CN107895943B - 具有接线保护功能的装置及其控制方法 - Google Patents

具有接线保护功能的装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有接线保护功能的装置及其控制方法，属于接线保护技术领域。本发明的装置包括：设置在通信芯片和低压接线端子之间的开关部件、用于控制所述开关部件的导通和关断的控制器、以及用于检测低压接线端子从外部接入的电压信号的电压检测模块；其中，控制器被配置为基于电压检测模块检测的电压信号来判断低压接线端子是否正确地与低压通信总线耦接，在判断为“否”的情况下控制开关部件关断，在判断为“是”的情况下控制开关部件导通。

Description

具有接线保护功能的装置及其控制方法
技术领域
本发明属于接线保护技术领域，涉及具有接线保护功能的装置及其控制方法。
背景技术
在现场布线时，需要对诸多使用通信芯片的装置（例如使用基于RS485协议的通信芯片的各种控制终端、监测终端）接线，其中包括对该装置的接线端口的诸多端子进行接线，当然也包括对装置的接线端口的对应于通信芯片的低压接线端子进行接线。在接线完全正确无误的情况下，诸多装置之间可以正常工作，例如，各装置的通信芯片工作的彼此协同工作实现多个装置之间的信息传输。
然而，在进行现场布线时，使用通信芯片的装置的接线工作通常也还包括对接线端口的高压接线端子进行接线（从而接入高压信号），接线端口的端子的数量也是较多的，因此布线工作人员容易犯接线错误，特别是将高接线端子对应的高压信号接入到低压接线端子上的接线错误。类似的接线错误容易导致装置内部的通信芯片损坏，从而导致装置整个不能工作，容易引起用户对该装置产品的质量不满。
发明内容
为解决以上技术问题或其他技术问题，本发明提供一种具有接线保护功能的装置及其控制方法。
按照本发明的一方面，提供一种装置，包括通信芯片和接线端口，所述接线端口包括低压接线端子和高压接线端子，其中，所述通信芯片通过所述低压接线端子实现与外部的低压通信总线耦接，所述装置还包括：
开关部件，其设置在所述通信芯片和所述低压接线端子之间；
控制器，其用于控制所述开关部件的导通和关断；以及
电压检测模块，其用于检测所述低压接线端子从外部接入的电压信号；
其中，所述控制器被配置为基于所述电压检测模块检测的电压信号来判断所述低压接线端子是否正确地与所述低压通信总线耦接，在判断为“否”的情况下控制所述开关部件关断，在判断为“是”的情况下控制所述开关部件导通。
根据本发明一实施例的装置，其中，所述电压检测模块包括对应每个所述低压接线端子而设置的分压电路。
根据本发明一实施例的装置，其中，每个所述分压电路包括限流电阻和采样电阻，其中，所述限流电阻和采样电阻串联地设置在每个所述低压接线端子和接地端之间。
根据本发明一实施例的装置，其中，所述电压检测模块被配置为通过检测每个所述分压电路的采样电阻的采样电压值来检测所述电压信号。
根据本发明一实施例的装置，其中，所述控制器进一步被配置为：在所述采样电压值大于或等于预定值时判断相应的低压接线端子未正确地与所述低压通信总线耦接；在所述采样电压值小于预定值时判断相应的低压接线端子正确地与所述低压通信总线耦接。
根据本发明一实施例的装置，其中，所述电压检测模块还包括对应每个所述采样电阻而并联地设置的稳压二极管。
根据本发明一实施例的装置，其中，所述开关部件可以为继电器。
根据本发明一实施例的装置，其中，还包括电源模块，其与所述高压接线端子耦接，并且用于将所述高压接线端子输送过来的高压信号转换为直流低压信号。
根据本发明一实施例的装置，其中，还包括按键，所述按键能够被人工触发以使所述开关部件导通。
根据本发明一实施例的装置，其中，还包括与所述控制器耦接的显示灯，所述控制器还被配置为在所述低压接线端子未正确地与所述低压通信总线耦接的情况下驱动所述显示灯在一预定状态显示。
根据本发明一实施例的装置，其中，所述通信芯片为基于RS485协议、RS232协议、RS422协议或CAN总线协议的通信芯片。
按照本发明的又一方面，提供一种装置的控制方法，其中，所述装置包括通信芯片和接线端口，所述接线端口包括低压接线端子和高压接线端子，所述通信芯片通过所述低压接线端子实现与外部的低压通信总线耦接，所述方法包括步骤：
检测所述低压接线端子从外部接入的电压信号；和
基于检测的电压信号来判断所述低压接线端子是否正确地与所述低压通信总线耦接，在判断为“否”的情况下控制设置在所述通信芯片和所述低压接线端子之间的开关部件关断，在判断为“是”的情况下控制所述开关部件导通。
