CN114253125A - 差分总线控制系统、设备地址分配方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种差分总线控制系统、设备地址分配方法、装置及设备，属于差分电路技术领域。该系统包括：主控设备、多个节点子设备，主控设备通过差分总线分别与各节点子设备通信连接；各节点子设备分别包括：设备本体、差分驱动电路、故障检测电路以及继电器电路；设备本体通过差分驱动电路与差分总线电连接，差分驱动电路用于变更设备本体的通信收发状态；故障检测电路与设备本体电连接；继电器电路与故障检测电路电连接。本申请可以更加准确地确定产生故障的节点的具体位置，并且，可以避免差分总线的通信断开。

Description

差分总线控制系统、设备地址分配方法、装置及设备

技术领域

本申请涉及差分电路技术领域，具体而言，涉及一种差分总线控制系统、设备地址分配方法、装置及设备。

背景技术

差分总线网络中，通常包括有一个主控设备和多个子节点，每个子节点上设置有受控设备，在该差分总线网络中，通常会由于各种因素导致电路损坏，为了及时了解到电路的情况，需要及时获取电损坏的位置。

现有技术中，仅仅是可以通过总线电路被锁定而判定电路出现了故障；并且，现有技术中，需要人为对每个子节点设备进行顺序编码，从而进行对应的器件故障的修复。

然而，总线电路被锁定有可能是其中某一个子设备的驱动电路发生了损坏，或者，总线本身发生了损坏，并不能具体确定是电路中哪个位置发生了故障，网络中每个子节点的受控设备也不会进行自我故障诊断、也不会设置对应的地址，这就导致了主控设备无法确定具体的故障地址，也就相应无法确定故障节点的位置，并且，由于某个子节点的受控设备损坏还会导致整个差分总线的通信断开；另外，采用人为顺序编码的方式来对子节点设备进行标注效率也相对较低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种差分总线控制系统、设备地址分配方法、装置及设备，可以更加准确地确定产生故障的节点的具体位置，并且，可以避免差分总线的通信断开。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的一方面，提供一种差分总线控制系统，该系统包括：主控设备、多个节点子设备，主控设备通过差分总线分别与各节点子设备通信连接；

各节点子设备分别包括：设备本体、差分驱动电路、故障检测电路以及继电器电路；

设备本体通过差分驱动电路与差分总线电连接，差分驱动电路用于变更设备本体的通信收发状态；

故障检测电路与设备本体电连接，用以根据设备本体的通信收发状态以及过流状态确定节点子设备是否存在故障；

继电器电路与故障检测电路电连接，用以根据故障检测电路的输出结果控制差分驱动电路与差分总线连接的通断，主控设备基于差分驱动电路与差分总线连接的通断确定节点子设备是否存在故障。

