CN111294262B - 用于总线系统的方法和从设备 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及一种用于总线系统的方法和从设备。该方法包括：响应于一个从设备连接到总线系统，获取总线系统中的主设备的轮询信号，轮询信号包括对总线系统的各个地址值的访问；获取已经连接到总线系统的一个或多个其他从设备针对轮询信号的应答信号，每个应答信号对应一个地址值；基于所获取的轮询信号和应答信号，确定总线系统中未被占用的地址值；以及将未被占用的地址值分配给从设备。

Description

用于总线系统的方法和从设备

技术领域

本公开的各实施例涉及总线系统，具体地涉及一种用于总线系统的方法和从设备。

背景技术

随着工业自动化的发展，用于工业数据传输的总线系统、例如现场总线(诸如执行器-传感器接口(AS-Interface)总线)被广泛应用于工业生产。这样的总线系统主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行器、传感器等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递。

上述总线系统中通常包括主设备和从设备。在总线系统正常运行之前，需要对从设备分配地址，以保证主设备与从设备之间的正常通信。为此，从设备必须具有用于连接外部的专用编程设备的连接端口。用户需借助该专用编程设备手动地为每个从设备设置地址。这样的手动设置是操作复杂的，不仅耗时且容易出错。尤其当用户疏忽地将两个从设备设置为相同地址时，还会引起总线系统的通信错误。

发明内容

本公开的实施例提供了用于总线系统的方法和从设备。

在本公开的第一方面，提供了一种用于总线系统的方法。该方法包括：响应于一个从设备连接到总线系统，获取总线系统中的主设备的轮询信号，轮询信号包括对总线系统的各个地址值的访问；获取已经连接到总线系统的一个或多个其他从设备针对轮询信号的应答信号，每个应答信号对应一个地址值；基于所获取的轮询信号和应答信号，确定总线系统中未被占用的地址值；以及将未被占用的地址值分配给从设备。

在本公开的第二方面，提供了一种用于总线系统的从设备。该从设备包括处理单元和存储单元。该存储单元耦合到处理单元并且存储用于由处理单元执行的指令。该指令当由处理单元执行时，使得设备执行动作，该动作包括：响应于从设备连接到总线系统，获取总线系统中的主设备的轮询信号，轮询信号包括对总线系统的各个地址值的访问；获取已经连接到总线系统的一个或多个其他从设备针对轮询信号的应答信号，每个应答信号对应一个地址值；基于所获取的轮询信号和应答信号，确定总线系统中未被占用的地址值；以及将未被占用的地址值分配给从设备。

提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的关键特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。

附图说明

在此提供本文所描述的附图，用以进一步解释本公开，并构成本公开的一部分。本公开的示例性实施例及其描述用于解释本公开，而并非不恰当地限制本公开。

图1示出了根据本公开的实施例的总线系统的架构的示意图；

图2示出了根据本公开的实施例的用于总线系统的方法的流程图；

图3示出了根据本公开的实施例的用于总线系统的从设备的示意图。

在整个附图中，相同或相似的附图标记用于表示相同或相似的元件。

具体实施方式

以下结合一些实施例更详细地阐释本公开的技术方案。应当理解，这些实施例仅是为了更好地说明和理解本公开，而不是对本公开的限制。本领域技术人员在以下给出的实施例的基础上，可以对实施例的特征进行任意的组合和调整，这些都应当属于本公开的保护范围。

在本公开中，术语“包括”及其各种变体应理解为开放式术语，其表示“包括但不限于”。术语“基于”应理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”应理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应理解为“至少一个其它实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下文中还可能包括对其他术语的明确或隐含的定义。除非另有说明，术语的含义在本公开的上下文中是一致的。

目前，在向总线系统连接新的从设备，通常需要用户手动为新连接的从设备设置地址值。该设置过程是繁琐且耗时的。尤其在总线系统中已经连接有多个从设备的情况下，为防止地址冲突，用户需要首先查明哪些地址未被占用，才能为新连接的从设备正确地设定地址。

