CN107505576A - 分布式系统中模块自动识别系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分布式系统中模块自动识别系统，属于嵌入式系统应用的技术领域。本发明的模块自动识别系统包括一个主控模块和多个从属模块，主控模块和从属模块均包括一个用于从属模块自动编号的输入引脚和输出引脚；主控模块与从属模块通过输入引脚和输出引脚依次相连组成一个串联环路；由所述主控模块发起，此串联环路中的从属模块依次自动编号。本发明的系统能够实现主控模块识别与收到信息对应的从属模块安装位置，从而使得主控模块能够根据信息内容对从属模块进行相应处理。例如主控模块在收到从属模块发送的故障信息时，准确定位故障从属模块的安装位置，并及时通知人工对故障从属模块做出相应的检修及更换操作。
Description
技术领域
本发明涉及嵌入式系统应用的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种分布式系统中模块自动识别系统及方法，例如用在电动车的分布式电池管理系统中，但发明的系统应用不限于分布式电池管理系统，也可用在其它分布式系统中。
背景技术
分布式系统中，一般包括一个主控模块和若干个从属模块组成分布式系统，它们通过内部网络，例如CAN，交互通讯信息。从属模块获取某些信息后，将信息发送给主控模块。主控模块收到从属模块发送过来的信息后，需要识别与信息对应的从属模块的安装位置，从而能够根据信息内容对从属模块进行相应处理。例如主控模块在收到从属模块发送的故障信息时，准确定位故障从属模块的位置，并及时通知人工对故障从属模块做出相应的检修及更换操作。因此，如何准确定位从属模块的安装位置是需要首先解决的关键问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种分布式系统中模块自动识别系统及方法。
本发明采用了以下技术方案：
一种分布式系统中模块自动识别系统，包括主控模块和N个从属模块，所述主控模块和从属模块之间通过通信内网连接，其中N为自然数，且N≥2；其特征在于：所述主控模块和从属模块均包括一个用于从属模块自动编号的输入引脚和输出引脚；所述主控模块与从属模块通过输入引脚和输出引脚依次相连组成一个串联环路；由所述主控模块发起信号，此串联环路中的从属模块依次自动编号，并且所述主控模块获知最后一个从属模块的编号。
其中，所述从属模块编号由初始值按照自然序列依次增大，从属模块被编号后，通过通信内网向所述主控模块发送的信息中，带有其编号值；主控模块从其收到的信息中能够识别此信息对应的从属模块。
其中，所述通信内网为由CAN总线(但不限于CAN总线)组成的网络。
本发明还涉及一种分布式系统中模块自动识别方法，所述方法包括以下步骤：
(1)由主控模块开始，从其输出引脚向与其相连的从属模块的输入引脚发送编号为1的编号指令；
(2)当所述从属模块的输入引脚收到编号为1号的编号指令后，所述从属模块将其自身编号为1号；然后通过其输出引脚向与其相连的下一个从属模块的输入引脚发送编号为2号的编号指令；每一个从属模块通过其输入引脚被上一个从属模块编号后，通过其输出引脚对与其相连的下一个从属模块进行编号；
(3)当串联环路中最后一个从属模块被编号后，最后一个从属模块通过其输出引脚向与其相连的主控模块的输入引脚发送编号指令，主控模块对其输入引脚接收到的编号指令分析可获知最后一个从属模块的编号值。
其中，所述从属模块编号由初始值按照自然序列依次增大，编号后主控模块能够获知从属模块的数量。
一种分布式电池管理系统，包括由多个电池模块串联组成的动力电池，所述电池模块由多个单体电芯经过串并联后组成；其特征在于：还包括对每个电池模块单独进行监测的从控板，以及对动力电池进行控制运算的主控板；所述主控板和从控板之间通过通信内网连接，所述主控板和从控板均包括一个用于从控板自动编号的输入引脚和输出引脚；所述主控板与从控板通过输入引脚和输出引脚依次相连组成一个串联环路；由所述主控板发起信号，此串联环路中的从控板依次自动编号，并且所述主控板获知最后一个从控板的编号。
其中，所述一个电池模块配备一个或多个从控板。
其中，所述一个从控板控制一个或多个电池模块。
其中，所述从控板用于获取电池模块以及所述电池模块的单体电芯的电压和/或温度参数。
