CN112241378A - 用于bms系统的设备及其网络拓扑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于BMS系统的设备及其网络拓扑结构。其中用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，所述设备包括显示板、主板及至少一个负载，所述主板作为上位机通过总线与分别作为下位机的显示板、负载以及BMS系统连接。本发明简化了用于BMS系统的设备的网络通讯拓扑结构，降低了设备的硬件成本，同时还可以达到减小对应部件尺寸的效果。

Description

用于BMS系统的设备及其网络拓扑结构
技术领域
本发明涉及BMS系统的设备的网络通讯结构（网络拓扑结构），以及采用了对应网络通讯结构的BMS设备。
背景技术
现有的用于BMS系统的设备（简称为BMS设备）通常都有两种控制方式，一种是通过设备本身具有的显示板来进行控制，还有一种就是利用BMS（Building managementsystem，建筑管理系统）来进行多个设备的集中控制，或者是单个设备的单独控制。
为了控制不冲突，现有技术中都是将显示板作为上位机，来分别与BMS系统、设备本身的主板、负载进行数据交互，以空调系统作为典型的BMS设备为例，如图1所示，目前空调系统的Modbus协议通讯网络拓扑图通常采用下图所述方式，整个空调系统的网络由上位机把控网络节奏，即由空调系统的显示板来把控网络节奏。该网络拓扑有BUS1、BUS2、BUS3三条总线，其中BUS1为主板与变频器、膨胀阀、电流控制板、负载X等负载进行数据交互的通讯总线1，BUS2为显示板与主板进行数据交互的通讯总线2，BUS3为显示板与BMS的通讯总线3。在该网络中，显示板和主板需要具有两路RS485通讯接口，分别作为上位机和下位机与其它设备进行数据交互，因此导致一些BMS设备的控制器尺寸较大，在一些控制器安装尺寸受限的场合，导致相应的BMS设备不适用，因此需要精简设计，减小空调控制器或者其他BMS设备对应部件的尺寸。
发明内容
为了解决现有技术中BMS设备的网络通讯结构复杂的技术问题，本发明提出了一种用于BMS系统的设备及其网络拓扑结构。
本发明提出的用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，所述设备包括显示板、主板及至少一个负载，所述主板作为上位机通过总线与分别作为下位机的显示板、负载以及BMS系统连接。
优选的，所述上位机根据各个下位机优先级权限和数据类型来排序点名，实现所述上位机与各个所述下位机之间的数据交互。
优选的，所述上位机采用先读后写的顺序对所述下位机进行点名轮询。
优选的，所述上位机在读数据的过程中，读取到BMS系统或显示板有控制指令变化时，在写数据的过程中对所述BMS系统和显示板中的控制指令进行同步。
优选的，所述上位机在对负载进行写数据的过程中，先对比所述BMS系统和显示板中的控制指令是否同步成功，若同步成功再执行对负载的写数据操作。
优选的，所述主板具有存储模块，所述存储模块存储着用于开机进入运行状态的历史数据或出厂数据。
进一步，所述设备包括空调。
进一步，所述负载包括变频器、膨胀阀、电流检测板当中的至少一种。
进一步，所述主板为空调的室外机的控制主板或者空调的室内机的控制主板。
本发明提出的用于BMS系统的设备，采用了上述技术方案所述的网络拓扑结构进行数据交互。
本发明采用主板作为BMS设备的上位机，其他显示板、BMS系统以及设备的负载作为对应的下位机，并通过一根总线将上位机和各个下位机进行连接，简化了BMS设备的网络通讯拓扑结构，因此降低了BMS系统以及对应设备的成本，同时还可以缩小一些设备的控制器尺寸，使得设备可以适用于更多的空间需求，有效的节约了控制器（CPU）的硬件资源。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1为现有技术的网络拓扑结构。
图2为本发明的网络拓扑结构。
图3为本发明的通讯流程图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
本发明提出的用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，其涉及的设备通常具有显示板、主板及至少一个负载，本发明的主要构思是将处于通讯网络中间位置的主板改为网络内的唯一上位机，使其把控整个通讯网络节奏，即作为上位机的主板通过总线与分别作为下位机的显示板、负载以及BMS系统连接，来构成新的网络拓扑结构，以实现新的通讯方式。
作为上位机的主板根据各个下位机优先级权限和数据类型来排序点名，在点名时与各个所述下位机进行写数据操作或者是读数据操作，以保证多个下位机之间有序的传递控制指令及状态信息，保证通讯网络的可靠性。
由于BMS系统和显示板是与用户的交互接口，用户是通过BMS系统和显示板来传递控制指令给设备的，因此，BMS系统和显示板的整体的优先级权限要高于负载的整体优先级权限。并且对于写数据操作和读数据操作来说，上位机是采用先读后写的顺序对所有下位机进行点名轮询，例如，上位机先根据BMS系统、显示板、负载的顺序依次点名进行读数据操作，从BMS系统或显示板中读取控制指令，从负载中读取状态数据，然后上位机再根据BMS系统、显示板、负载的顺序依次点名进行写数据操作，上位机在之前读数据的过程中，读取到BMS系统或显示板有控制指令变化时，在写数据的过程中需要对BMS系统和显示板中的控制指令进行同步，即保持BMS系统和显示板中的控制指令一致，然后在对负载进行写数据操作时，也就是需要根据控制指令控制对应的负载动作时，先对比BMS系统和显示板中的控制指令是否同步成功，若同步成功再执行对负载的写数据操作。
由于主板作为上位机来进行排序点名，因此在设备开机后且主板点名之前，为了设备可以正常运行，主板还设置了存储模块，通过存储模块来存储用于开机进入运行状态的历史数据或出厂数据。