根据本发明一实施例的控制方法，其中，在检测所述电压信号的步骤中，通过检测对应每个所述低压接线端子而设置的每个分压电路的采样电阻的采样电压值来检测所述电压信号。
根据本发明一实施例的控制方法，其中，在所述判断步骤中，在所述采样电压值大于或等于预定值时判断相应的低压接线端子未正确地与所述低压通信总线耦接；在所述采样电压值小于预定值时判断相应的低压接线端子正确地与所述低压通信总线耦接。
根据本发明一实施例的控制方法，其中，还包括步骤：
在判断为“否”的情况下驱动显示灯在一预定状态显示。
根据本发明一实施例的控制方法，其中，还包括步骤：
在所述检测步骤之前，判断所述装置的电源模块是否从所述高压接线端子接入高压信号，在判断为“是”的情况下进入所述检测步骤，否则所述开关部件保持关断。
根据本发明一实施例的控制方法，其中，所述通信芯片为基于RS485协议、RS232协议、RS422协议或CAN总线协议的通信芯片。
本发明能够自动实现对装置中的通信芯片的接线保护，具有接线保护功能，在对该装置进行现场布线时，不易因接线错误导致损坏。
附图说明
从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。
图1是按照本发明一实施例的装置的结构示意图。
图2是图1所示实施例中的装置的电压检测模块的结构示意图，其中，图2（a）所示为基本电路结构，图2（b）所示为图2（a）所示基本电路结构的等效电路。
图3是图1所示装置的控制方法实施例示意图。
具体实施方式
现在将参照附图更加完全地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。但是，本发明可按照很多不同的形式实现，并且不应该被理解为限制于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开变得彻底和完整，并将本发明的构思完全传递给本领域技术人员。附图中，相同的标号指代相同的元件或部件，因此，将省略对它们的描述。
附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或者在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或者在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
图1所示为按照本发明一实施例的装置的结构示意图；图2所示为图1所示实施例中的装置的电压检测模块的结构示意图，其中图2（a）所示为基本电路结构，图2（b）所示为图2（a）所示基本电路结构的等效电路。以下结合图1和图2所示进行示例说明。
如图1所示，装置10例如可以为各种控制终端或监测终端，其可以例如布置在楼宇等场所作为现场终端使用，从而与其他诸多设备一起构成具有某一特定功能的系统。装置10具有与其他装置或设备等进行有线通信的需求，因此，内部使用通信芯片100，并且通信芯片100需要与装置外部的相应低压通信总线（例如910和920）耦接，从而实现有线通信功能。通信芯片100所使用的通信协议不是限制性的，按使用的通信协议的种类来划分，通信芯片100可以为基于RS485协议、RS232协议、RS422协议或CAN总线协议的通信芯片，以下示例基于RS485协议的MAX485芯片对装置10进行说明。
装置10一般地设置有接线端口120，接线端口120中具有各种功能的接线端子，在现场安装装置10时，其中一个重要的步骤是将接线端口120的各个接线端子接线连接至外部的相应信号线，从而完成现场布线。在图1示例中，接线端口120的接线端子以其应该接入的信号来命名；接线端子具有对应通信芯片100的低压接线端子D-和D+，在正确接线的情况下，低压接线端子D-和D+分别连接外部的低压通信总线910和920，从而从低压通信总线910和920分别接入低压信号D-和D+至通信芯片100。接线端子具有例如对应装置10中的电源模块150而设置的高压接线端子L和N，在正确接线的情况下，高压接线端子L和N分别连接外部的低压通信总线910和920，从而从高压信号线930和940分别接入交流高压信号L和N至电源模块150。
需要说明的是，本文中的“低压信号”的“低压”是指其接入至通信芯片100中而不会导致通信芯片100损坏的电压范围值，“高压信号”的“高压”是相对“低压”来定义的。
接线端口120可能还具有其他的接线端子，例如，接线端子FL、FM、V2、V1等，其他的接线端子的具体类型和数量不是限制性的，其可以根据装置10的具体类型、需要实现的功能而选择设置。在现场布线时，也包括对这些端子的相应布线。因此，尤其是在端子数量较多且外部线较多的情况下，操作人员不可避免地犯接线错误，特别是将低压接线端子D-和D+连接外部的高压信号线930或940时，容易导致通信芯片100损坏。
