CN112665035A - 一种多联式空调系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多联式空调系统及其控制方法，控制器在第一通信周期向总线发送地址分配报文，若干协议转换装置则分别为自身随机分配通信时隙及监听时间，以通信时隙最小及通信时隙相同情况下监听时间最短为条件获取到数据发送权，向总线发送分配应答信息，控制器在第二通信周期向总线发送地址确认报文，以使得获取到数据发送权的协议转换装置存储地址分配报文中分配的地址；本发明采用控制器周期性向总线发送地址分配报文、各协议转换装置随机分配通信时隙和监听时间、以最小通信时隙和通信时隙相同时监听时间最短为条件获取数据发送权的方式为所有协议转换装置分配地址，避免了通过拨码开关设置协议转换装置的地址存在漏拨或重复拨码的问题。

Description

一种多联式空调系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，尤其涉及一种多联式空调系统及其控制方法。

背景技术

多联式空调机组（Variable Refrigerant Flow, VRF，简称多联机）由一台室外机连接多台室内机组成，室内机用于对室内回风降温或加热，室外机用于向室外环境中散热或从室外环境吸热，具有系统安装维护方便、控制灵活、可靠性强的优点，而且各房间可独立调节，能满足不用房间不同空调负荷的需求。

多联式空调机组在诸如精装修的地产项目中，由于地产配套的特殊性，一般不会直接选用多联机的自带线控器进行控制，而是选用跟家庭装修配套的其他品牌的第三方控制器进行控制，为此，各中央空调厂家自研发协议转换装置，将空调的私有协议转换成公开的通信协议，例如485协议。

一台第三方控制器通过协议转换装置需要控制多台空调内机时，每台协议转换装置需要设定唯一的地址，目前行业内多采用拨码开关来实现地址的设定，拨码开关通过总线与协议转换装置的MCU连接，使用时需要设置拨码开关来设定地址，这种地址设定方式存在容易出现漏拨或拨码重复的问题。

发明内容

为解决现有为多联式空调机组应用的协议转换装置采用拨码设定地址方式中存在的漏拨或重复拨码的技术问题，本发明提供一种多联式空调系统及其控制方法，以第三方控制器为主机，以协议转换装置为从机，采用主机周期性向总线发送地址分配报文、从机随机设定通信时隙和监听时间、从机以最小通信时隙和通信时隙相同时监听时间最短为条件获取向总线发送数据权的方式设定协议转换装置的地址，无需拨码开关来设定协议转换装置的地址，避免了通过拨码开关设置协议转换装置的地址存在漏拨或重复拨码的问题。

本发明采用如下技术方案：

提出一种多联式空调系统，包括：室外机和若干室内机；若干协议转换装置，分别连接一台室内机；每台协议转换装置包括主控MCU和总线电路；控制器，通过总线与若干协议转换装置连接；所述若干协议转换装置，在从总线接收所述控制器向总线发送的地址分配报文后，分别为自身随机分配通信时隙及监听时间；所述控制器，接收以通信时隙最小及通信时隙相同情况下监听时间最短为条件获取到数据发送权的协议转换装置发送的分配应答信息后，向总线发送地址确认报文，以使得获取到数据发送权的协议转换装置在接收到所述地址确认报文后存储所述地址分配报文中分配的地址；其中，所述地址分配报文和所述地址确认报文分别在相邻的第一通信周期和第二通信周期内发送，每个通信周期被划分为若干通信时隙。

提出一种多联式空调系统的控制方法，应用于多联式空调系统中，所述多联式空调系统包括：室外机和若干室内机；若干协议转换装置，分别连接一台室内机；每台协议转换装置包括主控MCU和总线电路；控制器，通过总线与若干协议转换装置连接；所述方法包括：协议转换装置从总线接收控制器发送的地址分配报文后，为自身随机分配通信时隙及监听时间；若其为自身随机分配的通信时隙最小及通信时隙相同情况下监听时间最短，则获取数据发送权，向总线发送分配应答信息；在接收所述控制器发送的地址确认报文后存储所述地址分配报文中分配的地址；其中，所述地址分配报文和所述地址确认报文分别在相邻的第一通信周期和第二通信周期内发送，每个通信周期被划分为若干通信时隙。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：本发明提出的多联式空调系统及其控制方法中，将若干协议转换装置与第三方控制器以总线方式连接，在各协议转换装置无地址阶段，控制器以两个通信周期分配一次地址的方式，在第一个通信周期内通过总线向各协议转换装置发送地址分配报文，各协议转换装置在接收到该地址分配报文后，均随机为自身分配通信时隙和监听时间，控制器的一个通信周期被划分为若干通信时隙，各协议转换装置中，随机分配的通信时隙最小及通信时隙相同时监听时间最短的协议转换装置获取数据发送权，通过总线向控制器返回分配应答信息，其他未获取数据发送权的协议转换装置则放弃当前地址分配；控制器接收到分配应答信息后，在第二个通信周期向总线发送地址确认报文，获取数据发送权的协议转换装置在接收到地址确认报文后，将地址分配报文中分配的地址进行存储作为自身的地址；基于本发明提出的多联式空调系统及其控制方法，以控制器周期性向总线发送地址分配报文，各协议转换装置以随机产生的通信时隙最小和监听时间最短为条件获取向控制器发送数据的权利的方式来获取地址，从而实现对各协议转换装置的地址分配，无需拨码开关来设定协议转换装置的地址，避免了通过拨码开关设置协议转换装置的地址存在漏拨或重复拨码的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的多联式空调系统的系统架构图；