可选地，差分驱动电路通过差分子线与差分总线电连接，故障检测电路包括：电流检测单元、判断单元；

电流检测单元用以检测差分子线中是否存在电流以确定设备本体的过流状态；

判断单元分别与电流检测单元以及设备本体电连接，用以根据设备本体的通信收发状态以及过流状态判断节点子设备是否存在故障。

可选地，电流检测单元包括：霍尔电流检测器以及放大器，霍尔电流检测器与放大器电连接，霍尔电流检测器用于获取设备本体的过流状态并通过放大器放大后发送给判断单元。

可选地，继电器电路包括：第一继电器驱动单元、第一继电器；

第一继电器驱动单元分别与第一继电器以及故障检测电路电连接，第一继电器驱动单元用于根据故障检测电路的输出结果控制设置于差分子线上的第一继电器连通或者关断。

可选地，节点子设备还包括：第二继电器驱动单元以及第二继电器；

第二继电器驱动单元分别与设备本体以及第二继电器电连接，当节点子设备首次上电后，设备本体通过第二继电器驱动单元控制第二继电器连通。

本申请实施例的另一方面，提供一种设备地址分配方法，该方法应用于主控设备，该方法包括：

向目标节点子设备发送地址查询指令，并接收目标节点子设备返回的查询结果；

若查询结果中不包括地址信息，为目标节点子设备分配地址。

可选地，为目标节点子设备分配地址，包括：

基于当前已分配地址确定目标节点子设备的地址信息；

将目标节点子设备的地址信息发送给目标节点子设备。

可选地，若查询结果中包括地址信息，向目标节点子设备的后级节点子设备发送地址查询指令。

提供一种设备地址分配方法，该方法应用于节点子设备，该方法包括：

接收主控设备发送的地址查询指令，并判断节点子设备是否具有地址信息；

若没有，断开节点子设备与后级节点子设备的连接，并向主控设备返回查询结果；

接收主控设备发送的节点子设备的地址信息并存储；

恢复节点子设备与后级节点子设备的连接。

本申请实施例的另一方面，提供一种故障检测方法，该方法应用于上述主控设备，该方法包括：

接收每个节点子设备发送的心跳包；

若超过预设时间没有接收到目标节点子设备发送的心跳包，确定目标节点子设备发生故障；

确定目标节点子设备的地址信息。

本申请实施例的另一方面，提供一种设备地址分配装置，该装置应用于主控设备，该装置包括：主控发送模块、主控接收模块；

主控发送模块，用于向目标节点子设备发送地址查询指令，主控接收模块，用于接收目标节点子设备返回的查询结果；

主控发送模块，还用于若查询结果中不包括地址信息，为目标节点子设备分配地址。

可选地，主控发送模块，还用于基于当前已分配地址确定目标节点子设备的地址信息；将目标节点子设备的地址信息发送给目标节点子设备。

可选地，主控发送模块，还用于若查询结果中包括地址信息，向目标节点子设备的后级节点子设备发送地址查询指令。

本申请实施例的另一方面，提供一种设备地址分配装置，该装置应用于节点子设备，该装置包括：节点接收模块、节点发送模块；

节点接收模块，用于接收主控设备发送的地址查询指令，并判断节点子设备是否具有地址信息；若没有，断开节点子设备与后级节点子设备的连接，节点发送模块，用于向主控设备返回查询结果；

节点接收模块，还用于接收主控设备发送的节点子设备的地址信息并存储；恢复节点子设备与后级节点子设备的连接。

本申请实施例的另一方面，还提供一种故障检测装置，该装置应用于上述主控设备，该装置包括：检测接收模块、检测判断模块以及检测确定模块；

检测接收模块，用于接收每个节点子设备发送的心跳包；

检测判断模块，用于若超过预设时间没有接收到目标节点子设备发送的心跳包，确定目标节点子设备发生故障；

检测确定模块，用于确定目标节点子设备的地址信息。

本申请实施例的另一方面，提供一种主控设备，包括：第一存储器、第一处理器，第一存储器中存储有可在第一处理器上运行的计算机程序，第一处理器执行计算机程序时，实现上述应用于主控设备的设备地址分配方法以及故障检测方法的步骤。

本申请实施例的另一方面，提供一种物联设备，包括：第二存储器、第二处理器，第二存储器中存储有可在第二处理器上运行的计算机程序，第二处理器执行计算机程序时，实现上述应用于节点子设备的设备地址分配方法的步骤。

本申请实施例的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述设备地址分配方法以及故障检测方法的步骤。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请实施例提供的一种差分总线控制系统中，主控设备通过差分总线分别与各节点子设备通信连接；各节点子设备分别包括：设备本体、差分驱动电路、故障检测电路以及继电器电路；设备本体通过差分驱动电路与差分总线电连接，差分驱动电路用于变更设备本体的通信收发状态；故障检测电路与设备本体电连接，用以根据设备本体的通信收发状态以及过流状态确定节点子设备是否存在故障；继电器电路与故障检测电路电连接，用以根据故障检测电路的输出结果控制差分驱动电路与差分总线连接的通断，主控设备基于差分驱动电路与差分总线连接的通断确定节点子设备是否存在故障。其中，通过故障检测电路和继电器电路可以实现对节点子设备的故障检测，当存在故障时，及时与差分总线之间断开连接，从而更加准确地获取到故障位置；并且，通过控制与差分总线的断开也可以防止差分总线锁定，避免差分总线停止工作的情况发生，提高了差分总线的安全性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图一；