为实现装置10具有接线保护功能，装置10内部还设置了开关部件110、控制器140和电压检测模块150。其中，开关部件110设置在通信芯片100和低压接线端子D-和D+之间，开关部件110导通时，低压接线端子D-和D+接入的信号（不限于直流低压信号D-和D+）可以输入至通信芯片100，开关部件110关断时，低压接线端子D-和D+接入的信号（不限于直流低压信号D-和D+）不能输入至通信芯片100。开关部件110具体可以通过继电器实现，其受控制器140控制，控制器140主要用来控制开关部件110的导通和关断，控制器140例如可以通过MCU实现，其能够接收电压检测模块130输出的结果，例如采样的电压值。
电压检测模块130是对应于低压接线端子D-和D+与开关部件110之间的接线而布置，其用于检测低压接线端子D-和D+从外部接入的电压信号。将理解到，在接线正确的情况下，低压接线端子D-和D+从外部接入的电压信号为D-和D+，在接线错误的情况下，低压接线端子D-和D+从外部接入的信号为其他电压信号，例如L和N。电压检测模块130通过对于低压接线端子D-和D+进行电压采样，输出采样电压值。
其中，控制器140被配置为基于电压检测模块130检测的电压信号来判断低压接线端子D-和D+是否正确地与低压通信总线910和920耦接，在判断为“否”的情况下控制开关部件110关断，在判断为“是”的情况下控制开关部件110导通。
在一实施例中，电压检测模块130包括对应每个低压接线端子而设置的分压电路，其中，低压接线端子D-对应的分压电路包括限流电阻R12和采样电阻R11，低压接线端子D+对应的分压电路包括限流电阻R22和采样电阻R21，限流电阻R12和采样电阻R11串联地设置在低压接线端子D-和接地端之间，限流电阻R22和采样电阻R21串联地设置在低压接线端子D+和接地端之间。每个分压电路中，限流电阻的阻值是采样电阻的阻值的5倍以上，例如，限流电阻R12和R22的阻值为100K欧、采样电阻R11和R21的阻值为10K欧。将理解到，可以通过设置每个分压电路的限流电阻和采样电阻的阻值，使从采样电阻检测输出的采样电压值Vdetect能够被控制器140接受并读取。
电压检测模块130被配置为通过检测每个分压电路的采样电阻R11和R21的采样电压值Vdetect来检测接入的电压信号Vin1和Vin2。相应地，在一实施例中，控制器140进一步被配置为在采样电压值Vdetect大于或等于预定值Vmax时判断相应的低压接线端子D-或D+未正确地与低压通信总线910和920耦接；在采样电压值Vdetect小于预定值Vmax时判断相应的低压接线端子D-或D+正确地与低压通信总线910和920耦接。Vmax的具体大小可以根据情况而设置，从而提高上述判断的准确性。
在一实施例中，如图2所示，电压检测模块130中还包括对应每个采样电阻而并联地设置的稳压二极管，具体地，采样电阻R11和R21分别对应设置稳压二极管D11和D21。这样，即使低压接线端子接入的电压信号Vin1和Vin2的电压值过大，采样电压值Vdetect的最高值受稳压二极管D11和D21限制，从而避免输出的采样电压值Vdetect的过大而损坏控制器140。
在一实施例中，如图1所示，控制器140和电压检测模块130通过电压模块150输出的低压直流电进行供电。电源模块130具体可以为AC/DC转换器，其输入端与高压接线端子L和N耦接，并且用于将高压接线端子L和N输送过来的高压信号L和N转换为直流低压信号。
因此，以上实施例的装置10，假设布线操作人员将低压接线端子D-和D+中任何一个错误地接线至高压信号线930或940，此时，电压检测模块130中的采样电阻对应的采样电压值Vdetect将比正确接线情况下的采样电压值高，例如，此时Vdetect大于Vmax，控制器140在Vdetect大于或等于Vmax的情况下判断低压接线端子D-和D+中的至少一个未正确地与低压通信总线910或920耦接，控制开关部件110保持关断（在开关部件110保持常开的情况下），从而通信芯片100不接入高压信号线930或940的信号L或N，避免其被高压信号损坏。因此，装置10对通信芯片100具有接线保护功能。
