某些实施例中，父类控制器101对网络总线108上的多个现场控制器102中的每一个现场控制器的令牌传递进行监控，以便跟踪网络总线108上运行的现场控制器102的数量。在如由自修复通信网络100实现的令牌传递的一个例子中，父类控制器101在网络总线108上经由第一接收机/发射机端口104发起通信，以及然后将令牌传递给最近的现场控制器102。在图1中，距离第一接收机/发射机端口104最近的现场控制器102被指定为“2”号设备，以及在网络总线108上的最后的现场控制器102被指定为“31”号设备。在图1中示出的安排的特定实施例中，在网络总线108上的终端设备是第一和第二接收机/发射机端口104、106，这意味着至少在最初，这些设备启用了它们的线尾电阻122。令牌顺序地从现场控制器102传递到现场控制器102。当接收到来自被指定为设备“31”的现场控制器102的通信时，这向父类控制器101指示了在网络总线108上的所有的现场控制器102在适当地运行。
在网络总线108中存在中断的情况下，对父类控制器101编程以确定中断的位置。图1示出了在网络总线108中被指定为“5”号设备和“6”号设备的现场控制器102之间的中断124的例子。继续上述例子，在这个例子中，令牌可以传递不超过“5”号设备。“5”号设备将不能成功地试图将令牌传递给“6”号设备。父类控制器101在监控令牌帧，以及将确定“5”号设备仍然在传递令牌，但是“6”号设备和之后编号的设备没有在发送任何令牌帧。
在本发明的特定实施例中，当检测到在网络总线108中的中断124时，激活第二接收机/发射机端口106。在至少一个实施例中，形成了两个分别的网络总线。第一接收机/发射机端口104与包括具有设备编号“1”至“5”的现场控制器102的网络总线进行通信，而第二接收机/发射机端口106与包括具有设备编号“6”至“31”的现场控制器102的网络总线进行通信。这样做，父类控制器101将启用设备编号“5”和“6”的现场控制器102中的电阻122，从而使得这些现场控制器102用作终端设备。然后，这两个新形成的网络总线将以与在中断124之前单个网络总线108进行操作类似的方式，由父类控制器101分别地进行操作。
在本发明的替代的实施例中，当在设备编号“5”的现场控制器102之后的网络总线108中发生中断124时，激活第二接收机/发射机端口106。在该实施例中，第一和第二接收机/发射机端口104、106形成桥路连接，从而使得网络总线108以与其在中断124之前运行的方式类似的方式用作单个网络总线。新形成的网络总线在一端具有设备编号“5”的现场控制器102，以及在另一端具有设备编号“6”的现场控制器102。结果，第一和第二接收机/发射机端口104、106位于新形成的网络总线的中间部分。父类控制器101将禁用第一和第二接收机/发射机端口104、106中的线尾电阻122，因为这些设备不再是在网络总线108上的终端设备。与之前的例子类似，将启用设备编号“5”和设备编号“6”的现场控制器102中的电阻122，从而使其用作线尾电阻。
在上文中描述了用于自修复通信网络100的操作的一种特定的模式。然而，可以设想操作的其它模式。例如，至少在最初，具有如图1中所示的相同配置的自修复网络100可以作为在网络总线108上的两个单独的网络来进行操作。在至少一个实施例中，系统可以具有两个均有15个现场控制器102的网络。一个网络可以包括：具有设备编号“2”至“16”的现场控制器102，其经由第一接收机/发射机端口104接收通信，而具有设备编号“17”至“31”的剩余的15个现场控制器102经由第二接收机/发射机端口106接收通信。在这种安排中，设备编号“16”和“17”的现场控制器102将被配置为用于它们各自网络的终端设备，其中，它们的电阻122跨越网络总线108来耦合。
在至少一个实施例中，在网络总线108中存在中断时，父类控制器101将禁用设备编号“16”和“17”的现场控制器102中的线尾电阻122，以及启用在网络总线108中的中断的任一侧的现场控制器102中的线尾电阻122，允许自修复通信网络100继续作为具有两个单独的网络的一个网络总线108来进行操作。在替代的实施例中，父类控制器101将禁用设备编号“16”和“17”的现场控制器102中的线尾电阻122，以及在第一和第二接收机/发射机端口104、106之间形成桥路，以及禁用第一和第二接收机/发射机端口104、106中的线尾电阻122，从而使得自修复通信网络100作为其中没有中断的单个网络来进行操作。
本领域技术人员将认识到的是，自修复通信网络100被配置为：自动地对在沿网络总线108的任意位置处的网络总线108中的中断进行检测和修复。因此，如上所述，父类控制器101将对图1中示出的三十二个设备中的任意设备之间的网络总线108中的中断进行检测和修复。
在本发明的特定实施例中，对父类控制器101进行编程以在检测到网络总线108中的中断时向用户提供某种类型的通知。当在网络总线108中存在中断时，该通知可以经由某种类型的警报、声音或视觉告警指示符或者电子消息传送(诸如电子邮件或文本消息)来向系统用户报警。此外，在更加特定的实施例中，父类控制器101提供用于处理对故障的现场控制器102的瞬时请求的方法。
所有参考文献(包括出版物、专利申请，和本文中引用的专利)相同程度地通过引用的方式并入，如同每一个参考文献被单独且具体地指示要通过引用来完整地并入本文并且在本文中对其进行了完整地阐述。