图2为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图二；

图3为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图三；

图4为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图四；

图5为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图五；

图6为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图六；

图7为本申请实施例提供的设备地址分配方法的流程示意图一；

图8为本申请实施例提供的设备地址分配方法的流程示意图二；

图9为本申请实施例提供的设备地址分配方法的流程示意图三；

图10为本申请实施例提供的故障检测方法的流程示意图；

图11为本申请实施例提供的设备地址分配装置的结构示意图一；

图12为本申请实施例提供的设备地址分配装置的结构示意图二；

图13为本申请实施例提供的故障检测装置的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的主控设备的结构示意图；

图15为本申请实施例提供的物联设备的结构示意图。

图标：100-主控设备；200-节点子设备；210-设备本体；220-差分驱动电路；230-故障检测电路；231-电流检测单元；2311-霍尔电流检测器；2312-放大器；232-判断单元；240-继电器电路；241-第一继电器驱动单元；242-第一继电器；251-第二继电器驱动单元；252-第二继电器；310-主控发送模块；320-主控接收模块；330-检测接收模块；340-检测判断模块；350-检测确定模块；410-节点接收模块；420-节点发送模块；510-第一存储器；520-第一处理器；610-第二存储器；620-第二处理器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面来具体解释本申请实施例中提供的差分总线控制系统的具体结构以及连接关系。

图1为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图一，请参照图1，该系统包括：主控设备100、多个节点子设备200，主控设备100通过差分总线分别与各节点子设备200通信连接；各节点子设备200分别包括：设备本体210、差分驱动电路220、故障检测电路230以及继电器电路240；设备本体210通过差分驱动电路220与差分总线电连接，差分驱动电路220用于变更设备本体的通信收发状态；故障检测电路230与设备本体210电连接，用以根据设备本体210的通信收发状态以及过流状态确定节点子设备200是否存在故障；继电器电路240与故障检测电路230电连接，用以根据故障检测电路230的输出结果控制差分驱动电路220与差分总线连接的通断，主控设备100基于差分驱动电路220与差分总线连接的通断确定节点子设备200是否存在故障。

可选地，主控设备100具体可以是任意计算机设备，例如：电脑、手机、平板电脑、专用电子设备等，在此不作具体限制；节点子设备可以是受控设备，例如：单片机，或者其他类型的受控设备，具体也可以是一种计算机设备，在此也不做具体限制。其中，主控设备可以基于每个节点子设备是否有定时回复心跳帧来确定节点子设备是否存在故障。

可选地，设备本体210具体可以是单片机、简单逻辑组合电路、具有逻辑处理功能的控制芯片等，在此不作具体限制。

可选地，差分驱动电路220可以是差分驱动器，可以通过弱上拉或者浮空的方式实现通信接收，或者下拉的方式实现通信发送，也即是可以变更整体节点子设备200的通信收发状态。

可选地，故障检测电路230可以是一个逻辑判断电路，用以根据输入的数字信号进行逻辑判断从而确定节点子设备是否存在故障。

可选地，继电器电路240可以基于故障检测电路230的判断结果控制差分驱动电路与差分总线连接的通断，例如：当故障检测电路230的判断结果为存在故障时，则控制差分驱动电路与差分总线断开；当故障检测电路230的判断结果为不存在故障时，则控制差分驱动电路与差分总线保持闭合。

下面来具体解释基于上述节点子设备的结构进行故障检测的过程：

故障检测电路230分别获取设备本体210的通信收发状态以及过流状态两个数字信号，并基于这两个数字信号进行判定来确定是否存在故障，当存在故障时，控制继电器电路240工作，断开差分驱动电路与差分总线的连接；当不存在故障时，保持差分驱动电路与差分总线的连接状态。