假设布线操作人员将低压接线端子D-和D+分别正确地接线至低压通信总线910和920，此时，电压检测模块130中的采样电阻对应的采样电压值Vdetect将较小，例如，此时Vdetect小于Vmax，控制器140在Vdetect小于Vmax的情况下判断低压接线端子D-和D+正确地分别与低压通信总线910和920耦接，控制开关部件110导通（在开关部件110保持常开的情况下），从而通信芯片100接入低压通信总线910和920的信号D-和D+，通信芯片100在接线后能正常工作。
在一实施例中，继续如图1所示，装置10还设置有按键160，其中，按键160能够被人工触发以使开关部件110导通。按键160可以对应为一开关，其与控制器140连接，在确认不需要对通信芯片100进行接线保护的情况下，可以人工触发按键160，从而使按键160对应的开关导通，触发控制器140进一步控制开关部件110导通，例如保持常闭状态。
在一实施例中，继续如图1所示，装置10还设置有与控制器140耦接的显示灯170，显示灯170与控制器140耦接，控制器140还被配置为在低压接线端子D-和D+的至少一个未正确地与低压通信总线910或920耦接的情况下驱动显示灯170在一预定状态显示，例如，在一闪烁状态显示，从而提醒布线操作人员当前的低压接线端子D-或D+的接线不正确。
图3所示为图1所示装置的控制方法实施例示意图。以下结合图1至图3对本发明实施例的装置的控制方法进行详细示例说明。
首先，步骤S310，判断电源模块150是否从高压接线端子L和N接入高压信号L和N。如果高压接线端子L和N正确地接线至高压信号线L和N，那么电源模块150将会输出相应的低压直流信号至例如控制器140，控制器140可以根据从电源模块150接收的低压电压信号来进行上述判断，如果接收的低压电压信号正常，则判断为“是”，进入步骤S320，否则判断为“否”，进入步骤S311，此时，装置10还不能自动实现接线保护功能，控制开关部件110保持关断，例如，还保持常开状态。
步骤S320，进一步判断通信芯片100是否需要进行接线保护。该步骤可以通过操作人员主观地判断实现，如果判断为“是”，则进入步骤S330，否则进入步骤S321，人工地按下按键160，同时，实现控制开关部件110导通，即步骤S322，此时选择不采用接线保护功能。
进一步，步骤S330，采样低压接线端子D+、D-的电压信号，从而实现对从低压接线端子D+、D-接入的电压信号Vin1和Vin2进行检测。具体可以得到采样电压值Vdetect。
进一步，步骤S340，判断对应低压接线端子D+的采样电压值Vdetect是否大于或等于Vmax。在判断为“是”的情况下，表明低压接线端子D+未正确地与低压通信总线910或920耦接，很可能耦接到了高压信号线930或940，因此，进入步骤S341，控制开关部件110保持关断，从而低压接线端子D+此时接入的电压信号Vin2并不会输入至通信芯片100。
步骤S340中在判断为“否”的情况下，继续进行判断，即进入步骤S350，判断对应低压接线端子D- 的采样电压值Vdetect是否大于或等于Vmax。在判断为“是”的情况下，表明低压接线端子D-未正确地与低压通信总线910或920耦接，很可能耦接到了高压信号线930或940，因此，进入步骤S351，控制开关部件110保持关断，从而低压接线端子D-此时接入的电压信号Vin1并不会输入至通信芯片100。在判断为“否”的情况下，表明低压接线端子D+和D-都接线正确，进入步骤S360，控制开关部件导通，低压接线端子D+和D-接入的信号D+和D-输入至通信芯片100。
通过以上所示实施例的控制方法，可以自动实现对装置10内部的通信芯片100的接线保护。
需要说明的是，以上步骤S340和S350的执行顺序并不限于图示实施例，它们可以同时执行，也可以先执行步骤S350再执行步骤S340。
将理解，当据称将部件“连接”或“耦接”到另一个部件时，它可以直接连接或耦接到另一个部件或可以存在中间部件。
以上例子主要说明了本发明的装置及其控制方法。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (18)

1.一种具有接线保护功能的装置，包括通信芯片和接线端口，所述接线端口包括低压接线端子和高压接线端子，其中，所述通信芯片通过所述低压接线端子实现与外部的低压通信总线耦接，其特征在于，所述装置还包括：
开关部件，其设置在所述通信芯片和所述低压接线端子之间；
控制器，其用于控制所述开关部件的导通和关断；以及
电压检测模块，其用于检测所述低压接线端子从外部接入的电压信号；