除非本文中以其它方式指示或者与上下文明显矛盾，否则在描述本发明的上下文中(尤其是在所附权利要求书的上下文中)术语“一”、“一个”和“该”以及类似指示物的使用要被解释为包括单数和复数二者。除非以其它方式注明，否则术语“包括(comprising)”、“具有”、“包括(including)”以及“包含”要被解释为开放式术语(即，意为“包括，但不限于”)。除非在本文中以其它方式指示，否则本文中对值的范围的叙述仅旨在用作单独提及落在范围内的每一个单独的值的速记方法，以及将每一个单独的值并入说明书中，如同对其在本文中进行了单独列举。除非本文中以其它方式指示或者与上下文明显矛盾，否则本文中描述的所有方法可以以任意合适的顺序来执行。除非以其它方式要求保护，否则本文中提供的任何和所有例子或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明，并不对本发明的范围造成限制。本说明书中没有语言应该被解释为指示任何未要求保护的元素为对于本发明的实践来说是必不可少的。
本文中描述了本发明的优选的实施例，包括用于执行本发明的、对于发明人来说已知的最佳模式。在阅读前面的描述时，那些优选实施例的变形对于本领域中的那些普通技术人员来说将变得显而易见。发明人期望熟练的技术人员酌情采用这样的变形，以及发明人期望本发明也可以以本文中具体描述的方式以外的方式来实施。因此，本发明包括由适用法律准许的本文所附权利要求书中列举的主题的所有修改和等效物。此外，除非本文中以其它方式指示或者以其它方式与上下文明显矛盾，否则本发明包括上述元素的所有可能的变形中的上述元素的任意组合。
Claims (27)
1.一种自修复通信网络，其包括：
网络总线，其被配置为连接多个现场控制器，每一个现场控制器被配置为对安装在建筑物中的系统的元件进行操作，其中，每一个现场控制器连接到所述网络总线，以及其中，能够在任意特定现场控制器中启用线尾电阻，以指定所述现场控制器为所述网络总线上的终端设备；以及
父类控制器，其被配置为检测连接到所述网络的所述多个现场控制器中的每一个现场控制器，所述父类控制器具有第一接收机/发射机端口和第二接收机/发射机端口，所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口均连接到所述网络总线，以及被配置为经由在所述网络总线上发送的命令对所述多个现场控制器的操作进行监控和控制，所述第一接收机/发射机端口连接到所述网络总线的第一端，所述第二接收机/发射机端口连接到所述网络总线的第二端，所述父类控制器还被配置为自动地检测所述网络总线中的中断，以及还被配置为通过启用所述多个现场控制器中的一个现场控制器中的至少一个线尾电阻来修复所述网络总线中的所述中断，以适当地端接所述网络，
其中，当在所述网络总线中不存在中断时，仅激活所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口中的一项。
2.根据权利要求1所述的自修复通信网络，其中，所述自修复通信网络使用BACnet通信协议。
3.根据权利要求1所述的自修复通信网络，其中，所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口包括通用异步接收机/发射机端口(UART)。
4.根据权利要求1所述的自修复通信网络，其中，所述父类控制器被配置为向用户警告在所述网络总线中的中断。
5.根据权利要求1所述的自修复通信网络，其中，当在所述网络总线中存在中断时，激活所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口。
6.根据权利要求5所述的自修复通信网络，其中，在所述网络总线中存在中断时，每一个接收机/发射机端口与一个或多个现场控制器的其自身的分别的网络进行通信。
7.根据权利要求5所述的自修复通信网络，其中，在所述网络总线中存在中断时，所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口形成桥路连接，从而使得所述通信网络用作其中没有中断的单个网络总线。
8.根据权利要求1所述的自修复通信网络，其中，所述父类控制器基于EIA-485标准，使用主-从属令牌传递系统，经由所述第一接收机/发射机端口或所述第二接收机/发射机端口与所述多个现场控制器通信。
9.根据权利要求8所述的自修复通信网络，其中，所述主-从属令牌传递系统的使用使得所述父类控制器能够检测所述网络总线中的中断。
10.根据权利要求1所述的自修复通信网络，其中，在所述网络总线中存在中断时，所述父类控制器启用位于所述网络总线中的所述中断的任一侧的所述现场控制器中的所述线尾电阻。
11.根据权利要求10所述的自修复通信网络，其中，所述父类控制器还禁用在所述网络总线上的之前的终端设备中的所述线尾电阻。
12.根据权利要求1所述的自修复通信网络，其中，安装在所述建筑物中的所述系统包括下列各项中的一个：供暖系统、通风系统、以及空气调节系统。
13.根据权利要求1所述的自修复通信网络，其中，安装在所述建筑物中的所述系统包括下列各项中的一个：照明控制系统、接入控制系统、消防安全系统和安保系统。
14.一种对通信网络进行自修复的方法，所述通信网络具有父类控制器，所述父类控制器被配置为经由在网络总线上发送的控制信号对多个现场控制器的操作进行监控和控制，所述父类控制器还被配置为：经由第一接收机/发射机端口在所述网络总线上进行通信，所述第一接收机/发射机端口和所述多个现场控制器连接到所述网络总线，所述方法包括下列步骤：