图2为本发明提出的协议转换装置的电气连接示意图；

图3为本发明中控制器与协议转换装置实施地址分配的一个通信周期划分示意图；

图4为本发明中控制器与协议转换装置数据交互流程图；

图5为本发明中协议转换装置在一个通信周期内获取数据发送权的示意图；

图6为本发明提出的多联式空调系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明提出的多联式空调系统，旨在不采用拨码开关来设定各协议转换装置的地址，进而避免现有通过拨码开关设置地址存在漏拨或重复拨码的问题，具体的，如图1所示，包该多联式空调系统包括：室外机1、若干室内机2、与若干室内机连接的若干协议转换装置3和第三方控制器4（以下称为控制器）；控制器4，通过总线（本发明以485总线为例）与若干协议转换装置3连接。

如图2所示，每台协议转换装置包括主控MCU和总线电路（如图所示为485芯片），总线电路与主控MCU通过TX和RX数据线连接，且RX数据线与主控MCU的一中断引脚连接，以使得主控MCU可以监控总线状态。

若干协议转换装置3被设置为不主动向总线发送报文，只有在从总线接收到控制器4发送的数据后才会回复；当各协议转换装置3在无地址状态时，控制器4以两个通信周期内分配一次地址的方式实现对各协议转换装置的地址分配。

每个通信周期按照设定时长划分为多个通信时隙，如图3所示，每个协议转换装置随机生成的通信时隙为如图3所示的若干通信时隙中的一个。

基于上述，如图4所示，控制器4按照下述方式为各协议转换装置分配地址：

控制器4在第一通信周期内向总线发送地址分配报文，该地址分配报文至少包含控制器4根据协议转换装置3的数量范围N来设定的地址，例如，协议转换装置数量为8，则地址分配报文至少包括0X00-0X07范围内的一个地址数据或所有地址数据，协议转换装置数量为16，则地址分配报文至少包括0X00-0X0F范围内的地址数据。

若干协议转换装置3在从总线接收控制器4向总线发送的地址分配报文后，分别为自身随机分配通信时隙及监听时间；例如协议转换装置a随机分配通信时隙3以及0.2秒的监听时间，协议转换装置b随机分配通信时隙2以及0.3秒的监听时间，协议转换装置c随机分配通信时隙1以及0.2秒的监听时间等。

在本发明实施例中，各协议转换装置随机分配通信时隙以及监听时间后，以通信时隙最小和通信时隙相同情况下监听时间最短为条件来抢占向总线发送数据的数据发送权。

例如在如上所示的三台协议转换装置a、b、c中，通信时隙最小的为协议转换装置c，则协议装置c抢占数据发送权，若协议转换装置b也随机分配的通信时隙1，则比较协议转换装置b和协议转换装置c 的监听时间，如图5所示，协议转换装置c的监听时间更短，则协议转换装置c抢占数据发送权，其中，Δt为监听时间。

所有的协议转换装置在随机分配了通信时隙和监听时间后，均在其分配的通信时隙内监听总线状态。

获取到数据发送权的协议转换装置在其随机分配的监听时间结束后，向总线发送分配应答信息，其他未获取到数据发送权的协议转换装置在其通信时隙内监听到总线有数据传送，则放弃当前的地址分配，等待下次接收到控制器发送的地址分配报文后重复以随机分配通信时隙及监听时间抢占数据发送权的方式来分配地址。

控制器4接收以通信时隙最小及通信时隙相同情况下监听时间最短为条件获取到数据发送权的协议转换装置发送的分配应答信息后，在第二通信时隙向总线发送地址确认报文，以使得获取到数据发送权的协议转换装置在接收到地址确认报文后存储地址分配报文中分配的地址。