针对上述问题，本公开的实施例提出一种用于总线系统的方法和相应的从设备，使得新连接到总线系统中的从设备能够被自动地分配未被占用的地址。由此能够简化操作，并且避免由于错误设置而导致的地址冲突。

以下以执行器-传感器总线系统(ASI)为例描述本公开的实施例。应当理解，本公开的实施例不限于此，而是能够适用于任何包括主从关系设备的总线系统。

图1示出了根据本公开的实施例的总线系统100的架构的示意图。总线系统100包括一个主设备110和若干个已经连接到总线130上的从设备122、124、126。每个已经连接到总线130的从设备122、124、126分别具有一个不同的地址。

在正常工作时，主设备110针对总线系统100容许的全部地址值发送轮询信号。当地址值已经被分配给从设备时，相应的从设备在接收到针对它的地址值的访问后，向总线130中发送应答信号。例如当从设备是传感器，诸如温度传感器、压力传感器等时，其相应的应答信号例如可以是包含关于温度、压力等测量信息的信号。

如果某个地址值未被分配给从设备，则在主设备110对该未被分配的地址值进行访问时，不会由从设备做出应答。在这种情况下，主设备110例如可以被设定为等待预定的时间，在确定总线系统100中没有从设备做出应答后，开始对下一个地址值进行访问。

在图1中，以虚线连接到总线130上从设备120表示待连接到该总线系统100的从设备。以下为便于描述，将待连接到总线系统100中的从设备120称为第一从设备，将已经连接到总线系统100中并且分配有地址值“1”的从设备122称为第二从设备，将分配有地址值“2”的从设备124称为第三从设备，并且将分配有地址值“5”的从设备126称为第四从设备。

应当理解，图1中示出的从设备的数量仅仅是示例性的，不旨在限制本申请的范围。只要在总线系统100容许的范围内，任何数量的从设备都是可以的。

图2示出了根据本公开的实施例的用于总线系统的方法200的流程图。该方法200可以在图1中的第一从设备120中实现，当然这仅仅是示例性的。

在框210，判断第一从设备120是否已经连接到总线系统100。如果是，则在框220获取总线系统100中的主设备110的轮询信号，轮询信号包括对总线系统100的各个地址值的访问。在框230，获取已经连接到总线系统100的一个或多个其他从设备122、124、126针对轮询信号的应答信号，每个应答信号对应一个地址值。在框240，基于所获取的轮询信号和应答信号，确定总线系统100中未被占用的地址值。在框250，将该未被占用的地址值分配给第一从设备120。

再次参考图1，当用户将第一从设备120例如通过物理端口连接到总线系统100的总线130上时，该第一从设备120(例如第一从设备120的处理单元310)判断是否已经正确地接入到总线系统100中。在确定已经正确地接入到总线系统100中后，第一从设备120例如通过接收单元330获取总线系统100中的主设备110的轮询信号以及总线系统100中的其他从设备122、124、126的应答信号。

以下假设总线系统100可以容许连接十个从设备，即，总线系统100具有十个地址值1-10。应当理解，上述假设仅仅是示例性的，而不旨在限制本申请的范围。

在该假设的情况下，主设备110从地址值“1”开始依次对地址值“1”至“10”发送轮询信号，以便访问从设备中的数据。响应于主设备110对地址值“1”的访问，第二从设备122(其被分配有地址值“1”)向总线130中发送应答信号，并且响应于主设备110对地址值“2”的访问，第三从设备124(其被分配有地址值“2”)向总线130中发送应答信号。

在图1的示例中，由于地址值“3”和“4”未被分配给任何从设备，因此当主设备110针对地址值“3”或“4”进行访问时，不会有从设备对此进行应答。在这种情况下，主设备110例如在等待预定的时间后，开始针对下一个地址值进行访问。

