CN104301453A - 一种基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，属于分布式智能电力装置技术领域。本发明通过专用通讯方式，将主模块与子模块以及子模块之间通过专用通讯通道与后级子模块依次相连，主模块对子模块置初始地址位，子模块完成地址置位后，通过专用通讯通道向后级子模块置地址信息操作，依次完成所有接入模块的通讯地址置位操作，从而实现所有模块地址的自动编码。本发明规避了重复地址的风险，系统结构不受背板的结构限制，扩展能力强，专用通讯的方式使可整定的范围进行随意扩展，子模块地址与子模块的物理连接方式相对应，便于配置信息的更新，单模块损坏后，更换新模块不需要地址信息的设置操作，更换过程简单便捷。

Description

一种基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法

技术领域

本发明涉及一种基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，属于分布式智能电力装置技术领域。

背景技术

在分散式布局的智能电力装置中，由于各个含可编程逻辑芯片的子模块相对独立，主模块与子模块通讯时需要对子模块的地址进行编码操作。现有技术中通过背板的方式进行编码，对背板的依赖较大，且系统配置灵活度受限于背板的布局结构，不能适用于任意扩展的分散式布局的装置结构。

分散式布局的装置中主模块与子模块中均配置有可编程逻辑芯片，其扩展能力相对于现有的集中式控制的装置显著增强。主模块与子模块通讯需要建立每个模块对应的ID信息，一般整定子模块的ID信息有2种方式，一是通过背板与识别电路建立每个接入的子模块的ID信息，二是通过对子模块预设ID信息，人为的保证每个子模块的ID信息与其一一对应。

中国专利CN201310629396.1介绍了一种智能电力装置，在子模块中引入可编程逻辑控制器，大大减轻了主模块中可编程逻辑控制器的运算压力，系统扩展性显著增强，同时主模块可编程逻辑控制器不参与数据的前期处理，减少了系统资源，在外部扩展需求较大的场合，亦可以考虑用较低级的处理器，适度降低系统成本。

由其组成的装置结构如下附图1所示。此装置架构中，对通讯地址的编码采用的是背板编码方式。背板信息反映不同的数据位，通过选通方式等手段实现，子模块接入装置时，可通过表示其接入位置的ID号进行识别，当插件接入时，此ID号被激活，主模块可通过轮询、子模块上电启动自动上送来检测新接入的子模块，在主模块中为其配置资源。

ID号实现方式有三种：1)在主模块中实现，例如主模块通过CS0、CS1、CSn等片选信号分别接入背板A、B、N的位置，当子模块接入背板A时，CS0被激活，主模块识别子模块接入背板A位置；2)在背板中实现，例如背板中有开入回路，公共端接入5V电源，背板A、B、N位置分别接入主模块的KR1、KR2、KRn位置，子模块中对应背板位置为短接端子，当子模块接入背板A位置时，KR1被激活，表示背板A位置接入子模块；3)在子模块中实现，例如子模块中有开入回路，公共端接5V电源，背板对应位置为短接状态，当子模块接入背板时，对应回路被激活，对应的KR接入主模块开入回路中，表示此位置模块ID被激活。ID号亦可以通过子模块中通讯数据传输给主模块实现。

此方法的缺点：以上三种ID号的编码方式均采用背板与子模块结合的方式进行，不论是在背板中实现还是在主模块中实现，亦或是在子模块中实现，其建立的基础均为主模块通过背板与子模块建立联络关系，而背板的缺点就是不能随意扩展，受限于现有的背板走线的空间布局影响，其扩展的子模块数量同样受限制。

在分布式布局的子模块中，人为预先设置装置的地址信息，对每个接入的子模块按照一定的规律方法，进行代表模块地址信息的ID信息的整定。如附图2所示，针对某一装置对其接入的子模块分别预设地址为1、2、3对应其ID信息，任意子模块或全部子模块接入时，主模块均可以依据其ID信息进行区别。

此方法的缺点：整定ID信息比较麻烦，且由于ID信息整定过程的影响，存在初始地址重复的风险，导致数据冲突，装置失效。当子模块需要更换时，需要整定其ID信息与被替换子模块一致，增加操作复杂度与出错风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，以解决现有技术中通过背板方式进行编码所导致的对背板依赖大以及不易扩展的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，该编码方法包括以下步骤：