其中，所述控制器被配置为基于所述电压检测模块检测的电压信号来判断所述低压接线端子是否正确地与所述低压通信总线耦接，在判断为“否”的情况下控制所述开关部件关断，在判断为“是”的情况下控制所述开关部件导通。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压检测模块包括对应每个所述低压接线端子而设置的分压电路。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，每个所述分压电路包括限流电阻和采样电阻，其中，所述限流电阻和采样电阻串联地设置在每个所述低压接线端子和接地端之间。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电压检测模块被配置为通过检测每个所述分压电路的采样电阻的采样电压值来检测所述电压信号。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制器进一步被配置为：在所述采样电压值大于或等于预定值时判断相应的低压接线端子未正确地与所述低压通信总线耦接；在所述采样电压值小于预定值时判断相应的低压接线端子正确地与所述低压通信总线耦接。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电压检测模块还包括对应每个所述采样电阻而并联地设置的稳压二极管。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关部件为继电器。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括电源模块，其与所述高压接线端子耦接，并且用于将所述高压接线端子输送过来的高压信号转换为直流低压信号。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括按键，其中，所述按键能够被人工触发以使所述开关部件导通。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述控制器耦接的显示灯，所述控制器还被配置为在所述低压接线端子未正确地与所述低压通信总线耦接的情况下驱动所述显示灯在一预定状态显示。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通信芯片为基于RS485协议、RS232协议、RS422协议或CAN总线协议的通信芯片。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置为控制终端或监测终端，其能够被用作现场终端。
13.一种具有接线保护功能的装置的控制方法，其中，所述装置包括通信芯片和接线端口，所述接线端口包括低压接线端子和高压接线端子，所述通信芯片通过所述低压接线端子实现与外部的低压通信总线耦接，其特征在于，所述方法包括步骤：
检测所述低压接线端子从外部接入的电压信号；和
基于检测的电压信号来判断所述低压接线端子是否正确地与所述低压通信总线耦接，在判断为“否”的情况下控制设置在所述通信芯片和所述低压接线端子之间的开关部件关断，在判断为“是”的情况下控制所述开关部件导通。
14.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，在检测所述电压信号的步骤中，通过检测对应每个所述低压接线端子而设置的每个分压电路的采样电阻的采样电压值来检测所述电压信号。
15.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，在所述判断步骤中，在所述采样电压值大于或等于预定值时判断相应的低压接线端子未正确地与所述低压通信总线耦接；在所述采样电压值小于预定值时判断相应的低压接线端子正确地与所述低压通信总线耦接。
16.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：
在判断为“否”的情况下驱动显示灯在一预定状态显示。
17.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，还包括步骤：
在所述检测步骤之前，判断所述装置的电源模块是否从所述高压接线端子接入高压信号，在判断为“是”的情况下进入所述检测步骤，否则所述开关部件保持关断。
18.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述通信芯片为基于RS485协议、RS232协议、RS422协议或CAN总线协议的通信芯片。
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