由此类推，主设备110对总线系统100的地址值“1”至“10”依次进行访问。在图1的示例中，对于地址值“1”、“2”和“5”分别会获得第二从设备122、第三从设备124和第四从设备126发出的应答信号。

第一设备120基于主设备110的轮询信号和从设备122、124、126的应答信号，确定总线系统100中未被占用地址值，在图1的示例中例如是地址值“3”、“4”以及“6”至“10”。最后，第一设备120将所确定的未被占用的地址值之一设定为自身的地址值。

通过这种方式，从设备能够自动找到总线系统中尚未被占用的地址值并完成地址设置，从而省去人工设置地址的过程。由此不仅能够节省时间，还能够避免错误设置而导致的地址冲突。

在某些实施例中，确定总线系统中未被占用的地址值包括：确定未包含在应答信号的地址值中的最小未使用地址值作为未被占用的地址值。

在图1的示例中，从设备122、124、126分别对于主设备对地址值“1”、“2”、“5”的访问生成相应的应答信号。即，存在对于地址值“1”、“2”、“5”的应答信号，而不包含对于地址值“3”、“4”以及“6”至“10”的应答信号。其中，未包含在应答信号的地址值中的最小未使用地址值为地址值“3”。于是，将地址值“3”分配给新接入总线系统100的第一从设备120。

通过这种方式，能够依照主设备的轮询访问顺序来依次为新接入总线系统的从设备分配地址。

在某些实施例中，确定总线系统中未被占用的地址值包括：确定应答信号的地址值中的最大已使用地址值；以及响应于确定最大已使用值低于总线系统的最大容许地址值，通过将最大已使用地址值递增预定的步长来获得未被占用的地址值。

在图1的示例中，从设备122、124、126分别对于主设备对地址值“1”、“2”、“5”的访问生成相应的应答信号。即，应答信号的地址值中的最大已使用地址值为“5”，该地址值“5”低于上述假设的总线系统100的最大容许地址值“10”。因此，可以对地址值“5”递增预定的步长，例如递增1个步长，而将地址值“6”分配给新接入总线系统100的第一从设备120。

通过这种方式，能够依照从设备接入总线系统的顺序来依次为新接入总线系统的从设备分配地址。

在某些实施例中，确定总线系统中未被占用的地址值还包括：响应于确定最大已使用值已达到总线系统的最大容许地址值，确定未包含在应答信号的地址值中的最小未使用地址值作为未被占用的地址值。

在图1的示例中，假设总线系统100中还包括未示出的第五从设备，其已经连接到总线130上并且被分配地址值“10”。在这种情况下，应答信号的地址值中的最大已使用地址值为“10”，该地址值“10”已到达上述假设的总线系统100的最大容许地址值“10”。于是，将应答信号的地址值中的最小未使用地址值“3”分配给新接入总线系统100的第一从设备120。

通过这种方式，能够在向新接入总线系统的从设备分配地址时避免出现地址溢出的问题。

在某些实施例中，获取总线系统中的主设备的轮询信号包括：确定从设备是否已分配地址；以及响应于从设备未分配地址，获取总线系统中的主设备的轮询信号。

通过这种方式，能够避免为从设备重复分配地址，从而节省运算资源。

在某些实施例中，该方法还包括：将所分配的地址值输出至显示单元以通知用户。

在此，显示单元例如可以是可显示不同颜色的指示灯。在新接入总线系统100的第一从设备120被分配地址后，指示灯例如显示绿色，以通知用户已成功地为第一从设备120分配地址。如果未能为第一从设备120分配地址，则指示灯显示红色，以提醒用户手动进行地址设定。

此外，显示单元例如也可以是用于显示地址值的显示器。在新接入总线系统100的第一从设备120被分配地址后，例如被分配地址值“3”，则在显示器上显示该地址值，以例如通知用户进行确认。如果未能为第一从设备120分配地址，则在显示器上显示相应的提示信息，以通知用户进行手动设定。