1)将智能装置的主模块与子模块以及子模块之间通过专用置位通讯端口顺序连接；

2)前级子模块对后级子模块进行地址置位操作，置位地址信息逐一进行级差处理。

所述步骤1)中的连接方式为1对1方式，各模块之间置位通讯端口采用手拉手的串接方式，地址信息与物理连接的子模块位置按顺序一一对应。

所述与主模块直接接入的子模块的地址由主模块进行初始置位。

所述步骤2)是由设置在各子模块中的地址编码单元完成，各子模块中的地址编码单元的输入端与前级子模块的专用置位通讯端口连接，输出端与后级子模块的专用置位通讯端口连接，所述地址编码单元以本模块地址信息为基础，级差计算后得出后级子模块的地址，并通过后级子模块的专用置位通讯端口对后级子模块发送带有地址整定信息的报文。

所述步骤2)中前级模块对后级模块传输带有地址信息报文数据时，采用广播方式或问答方式传输。

所述各子模块中还设置有地址锁存单元，用于锁存本模块中地址编码单元的地址信息。

所述专用置位通讯端口为RS485、CAN或者ETH。

所述地址编码单元可以采用DSP、CPU或者加法电路。

本发明的有益效果是:本发明通过专用通讯方式，将主模块与子模块以及子模块之间通过专用通讯通道与后级子模块依次相连，主模块对子模块置初始地址位，子模块完成地址置位后，通过专用通讯通道向后级子模块置地址信息操作，依次完成所有接入模块的通讯地址置位操作，从而实现所有模块地址的自动编码。本发明规避了重复地址的风险，系统结构不受背板的结构限制，扩展能力强，专用通讯的方式使可整定的范围进行随意扩展，子模块地址与子模块的物理连接方式相对应，便于配置信息的更新，单模块损坏后，更换新模块不需要地址信息的设置操作，更换过程简单便捷。

附图说明

图1是主从控制器模块结构的智能电力装置架构图；

图2是预设ID信息的结构示意图；

图3是本发明所采用的子模块中装置编码单元示意图；

图4是地址编码流程图；

图5是专用通讯方式自识别ID信息结构示意图；

图6是本发明实施例中专用通讯方式自识别ID信息结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在分散式布局的智能电力装置中，由于各个含可编程逻辑芯片的子模块相对独立，主模块与子模块通讯时需要对子模块的地址进行编码操作。现有技术中通过背板的方式进行编码，对背板的依赖较大，且系统配置灵活度受限于背板的布局结构，不能适用于任意扩展的分散式布局的装置结构。

为此，本发明提出了一种基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，将主模块与子模块相连，子模块顺序相连，主模块与子模块、子模块之间通过专用通讯通道与后级子模块相连，主模块对子模块置初始地址位，子模块完成地址置位后，通过专用通讯通道向后级子模块置带有本模块地址信息的地址位操作，依次完成所有接入模块的通讯地址置位操作。该方法的具体过程如下：

1.将智能装置的主模块与子模块以及子模块之间通过专用置位通讯方式顺序连接，如图5所示。各模块均设置有专用通讯端口，各模块之间通过专用通讯端口连接，构成专用通讯通道，专用通讯通道区别于总线形式的通讯通道，其采用的是手拉手串接的方式，可防止数据的混乱，保证数据一对一传输，保证整定地址数据不重复，并与物理串接的子模块地址保持一一对应。

2.对其直接接入的子模块进行初始置位操作，各子模块通过专用通讯端口对子模块地址进行整定，其整定过程通过地址编码单元实现，各子模块内均设置有地址编码单元，如图3所示，各子模块中的地址编码单元的输入端与上级级联通讯端口连接，作为接收单元接收带有地址信息的通讯报文，经处理得出所属子模块的地址，再利用与后级子模块连接的通讯端口向后级子模块发送带有地址信息的通讯报文。其过程包括以下三步：

第一、前级级联通讯端口接收到前级模块带有地址整定信息的通讯报文。

第二、地址编码单元提取地址信息，完成本模块的地址信息整定，并存入地址锁存单元中。

第三、地址编码单元以本模块地址信息为基础，级差计算后得出后级子模块的地址，并通过后级子模块级联通讯端口对后级子模块发送带有地址整定信息的报文。

各子模块地址编码流程如图4所示，首先判断该模块是否处于地址锁存状态，地址整定后固化操作，避免再次上电重新执行地址整定操作。当地址处于未锁存状态时，执行地址编码操作，读取前级级联模块发送的报文信息，由地址编码单元转换为该模块的地址。该子模块地址设置完毕后，置地址锁存信号，并通过级差操作后通过后级级联通讯端口向后级子模块传递地址整定信息，可通过广播方式传输此信息，亦或通过问答方式。