本申请实施例提供的一种差分总线控制系统中，主控设备通过差分总线分别与各节点子设备通信连接；各节点子设备分别包括：设备本体、差分驱动电路、故障检测电路以及继电器电路；设备本体通过差分驱动电路与差分总线电连接，差分驱动电路用于变更设备本体的通信收发状态；故障检测电路与设备本体电连接，用以根据设备本体的通信收发状态以及过流状态确定节点子设备是否存在故障；继电器电路与故障检测电路电连接，用以根据故障检测电路的输出结果控制差分驱动电路与差分总线连接的通断，主控设备基于差分驱动电路与差分总线连接的通断确定节点子设备是否存在故障。其中，通过故障检测电路和继电器电路可以实现对节点子设备的故障检测，当存在故障时，及时与差分总线之间断开连接，从而更加准确地获取到故障位置；并且，通过控制与差分总线的断开也可以防止差分总线锁定，避免差分总线停止工作的情况发生，提高了差分总线的安全性和实用性。

下面来具体解释本申请实施例中提供的差分总线控制系统中故障检测电路的具体结构关系。

图2为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图二，请参照图2，差分驱动电路220通过差分子线与差分总线电连接，故障检测电路230包括：电流检测单元231、判断单元232；电流检测单元231用以检测差分子线中是否存在电流以确定设备本体210的过流状态；判断单元232分别与电流检测单元231以及设备本体210电连接，用以根据设备本体210的通信收发状态以及过流状态判断节点子设备200是否存在故障。

可选地，电流检测单元231具体可以获取上述差分子线中是否存在电流；判断单元232具体可以是一个与门逻辑判断器，具体判断依据如下：

在差分驱动电路220正常工作时，只有在处于发送状态时才会有电流信号，对于差分子线的电流信号：1表示为有电流，0表示为无电流；对于通信收发状态：1表示接收状态，0表示发送状态。

真值表具体如下：

表1

结果	电流信号	收发状态
			损坏	1	1
正常	1	0
			正常	0	1
损坏但不锁死	0	0

根据表1可以知，存在电流信号且通信处于接收状态、以及不存在电流信号且通信处于发送状态这两种情况下，可以认为节点子设备存在故障；其中，在存在电流信号且通信处于接收状态的状况下，可以表征节点子设备存在短路故障，此时需断开继电器电路240；在不存在电流信号且通信处于发送状态的情况下，可以表征节点子设备存在开路故障，此时可以不断开继电器电路240，因此判断单元232可以通过上述真值表的逻辑来判定节点子设备是否存在故障，基于此，还可以在故障时定输出节点子设备的故障情况。

也即是当判断单元232的输入均为1或0时，存在故障。其他情况下则可以视为节点子设备不存在故障。需要说明的是，若节点子设备存在故障，则具体可以是差分驱动电路220存在故障，例如，当判断单元232的输入均为1时，可以认为差分驱动电路220存在短路故障；当判断单元232的输入均为0时，可以认为差分驱动电路220存在开路故障。

下面来具体解释本申请实施例中提供个差分总线控制系统中电流检测单元的具体结构关系。

图3为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图三，请参照图3，电流检测单元231包括：霍尔电流检测器2311以及放大器2312，霍尔电流检测器2311与放大器2312电连接，霍尔电流检测器2311用于获取设备本体210的过流状态并通过放大器2312放大后发送给判断单元232。

可选地，霍尔电流检测器2311具体可以是一种电流传感器，可以通过电磁感应的方式确定差分子线中是否存在电流。若差分子线中不存在电流，霍尔电流检测器2311不产生感应电压；若差分子线中存在电流，霍尔电流检测器2311通过电磁感应的方式产生感应电压，由于该感应电压较小，可以通过放大器2312对该电流信号进行放大得到放大后的电流，当存在放大后的电流时，即为前述电流信息为1的状态；相应地，当不存在放大后的感应电压时，即为前述电流信息为0的状态。该电流信息的有无即可反映节点子设备的过流状态。