如图2、图3所示，本发明以空调为例对本发明的技术方案进行了更加详细具体的说明。空调的控制网络由主板发起通讯，其他下位机依次答复响应帧，整个控制网络中只需一条通讯总线，以释放更多CPU、控制器硬件空间资源，降低成本的同时实现控制器的小型化。其中空调所涉及的负载包括但不限于图2所列举的变频器、膨胀阀、电流检测板当中的至少一种。并且本发明所指的主板根据空调的机型不同，以及具体的通讯需要，可以是空调室外机的控住主板，也可以是空调室内机的控制主板。
下面介绍空调的具体控制步骤，当空调系统上电开机后，因主板具有用来存储可以使空调开机进入运行状态的历史数据或出厂数据的存储模块，因此主板有记忆功能，首先由主板读取存储模块中的历史数据或出厂数据后来对显示板等部件进行写入。例如主板写入显示板的厂家参数、机型拨码等存储数据，以实现断上电后开机，机组能够按照掉电或关机前开关机状态运行。
之后进入主板和各个下位机之间的数据交互过程，根据实施原则按照如下点名顺序进行：首先判断变量Sequence的值，变量Sequence代表的是上位机对各个下位机点名的顺序，变量Sequence值初始化为0，当变量Sequence值为0时，作为上位机的主板点名从显示板开始，对应的读控制指令为Data_From_Manual，读取一帧显示板的控制指令后，把变量Sequence赋值为1，进入下一帧请求帧获取负载的运行状态数据，对应的读控制指令为Data_From_Load，再把变量Sequence赋值为2来获取BMS系统的控制指令，对应的读控制指令为Data_From_BMS，并将变量Sequence赋值为3，完成了读数据操作的一轮轮询。上位机在对各个下位机进行读数据操作时，其顺序可以根据需要调整，例如先读取BMS系统的控制指令，在读取显示板的控制指令，再读取负载的运行状态数据等也可以。
之后进入到写数据的操作过程。当变量Sequence值为3时，主板开始进行写操作，若是之前读数据操作读取到显示板的控制指令有变化，则在写数据的过程中要优先将变化的控制指令写入到BMS系统中，实现显示板和BMS系统的控制指令的同步，显示板的控制指令同步给BMS系统对应的同步控制指令为Data_From_ Manual_TO_ BMS，BMS系统的控制指令同步至显示板的同步控制指令为Data_From_BMS_TO_Manual。当显示板和BMS系统的控制指令均有变化时，以最后发生变化的控制指令为准进行同步，即显示板和BMS系统在接收用户控制指令的同时记录控制指令的输入时间，之后主板来读取控制指令及其输入时间，选择最新的控制指令对负载进行控制。
若控制指令有变化，主板在同步完控制指令后，变量Sequence赋值为4，主板将计算后的状态信息反馈给显示板和BMS系统，对应的写控制指令为Data_From_Board_TO_BMS或者Data_From_Board_TO_Manual，然后变量Sequence赋值为5，由主板转发显示板和BMS系统同步后的控制指令，并下发逻辑控制到相应负载，对应的写控制指令为Data_From_Board_TO_Load，最后变量Sequence跳回为0，即进行下一轮循环，新一轮的点名开始。
上述过程中由于本发明用于BMS系统的设备在其网络内交互的所有数据都通过其主板处理，所以可用主板作为唯一的上位机。将网络改为主板作为唯一的上位机后，可以简化设备的通讯结构，其中空调的显示板和主板均可以减少一路RS485通讯电路，这样减小空调控制器的尺寸。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，所述设备包括显示板、主板及至少一个负载，其特征在于，所述主板作为上位机通过总线与分别作为下位机的显示板、负载以及BMS系统连接。
2.如权利要求1所述的用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，其特征在于，所述上位机根据各个下位机优先级权限和数据类型来排序点名，实现所述上位机与各个所述下位机之间的数据交互。
3.如权利要求2所述的用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，其特征在于，所述上位机采用先读后写的顺序对所述下位机进行点名轮询。
4.如权利要求3所述的用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，其特征在于，所述上位机在读数据的过程中，读取到BMS系统或显示板有控制指令变化时，在写数据的过程中对所述BMS系统和显示板中的控制指令进行同步。
5.如权利要求4所述的用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，其特征在于，所述上位机在对负载进行写数据的过程中，先对比所述BMS系统和显示板中的控制指令是否同步成功，若同步成功再执行对负载的写数据操作。
6.如权利要求1所述的用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，其特征在于，所述主板具有存储模块，所述存储模块存储着用于开机进入运行状态的历史数据或出厂数据。
7.如权利要求1至6任意一项所述的用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，其特征在于，所述设备包括空调。
8.如权利要求7所述的用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，其特征在于，所述负载包括变频器、膨胀阀、电流检测板当中的至少一种。
9.如权利要求7所述的用于BMS系统的设备的网络拓扑结构，其特征在于，所述主板为空调的室外机的控制主板或者空调的室内机的控制主板。
10.一种用于BMS系统的设备，其特征在于，采用了如权利要求1至9任意一项所述的网络拓扑结构进行数据交互。
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