当地址分配报文中包含的地址信息为控制器4分配的一个具体地址时，获取数据发送权（也即地址分配权）的协议转换装置从地址分配报文中解析出该地址并存储；当地址分配报文中包含的地址信息为若干个地址时，获取地址分配权的协议转换装置从若干地址中随机确定一个地址并存储下来；当地址分配报文中包含的地址信息为地址范围时，获取地址分配权的协议转换装置从该地址范围中随机确定一个地址并存储下来。

获取地址分配权的协议转换装置存储地址后，向总线发送确认应答信息，该确认应答信息至少包括获取地址分配权的协议转换装置的ID、存储的地址。

控制器4在接收到该确认应答信息后，记录获取地址的协议转换装置的ID及地址，并判断是否所有的协议转换装置均已分配地址，若分配完毕则进入通常阶段，若否，则保持在地址分配阶段，再次以在两个通信周期内发送地址分配报文和地址确认报文的方式为未分配地址的协议转换装置分配地址。

通常阶段中，控制器4周期性方带地址信息的查询报文，依次查询所有的协议转换装置的状态，要发送控制时，依次发送所有协议转换装置的设置报文。

在第二通信周期内，未获取到数据发送权的其他协议转换装置则监听总线状态，在接收到获取数据发送权的协议转换装置反馈的确认应答信息后，从确认应答信息中解析出其选择存储的地址，以便于在主控器后续分配地址的过程中进行区分，避免重复分配地址。

通过上述步骤，主控器4为一台协议转换装置分配了地址，判断仍存在未分配地址的协议转换装置后，则再次向总线发送地址分配报文，重复上述步骤，使得未分配地址的协议转换装置以为自身随机分配的通信时隙最小且监听时间最短为条件来获取数据发送权后获取地址，直至所有的协议转换装置分配到地址。

基于上述提出的多联式空调系统，本发明相应提出其控制方法，如图6所示，该方法以协议转换装置为执行端，包括如下步骤：

步骤S61：从总线接收控制器发送的地址分配报文。

在第一通信周期内，主控器4向总线发送地址分配报文，地址分配报文包括主控器分配的一个地址、或多个地址或地址范围。

步骤S62：为自身随机分配通信时隙及监听时间。

步骤S63：若为自身随机分配的通信时隙最小及通信时隙相同情况下监听时间最短，则获取数据发送权，向总线发送分配应答信息。

随机分配的通信时隙最小的协议转换装置优先获取数据发送权，若不存在相同通信时隙的协议转换装置，则无需再判断监听时间，若两台或以上的协议转换装置随机分配的通信时隙相同，则进一步判断各自随机分配的监听时间，监听时间最短的协议转换装置在监听时间结束后获取数据发送权，向总线发送分配应答信息，其他协议转换装置在自身随机分配的通信时隙内监听总线，若监听到数据传输（抢占数据发送权的协议转换装置发送的分配应答信息），则放弃此次地址分配。

步骤S64：在接收到控制器发送的地址确认报文后存储地址分配报文中分配的地址。

获取数据发送权的协议转换装置返回了分配应答信息后，主控器4在第二通信周期向总线发送地址确认报文。

在第二通信周期内，所有协议转换装置监听总线状态，在接收到地址确认报文后，获取数据发送权，也即获取地址分配权的协议转换装置解析地址分配报文，从中获取地址、或从若干地址中随机确认一个地址、或从地址范围内随机确认一个地址，存储下来作为自身的地址。

步骤S65：向总线发送确认应答信息。

确认应答信息中至少包含其存储的地址。

而其他未获取地址分配权的协议转换装置在第二通信周期内监听总线，接收到地址确认报文后，在从地址报文中解析出已分配的地址，并存储下来，避免在获取数据发送权为自身分配地址时与已分配的地址产生重复现象。

上述本发明提出的多联式空调系统及其控制方法，以第三方的控制器为主机，以协议转换装置为从机，采用主机周期性向总线发送地址分配报文、从机随机设定通信时隙和监听时间、从机以最小通信时隙和最短监听时间为条件获取向总线发送数据权的方式设定协议转换装置的地址，无需拨码开关来设定协议转换装置的地址，避免了通过拨码开关设置协议转换装置的地址存在漏拨或重复拨码的问题。

需要说明的是，在具体实现过程中，上述的多联式空调系统的控制方法可以通过硬件形式的处理器执行存储器中存储的软件形式的计算机执行指令实现，此处不予赘述，而上述多联式空调系统所执行的动作所对应的程序均可以以软件形式存储于系统的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

上文中的存储器可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器、快闪存储器、硬盘或固态硬盘；还可以包括上述种类的存储器的组合。

上文所提到的处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器可以为中央处理器，也可以为其他通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者可以是任何常规的处理器等等，还可以为专用处理器。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种多联式空调系统，包括：