其中，所述通信内网为由CAN总线(但不限于CAN总线)组成的网络。
与最接近的现有技术相比，本发明的分布式系统中模块自动识别系统及方法具有以下有益效果：
本发明的系统能够实现主控模块识别与收到信息对应的从属模块安装位置，从而使得主控模块能够根据信息内容对从属模块进行相应处理。例如主控模块在收到从属模块发送的故障信息时，准确定位故障从属模块的安装位置，并及时通知人工对故障从属模块做出相应的检修及更换操作。
附图说明
图1为本发明的分布式系统中模块自动识别系统的结构框图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的分布式系统中模块自动识别系统及方法做进一步的阐述，以期对本发明的技术方案做出更完整和清楚的说明。
本发明的分布式系统是在主控模块和从属模块在内部信息通讯网络之外，主控模块和从属模块各自提供两个单独的引脚。作为示例性地，如图1中in和out所示，作为模块自动编号所用，这两个单独的引脚，一个作为输出引脚，一个作为输入引脚。主控模块和从属模块通过输入输出引脚依次相连，组成一个串联环路，如图1中101、102、103一直到117所示的连线示意图。由主控模块发起信号，此串联环路中的从属模块依次自动编号，主控模块可获知最后一个从属模块的编号。由于此串联环路中的连线关系是明显确定的，所以被编号的从属模块的安装位置是明显确定的，即是特定编号的从属模块的安装位置是确定的。从属模块编号由初始值，例如1号，开始按照一定规律依次增大，例如按自然数规律，例如16个从属模块，当然具体数量按实际需求而定，可以不受限制。从属模块被编号后，通过内部信息通讯网络，例如CAN总线，向主控模块发送的信息中，带有其编号值，例如CAN的ID中带有其编号值，ID为0x451表示编号为1号的从属模块、ID为0x452表示编号为2号的从属模块等等CAN的ID编码方式。因此，主控模块从其收到的信息中，可识别此信息对应的从属模块的安装位置。
如图1所示，模块自动编号及识别的串联环路可用单线或者多线相连而成。在此串联环路中，一般的操作步骤是，由主控模块开始，从其输出引脚向与其相连的从属模块的输入引脚发送编号为1号的特定编号指令，例如单线连接时可以是某个单线串口信号或者其它单线信号或者多线连接时的其它信号，当此从属模块的输入引脚收到编号为1号的特定编号指令后，此从属模块将其自身编号为1号，然后在其输出引脚向与其相连的下一个从属模块的输入引脚发送编号为2号的特定编号指令，例如单线连接时可以是某个单线串口信号或者其它单线信号或者多线连接时的其它信号。以此类推，每一个从属模块通过其输入引脚被上一个从属模块编号后，可以通过其输出引脚对与其相连的下一个从属模块进行编号。因此，每一个从属模块的程序设计中，对编号操作的处理逻辑是类似的。当分布式系统的此串联环路中，最后一个从属模块被编号后，此最后一个从属模块从其输出引脚继续向与其相连的主控模块的输入引脚发送特定编号指令，主控模块对其输入引脚接收到的此特定编号指令进行处理分析后，可获知此分布式系统最后一个从属模块的编号值。当从属模块的编号值是按特定规律依次递增时，例如按自然数增大时，主控模块即可获知从属模块的数量。以此上述，实现分布式系统中从属模块自动编号的原理。
从属模块被编号后，通过内部信息通讯网络，例如CAN总线，向主控模块发送的信息中，带有其编号值，例如CAN的ID中带有其编号值，从属模块将其自身的ID设为0x451，表示此从属模块的编号为1号、ID为0x452表示编号为2号等等CAN的ID编码方式。由于图1所示分布式系统中串联环路的连线关系是明显确定的，所以被编号的从属模块的安装位置是明显确定的，即是特定编号的从属模块的安装位置是确定的。因此，主控模块从其收到的信息中，可识别此信息对应的从属模块的安装位置。
主控模块确定与信息对应的从属模块的安装位置后，从而根据信息内容对从属模块进行处理，例如在出现故障时，准确定位故障从属模块的位置，才能及时通知人工对故障从属模块做出相应的检修及更换操作。
实施例1
以下用分布式电池管理系统举例进一步说明本发明的技术构思和实现方式，但本发明技术方案的应用不限于分布式电池管理系统，也可用在其它分布式系统中。