可选地，如果差分驱动电路损坏会出现以下几种状态：1.差分总线电平被锁定在空闲状态；2.差分总线被锁定在占用状态。如果被锁定在空闲状态时，总线上有设备发起了通信，那么在接入到总线上就会产生过大的电流，此时霍尔电流传感器就会输出电流信号；如果是被锁定在占用状态时，由于节点子设备的源端采用的是120欧姆上拉电阻，所以会在损坏的结点处输出电流信号。

下面来具体解释本申请实施例中提供的继电器电路的结构连接关系以及工作原理。

图4为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图四，请参照图4，继电器电路240包括：第一继电器驱动单元241、第一继电器242；第一继电器驱动单元241分别与第一继电器242以及故障检测电路230电连接，第一继电器驱动单元241用于根据故障检测电路230的输出结果控制设置于差分子线上的第一继电器242连通或者关断。

可选地，第一继电器驱动单元241可以是一个三极管，用以当故障检测电路230输出结果后，可以基于该结果导通或者关断，例如：若故障检测电路230输出的结果为1，也即是存在故障的高电平信号，则第一继电器驱动单元241可以基于该信号导通，从而控制与之连接的第一继电器242工作，以使开关保持断开，也即是断开差分驱动电路220与差分总线的连接；若故障检测电路230输出的结果为0，也即是不存在故障的低电平信号，则第一继电器驱动单元241基于该信号不导通，从而使第一继电器242不工作，以使处于开关保持闭合状态，也即是保持差分驱动电路220与差分总线的连接。

可选地，故障检测电路230与差分总线采用的是电磁隔离且电流检测单元231有极强的过载能力。如果检测到差分总线异常，第一继电器可以主动断开与差分总线连接。

可选地，第一继电器可以是常开继电器。在该结点因为严重过载导致电路完全烧毁的情况下，第一继电器也会因为没有供电，而受机械力的作用下断开与总线的连接，防止意外的发生。

下面来具体解释本申请实施例中提供的差分总线控制系统的另一具体结构关系。

图5为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图五，请参照图5，节点子设备200还包括：第二继电器驱动单元251以及第二继电器252；第二继电器驱动单元251分别与设备本体210以及第二继电器252电连接，当节点子设备200首次上电后，设备本体210通过第二继电器驱动单元251控制第二继电器252连通。

可选地，第二继电器驱动单元251也可以是三极管，第二继电器252可以是常闭继电器。在整个节点子设备在承受了过高的电压电流脉冲损坏断电后，依然可能在断开自身连接时保证后级电路通信畅通。

图6为本申请实施例提供的差分总线控制系统的结构示意图六，请参照图6，第二继电器252处于闭合状态时，后级的节点子设备可以与差分总线连接通信；当第二继电器252处于断开状态时，后级的节点子设备不能与差分总线通信。

可选地，每个节点子设备200可以通过第一继电器242以及第二继电器252分别与总线连接，具体连接关系可以参照图6。

本申请实施例提供的差分控制系统中，第二继电器驱动单元分别与设备本体以及第二继电器电连接，当节点子设备首次上电后，设备本体通过第二继电器驱动单元控制第二继电器连通。其中，通过第二继电器可以变更该节点子设备的后级节点子设备与差分总线的连接关系，由于该第二继电器为常闭继电器，可以避免差分总线上某一节点子设备损坏导致的整体差分总线无法工作情况的发生，提高系统的稳定性和实用性。

下面具体来解释本申请实施例提供的设备地址分配方法的具体实施过程。

图7为本申请实施例提供的设备地址分配方法的流程示意图一，请参照图7，该方法应用于主控设备，该方法包括：

S610：向目标节点子设备发送地址查询指令，并接收目标节点子设备返回的查询结果。

可选地，主控设备可以向每个节点子设备依次发送地址查询指令，并可以接收节点子设备返回的查询结果，上述地址查询指令以及返回的查询结果均可以通过上述差分总线进行信息传输。