图3示出了根据本公开的实施例的用于总线系统100的从设备300的示意图。从设备300例如可以是各种传感器和执行器。该从设备300包括处理单元310，其可以根据存储在存储单元320中的计算机程序指令，来执行上述用于总线系统100的方法中的各种动作和处理。该从设备300还包括接收单元330以用于获取轮询信号和应答信号，以及显示单元340以用于显示地址分配结果。处理单元310、存储单元320以及接收单元330例如可以集成在一个ASIC或芯片中，也可以彼此分立设置并通过线路连接。

这里参照根据本公开实施例的方法的框图描述了本公开的各个方面。应当理解，框图的每个方框以及框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (12)

1.一种用于总线系统的方法，包括：

响应于一个从设备连接到所述总线系统，通过所述从设备获取所述总线系统中的主设备的轮询信号，所述轮询信号包括对所述总线系统的各个地址值的访问；

通过所述从设备获取已经连接到所述总线系统的一个或多个其他从设备针对所述轮询信号的应答信号，每个所述应答信号对应一个地址值；

基于所获取的所述轮询信号和所述应答信号，通过所述从设备确定所述总线系统中未被占用的地址值；以及

通过所述从设备将所述未被占用的地址值设定为所述从设备自身的地址值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述总线系统中未被占用的地址值包括：

确定未包含在所述应答信号的地址值中的最小未使用地址值作为所述未被占用的地址值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述总线系统中未被占用的地址值包括：

确定所述应答信号的地址值中的最大已使用地址值；以及

响应于确定所述最大已使用值低于所述总线系统的最大容许地址值，通过将所述最大已使用地址值递增预定的步长来获得所述未被占用的地址值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中确定所述总线系统中未被占用的地址值还包括：

响应于确定所述最大已使用值已达到所述总线系统的所述最大容许地址值，确定未包含在所述应答信号的地址值中的最小未使用地址值作为所述未被占用的地址值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中获取所述总线系统中的主设备的轮询信号包括：

确定所述从设备是否已分配地址；以及

响应于所述从设备未分配地址，获取所述总线系统中的主设备的轮询信号。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将所分配的地址值输出至显示单元以通知用户。

7.一种用于总线系统中的从设备，包括：

处理单元，

存储单元，所述存储单元耦合到所述处理单元并且存储用于由所述处理单元执行的指令，所述指令当由所述处理单元执行时，使得所述从设备执行动作，所述动作包括：

响应于所述从设备连接到所述总线系统，获取所述总线系统中的主设备的轮询信号，所述轮询信号包括对所述总线系统的各个地址值的访问；

获取已经连接到所述总线系统的一个或多个其他从设备针对所述轮询信号的应答信号，每个所述应答信号对应一个地址值；

基于所获取的所述轮询信号和所述应答信号，确定所述总线系统中未被占用的地址值；以及

将所述未被占用的地址值设定为所述从设备自身的地址值。

8.根据权利要求7所述的从设备，其中确定所述总线系统中未被占用的地址值包括：

确定未包含在所述应答信号的地址值中的最小未使用地址值作为所述未被占用的地址值。

9.根据权利要求7所述的从设备，其中确定所述总线系统中未被占用的地址值包括：

确定所述应答信号的地址值中的最大已使用地址值；以及

响应于确定所述最大已使用值低于所述总线系统的最大容许地址值，通过将所述最大已使用地址值递增预定的步长来获得所述未被占用的地址值。

10.根据权利要求9所述的从设备，其中确定所述总线系统中未被占用的地址值还包括：

响应于确定所述最大已使用值已达到所述总线系统的所述最大容许地址值，确定未包含在所述应答信号的地址值中的最小未使用地址值作为所述未被占用的地址值。

11.根据权利要求7所述的从设备，其中获取所述总线系统中的主设备的轮询信号包括：

确定所述从设备是否已分配地址；以及

响应于所述从设备未分配地址，获取所述总线系统中的主设备的轮询信号。

12.根据权利要求7所述的从设备，所述动作还包括：

将所分配的地址值输出至显示单元以通知用户。

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