由主模块对其直接接入的子模块进行初始置位操作，如地址信息置位为1，该子模块完成置位操作后，级差计算出后级子模块的地址为1+1，并通过与其接入的后级子模块连接的专用通讯通道，对其进行地址整定操作，置地址为2，依次类推，完成整个分布式智能装置的所有子模块的地址整定。

地址信息通常由初始地址信息通过累加级差数值得出，进而逐一得出，如级差为1，当第一个子模块地址置位为11，级差运算的出地址为第二个子模块的地址为12，以此类推。可以通过对第一个子模块的地址改变初始地址，进而影响全部串接的子模块的地址信息。

专用置位通讯方式可采用RS485，亦或是CAN或者ETH等通讯手段。

子模块的地址信息运算，可通过地址编码处理单元，由级差处理后，得出具有规律的地址信息，并反映在专用通讯通道所传递的信息中。

子模块中配备地址编码处理单元，此单元可以是DSP、CPU或其他智能芯片，也可以是简单的加法电路，顺序加步长操作。

下面以一个主模块接入5个子模块的结构为例来说明本发明所提供的智能装置地址自动编码方法的具体过程。

主模块通过置位专用通讯通道对其接入的子模块1置位，子模块1完成置位后对子模块2置位，子模块2完成置位后对子模块3置位，子模块3完成置位后对子模块4置位，子模块4完成置位后对子模块5置位，如图6所示，依次完成顺序连接的子模块的置位操作。

主模块对其接入的子模块(第1个子模块)置位为1，则第1个子模块置位信息后，地址取为1，并通过级差算法得出后级子模块的地址为1+1，对第2个子模块置位为2；

第2个子模块接收前级子模块置位信息后，地址取为2，并通过级差算法得出后级子模块的地址为2+1，向后级第3个子模块传输包含置位为3信号的报文信息；

第3个子模块接收前级子模块置位信息后，地址取为3，并通过级差算法得出后级子模块的地址为3+1，向后级第4个子模块传输包含置位为4信号的报文信息；

第4个子模块接收前级子模块置位信息后，地址取为4，并通过级差算法得出后级子模块的地址为4+1，向后级第5个子模块传输包含置位为5信号的报文信息；

第5个子模块接收前级子模块置位信息后，地址取为5。

Claims (8)

1.一种基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，其特征在于，该编码方法包括以下步骤：

1)将智能装置的主模块与子模块以及子模块之间通过专用置位通讯端口顺序连接；

2)前级子模块对后级子模块进行地址置位操作，置位地址信息逐一进行级差处理。

2.根据权利要求1所述的基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，其特征在于，所述步骤1)中的连接方式为1对1方式，各模块之间置位通讯端口采用手拉手的串接方式，地址信息与物理连接的子模块位置按顺序一一对应。

3.根据权利要求2所述的基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，其特征在于，所述与主模块直接接入的子模块的地址由主模块进行初始置位。

4.根据权利要求3所述的基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，其特征在于，所述步骤2)是由设置在各子模块中的地址编码单元完成，各子模块中的地址编码单元的输入端与前级子模块的专用置位通讯端口连接，输出端与后级子模块的专用置位通讯端口连接，所述地址编码单元以本模块地址信息为基础，级差计算后得出后级子模块的地址，并通过后级子模块的专用置位通讯端口对后级子模块发送带有地址整定信息的报文。

5.根据权利要求4所述的基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，其特征在于，所述步骤2)中前级模块对后级模块传输带有地址信息报文数据时，采用广播方式或问答方式传输。

6.根据权利要求4所述的基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，其特征在于，所述各子模块中还设置有地址锁存单元，用于锁存本模块中地址编码单元的地址信息。

7.根据权利要求6所述的基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，其特征在于，所述专用置位通讯端口为RS485、CAN或者ETH。

8.根据权利要求4所述的基于专用置位通讯的智能装置地址编码方法，其特征在于，所述地址编码单元可以采用DSP、CPU或者加法电路。