室外机和若干室内机；

若干协议转换装置，分别连接一台室内机；每台协议转换装置包括主控MCU和总线电路；

控制器，通过总线与若干协议转换装置连接；

其特征在于，

所述若干协议转换装置，在从总线接收所述控制器向总线发送的地址分配报文后，分别为自身随机分配通信时隙及监听时间；

所述控制器，接收以通信时隙最小及通信时隙相同情况下监听时间最短为条件获取到数据发送权的协议转换装置发送的分配应答信息后，向总线发送地址确认报文，以使得获取到数据发送权的协议转换装置在接收到所述地址确认报文后存储所述地址分配报文中分配的地址；

其中，所述地址分配报文和所述地址确认报文分别在相邻的第一通信周期和第二通信周期内发送，每个通信周期被划分为若干通信时隙。

2.根据权利要求1所述的多联式空调系统，其特征在于，在第一通信周期内，所述若干协议转换装置在为自身随机分配的通信时隙中监听总线状态，若监听到总线有数据传送，则放弃获取当前地址分配。

3.若在为自身随机分配的通信时隙内未监听到总线有数据传送，则在为自身随机分配的监听时间结束后向总线发送所述分配应答信息。

4.根据权利要求1所述的多联式空调系统，其特征在于，所述地址分配报文中包括按照协议转换装置数量分配的若干地址信息或地址范围信息，在第二通信周期内，获取到数据发送权的协议转换装置在接收到所述地址分配报文后，从若干地址中随机选择一个地址进行存储或从地址范围内随机确定一个地址并存储，并向总线发送确认应答信息。

5.根据权利要求3所述的多联式空调系统，其特征在于，所述确认应答信息中包括所述获取到数据发送权的协议转换装置选择的地址，则在第二通信周期内，未获取到数据发送权的其他协议转换装置监听总线状态，在接收到所述确认应答信息后，存储所述获取到数据发送权的协议转换装置选择的地址。

6.根据权利要求1所述的多联式空调系统，其特征在于，所述若干协议转换装置中，总线电路与主控MCU通过TX和RX数据线连接，且RX数据线与主控MCU的一中断引脚连接，以使得主控MCU可以监控总线状态。

7.根据权利要求1所述的多联式空调系统，其特征在于，所述主控器判断是否所有的协议转换装置均分配到地址，若否，则再次向总线发送地址分配报文，使得未分配地址的协议转换装置以为自身随机分配的通信时隙最小且监听时间最短为条件来获取数据发送权后获取地址，直至所有的协议转换装置分配到地址。

8.一种多联式空调系统的控制方法，应用于多联式空调系统中，所述多联式空调系统包括：

室外机和若干室内机；

若干协议转换装置，分别连接一台室内机；每台协议转换装置包括主控MCU和总线电路；

控制器，通过总线与若干协议转换装置连接；

其特征在于，所述方法包括：

协议转换装置从总线接收控制器发送的地址分配报文后，为自身随机分配通信时隙及监听时间；

若其为自身随机分配的通信时隙最小及通信时隙相同情况下监听时间最短，则获取数据发送权，向总线发送分配应答信息；

在接收所述控制器发送的地址确认报文后存储所述地址分配报文中分配的地址；

其中，所述地址分配报文和所述地址确认报文分别在相邻的第一通信周期和第二通信周期内发送，每个通信周期被划分为若干通信时隙。

9.根据权利要求7所述的多联式空调系统的控制方法，其特征在于，所述协议转换装置为自身随机分配通信时隙及监听时间之后，所述方法包括：

在为自身随机分配的通信时隙中监听总线状态，若监听到总线有数据传送，则放弃获取当前地址分配；

若在为自身随机分配的通信时隙中未监听到总线有数据传送，则在为自身随机分配的监听时间结束后向总线发送所述分配应答信息。

10.根据权利要求7所述的多联式空调系统的控制方法，其特征在于，在接收所述控制器发送的地址确认报文后存储所述地址分配报文中分配的地址，具体为：

在第二通信周期内接收到所述地址分配报文后，从若干地址中随机选择一个地址进行存储或从地址范围内随机确定一个地址并存储，并向总线发送确认应答信息；

其中，所述地址分配报文中包括按照协议转换装置数量分配的若干地址信息或地址范围信息。

11.根据权利要求9所述的多联式空调系统的控制方法，其特征在于，不满足为自身随机分配的通信时隙最小及通信时隙相同情况下监听时间最短的情况下，所述方法还包括：

在第二通信周期内，监听总线状态；

在接收到所述确认应答信息后，存储所述确认应答信息中包含的地址；

其中，所述确定应答信息中包括获取到数据发送权的协议转换装置存储的地址。

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