若查询结果中不包括地址信息，S620：为目标节点子设备分配地址。

可选地，可以对不包括地址信息的目标节点子设备发送分配的地址，具体也可以通过上述差分总线进行信息传输。

可选地，向目标节点子设备发送地址查询指令，并接收目标节点子设备返回的查询结果之后，该方法还包括：

若查询结果中包括地址信息，S630：向目标节点子设备的后级节点子设备发送地址查询指令。

可选地，当目标节点子设备存在地址时，则可以对该节点子设备的后一级节点子设备重复上述过程，继续进行地址分配的确定，从而得到该差分总线下每个节点子设备的地址情况。

下面来具体解释本申请实施例提供的设备地址分配方法的另一具体实施过程。

图8为本申请实施例提供的设备地址分配方法的流程示意图二，请参照图8，为目标节点子设备分配地址，包括：

S710：基于当前已分配地址确定目标节点子设备的地址信息。

可选地，主控设备可以基于当前已分配地址进行地址分配，例如：已分配的地址为11，则目标节点子设备的地址信息为12，或者也可以是其他的地址信息的分配方式，在此不作具体限制，仅为其中的一种示例。

S720：将目标节点子设备的地址信息发送给目标节点子设备。

可选地，当确定目标节点子设备的地址信息后，将该信息通过差分总线发送给对应的目标节点子设备。

需要说明的是，上述方法针对的主要是同一差分总线下节点子设备的地址分配方法，在实际应用的过程中，每个主控设备可以连接多个差分总线，当主控设备进行地址分配时，可以依次对每个差分总线中的节点子设备进行地址分配，具体即是上述S610-S630的过程。

可选地，在进行地址分配之前也可以通过广播地址重置指令对每个节点子设备的地址进行清除。

可选地，可以依次检测每个差分总线中是否存在未分配地址的节点子设备，若第一次检测存在未分配地址的节点子设备，则可以对该差分总线中的节点子设备进行地址分配，并进行第二次检测；若第一次不存在未分配地址的节点子设备，则可以对其他差分总线进行上述检测；若第二次存在未分配地址的节点子设备，则可以停止对该差分总线的地址分配，确定该节点子设备为故障节点子设备；若第二次不存在未分配地址的节点子设备，则可以对其他差分总线进行上述检测。

需要说明的是，主控设备在查询是否有未分配地址节点子设备时，如果有则节点子设备会回复结果，主控设备可以根据是否收到回复作为是否有节点子设备没有地址的依据。

本申请实施例提供的设备地址分配方法中，可以通过向目标节点子设备发送地址查询指令，并接收目标节点子设备返回的查询结果；若查询结果中不包括地址信息，为目标节点子设备分配地址。其中，通过上述方式对地址分配，可以实现在不断电的情况下增加新的节点并对新的节点实现地址分配，可以提高电路的稳定性和实用性；并且，通过上述方式可以实线自动的顺序编码，进而更加快速地确定故障节点地址，进而可以更加方便地对故障点维修。

下面来具体解释本申请实施例提供的设备地址分配方法的又一具体实施过程。

图9为本申请实施例提供的设备地址分配方法的流程示意图三，请参照图9，该方法应用于节点子设备，该方法包括：

S810：接收主控设备发送的地址查询指令，并判断节点子设备是否具有地址信息。

S820：若没有，断开节点子设备与后级节点子设备的连接，并向主控设备返回查询结果。

S830：接收主控设备发送的节点子设备的地址信息并存储。

S840：恢复节点子设备与后级节点子设备的连接。

可选地，当节点子设备不具有地址信息时，可以断开与后级节点子设备的连接，也即是通过第二继电器驱动电路控制第二继电器断开，从而使主控设备与其他节点子设备的通信断开，对该节点子设备进行定向的地址分配；相应地，当确定地址之后，可以恢复节点子设备与后级节点子设备的连接，也即是通过第二继电器驱动电路控制第二继电器保持常闭，从而使主控设备对后一级节点子设备的地址进行分配。