本实施例的分布式电池管理系统，包括由多个电池模块串联组成的动力电池，所述电池模块由多个单体电芯经过串并联后组成；还包括对每个电池模块单独进行监测的从控板，以及对动力电池进行控制运算的主控板；所述主控板和从控板之间通过通信内网连接，所述主控板和从控板均包括一个用于从控板自动编号的输入引脚和输出引脚；所述主控板与从控板通过输入引脚和输出引脚依次相连组成一个串联环路；由所述主控板发起信号，此串联环路中的从控板依次自动编号，并且所述主控板获知最后一个从控板的编号。其中，所述一个电池模块配备一个或多个从控板。或者所述一个从控板控制一个或多个电池模块。
用于监测电池模块状态的从控板通过电池管理系统内部网络，例如CAN，将电池模块及其单体电芯的信息，例如电压、温度等信息，发送给主控板。为了对电池模块进行故障监测及更换操作，需要准确定位哪个电池模块出现故障，因此，主控板需要确定与从控板发送来的信息对应的电池模块的实际安装位置。主控板确定与信息对应的电池模块的安装位置后，从而根据信息内容对电池模块进行处理，例如在出现故障时，准确定位故障电芯的位置，才能及时通知人工对故障电池模块做出相应的检修及更换操作。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种分布式系统中模块自动识别系统，包括1个主控模块和N个从属模块，所述主控模块和从属模块之间通过通信内网连接，其中N为自然数，且N≥2；其特征在于：所述主控模块和从属模块均包括一个用于从属模块自动编号的输入引脚和输出引脚；所述主控模块与从属模块通过输入引脚和输出引脚依次相连组成一个串联环路；由所述主控模块发起信号，此串联环路中的从属模块依次自动编号。
2.根据权利要求1所述的分布式系统中模块自动识别系统，其特征在于：所述从属模块编号由初始值按照自然序列依次增大，从属模块被编号后，通过通信内网向所述主控模块发送的信息中，带有其编号值；主控模块从其收到的信息中能够识别此信息对应的从属模块。
3.根据权利要求1所述的分布式系统中模块自动识别系统，其特征在于：所述通信内网为由CAN总线(但不限于CAN总线)组成的网络。
4.利用权利要求1所述的分布式系统中模块自动识别系统的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)由主控模块开始，从其输出引脚向与其相连的从属模块的输入引脚发送编号为1的编号指令；
(2)当所述从属模块的输入引脚收到编号为1号的编号指令后，所述从属模块将其自身编号为1号；然后通过其输出引脚向与其相连的下一个从属模块的输入引脚发送编号为2号的编号指令；每一个从属模块通过其输入引脚被上一个从属模块编号后，通过其输出引脚对与其相连的下一个从属模块进行编号；
(3)当串联环路中最后一个从属模块被编号后，最后一个从属模块通过其输出引脚向与其相连的主控模块的输入引脚发送编号指令，主控模块对其输入引脚接收到的编号指令分析可获知最后一个从属模块的编号值。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于：所述从属模块编号由初始值按照自然序列依次增大，编号后主控模块能够获知从属模块的数量。
6.一种分布式电池管理系统，包括由多个电池模块串联组成的动力电池，所述电池模块由多个单体电芯经过串并联后组成；其特征在于：还包括对每个电池模块单独进行监测的从控板，以及对动力电池进行控制运算的主控板；所述主控板和从控板之间通过通信内网连接，所述主控板和从控板均包括一个用于从控板自动编号的输入引脚和输出引脚；所述主控板与从控板通过输入引脚和输出引脚依次相连组成一个串联环路；由所述主控板发起信号，此串联环路中的从控板依次自动编号，并且所述主控板获知最后一个从控板的编号。
7.根据权利要求6所述的分布式电池管理系统，其特征在于：所述一个电池模块配备一个或多个从控板。
8.根据权利要求6所述的分布式电池管理系统，其特征在于：所述一个从控板控制一个或多个电池模块。
9.根据权利要求6所述的分布式电池管理系统，其特征在于：所述从控板用于获取电池模块以及所述电池模块的单体电芯的电压和/或温度参数。
10.根据权利要求6所述的分布式电池管理系统，其特征在于：所述通信内网为由CAN总线(但不限于CAN总线)组成的网络。
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