对来自所述多个现场控制器中的每一个现场控制器的通信进行监控；
基于所监控的通信来确定连接到所述网络总线的现场控制器的数量，以及确定哪个网络设备是在所述网络总线上的终端设备；
检测在所述网络总线中何时存在中断；以及
对所述多个现场控制器中的任意一个现场控制器进行修改以用作在所述网络总线上的终端设备，从而使得所述父类控制器保留对所述多个现场控制器中的每一个现场控制器进行监控和控制的能力，
其中，所述父类控制器还包括第二接收机/发射机端口，所述第二接收机/发射机端口连接到所述网络总线，以及
其中，当在所述网络总线中不存在中断时，仅激活所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口中的一个端口。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括以下步骤：在每一个现场控制器中安装被配置为用作线尾电阻的电阻，其中，对所述多个现场控制器中的任意一个现场控制器进行修改以用作在所述网络总线上的终端设备包括：使得所述现场控制器被修改为跨越所述网络总线的两个偏振的电线来连接其电阻。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，对所述多个现场控制器中的任意一个现场控制器进行修改以用作在所述网络总线上的终端设备还包括：使得之前用作在所述网络总线上的终端设备的所述设备将其电阻从所述网络总线的所述两个偏振的电线断开。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，对所述多个现场控制器中的任意一个现场控制器进行修改以用作在所述网络总线上的终端设备包括：对位于紧邻在所述网络总线中的中断的任一侧的所述现场控制器进行修改以用作在所述网络总线上的终端设备。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：向所述父类控制器提供第二接收机/发射机端口，以及将所述第二接收机/发射机端口连接到所述网络总线，其中，在所述网络总线中的中断使得所述第一接收机/发射机端口与在所述网络总线中的中断的一侧的所述现场控制器进行通信，以及所述第二接收机/发射机端口与在所述网络总线中的中断的另一侧的所述现场控制器进行通信。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括以下步骤：向所述父类控制器提供第二接收机/发射机端口，以及将所述第二接收机/发射机端口连接到所述网络总线，其中，在所述网络总线中的中断使得所述第一接收机/发射机端口形成到所述第二接收机/发射机端口的桥路连接，从而使得所述父类控制器保留对所述多个现场控制器中的每一个现场控制器进行监控和控制的能力。
20.根据权利要求14所述的方法，其中，检测在所述网络总线中何时存在中断包括：使用主-从属令牌传递方案来检测在所述网络总线中何时存在中断。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括以下步骤：使用BACnet通信协议来促进在所述通信网络上的设备之间的通信。
22.一种父类控制器，其包括：
第一接收机/发射机端口，其被配置为在网络总线上进行通信；
第二接收机/发射机端口，其被配置为在所述网络总线上通信；以及
控制逻辑电路，其耦合到所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口，所述控制逻辑电路被配置为连接到所述网络总线，以及还被配置为检测在所述网络总线中的中断，其中，所述控制逻辑电路包括：被配置为对耦合到所述网络总线的多个现场控制器进行监控和控制的可编程元件，以及其中，在检测到所述中断之后，所述控制逻辑电路被配置为：自动地对所述多个现场控制器中的一个或多个现场控制器进行修改，从而使得所述控制逻辑电路保留对所述多个现场控制器中的每一个现场控制器进行监控和控制的能力，
其中，当在所述网络总线中不存在中断时，仅激活所述第一接收机/发射机端口和所述第二接收机/发射机端口中的一个端口。
23.根据权利要求22所述的父类控制器，其中，所述多个现场控制器中的每一个现场控制器被配置为：对安装在建筑物中的一个或多个电的或机械的设备的操作进行管理。
24.根据权利要求22所述的父类控制器，其中，所述网络总线包括两个偏振的线路，以及其中，所述控制逻辑被编程为当在所述网络总线中存在中断时警告用户。
25.根据权利要求22所述的父类控制器，其中，所述控制逻辑电路被配置为：在所述网络总线上发送第一信号，所述第一信号使得所述多个现场控制器中的一个现场控制器跨越所述网络总线的两个电线来连接所述现场控制器中的电阻，所述控制逻辑电路还被配置为：在所述网络总线上发送第二信号，所述第二信号使得所述第二接收机/发射机端口将所述第二接收机/发射机端口中的电阻从所述网络总线断开。
26.根据权利要求22所述的父类控制器，其中，当在所述网络总线中不存在中断时，所述第二接收机/发射机端口是不活动的，以及在检测到在所述网络总线中的中断之后，激活所述第二接收机/发射机端口。
27.根据权利要求22所述的父类控制器，其中，所述控制逻辑电路还被配置为发起主-从属令牌传递方案，所述主-从属令牌传递方案允许所述控制逻辑电路确定连接到所述网络总线的现场控制器的数量。
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