图10为本申请实施例提供的故障检测方法的流程示意图，请参照图10，该方法包括：

S910：接收每个节点子设备发送的心跳包。

可选地，该方法的执行主体可以是前述主控设备，每个节点子设备可以向主控设备发送每各一定时间发送一次心跳包，主控设备可以基于总线接收到心跳包，若接收到，则可以

节点子设备与主控设备之间处于可以通信连接的状态。

S920：若超过预设时间没有接收到目标节点子设备发送的心跳包，确定目标节点子设备发生故障。

其中，心跳包在确定目标节点子设备的驱动电路故障时无法传输。

可选地，预设时间可以是两次心跳包的传输时间或者根据实际需求设置的时间，在此不做具体限制，当超过预设时间没有接收到目标节点子设备发送的心跳包，则可以确定，目标子设备与主控设备断开连接，也即是目标子设备的驱动电路故障而导致目标子设备断开与总线的连接，从而使得目标子设备无法与主控设备通信，也即是发出的心跳包无法使得主控设备接收。

其中，目标子设备可以是多个子设备中的任意一个。

S930：确定目标节点子设备的地址信息。

可选地，基于上述检测心跳包的方式确定目标子设备存在故障后，可以对目标子设备进行地址确认，具体可以根据前述分配的结果，确定目标子设备的地址信息。

本申请实施例中提供的一种故障检测方法中，可以接收每个节点子设备发送的心跳包，若超过预设时间没有接收到目标节点子设备发送的心跳包，确定目标节点子设备发生故障，确定目标节点子设备的地址信息。其中，通过心跳包的方式可以使主控设备及时确定发生故障的目标子设备，并可以基于地址分配的结果确定对应的故障地址信息，从而提高的整个系统的稳定性以及故障检测能力，提高了处理效率。

下述对用以执行的本申请所提供的设备地址分配方法对应的装置、设备及存储介质等进行说明，其具体的实现过程以及技术效果参见上述，下述不再赘述。

图11为本申请实施例提供的设备地址分配装置的结构示意图一，请参照图11，该装置应用于主控设备，该装置包括：主控发送模块310、主控接收模块320；

主控发送模块310，用于向目标节点子设备发送地址查询指令，主控接收模块320，用于接收目标节点子设备返回的查询结果；

主控发送模块310，还用于若查询结果中不包括地址信息，为目标节点子设备分配地址。

可选地，主控发送模块310，还用于基于当前已分配地址确定目标节点子设备的地址信息；将目标节点子设备的地址信息发送给目标节点子设备。

可选地，主控发送模块310，还用于若查询结果中包括地址信息，向目标节点子设备的后级节点子设备发送地址查询指令。

图12为本申请实施例提供的设备地址分配装置的结构示意图二，请参照图12，该装置应用于节点子设备，该装置包括：节点接收模块410、节点发送模块420；

节点接收模块410，用于接收主控设备发送的地址查询指令，并判断节点子设备是否具有地址信息；若没有，断开节点子设备与后级节点子设备的连接，节点发送模块420，用于向主控设备返回查询结果；

节点接收模块410，还用于接收主控设备发送的节点子设备的地址信息并存储；恢复节点子设备与后级节点子设备的连接。

图13为本申请实施例提供的故障检测装置的结构示意图，请参照图13，一种故障检测装置，该装置应用于上述主控设备，该装置包括：检测接收模块330、检测判断模块340以及检测确定模块350；

检测接收模块330，用于接收每个节点子设备发送的心跳包；

检测判断模块340，用于若超过预设时间没有接收到目标节点子设备发送的心跳包，确定目标节点子设备发生故障，心跳包在确定目标节点子设备的驱动电路故障时无法传输；

检测确定模块350，用于确定目标节点子设备的地址信息。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

图14为本申请实施例提供的主控设备的结构示意图，请参照图14，主控设备包括：第一存储器510、第一处理器520，第一存储器510中存储有可在第一处理器520上运行的计算机程序，第一处理器520执行计算机程序时，实现上述应用于主控设备的设备地址分配方法的步骤、和/或实现上述故障检测方法的步骤。

图15为本申请实施例提供的物联设备的结构示意图，请参照图15，物联设备包括：第二存储器610、第二处理器620，第二存储器610中存储有可在第二处理器620上运行的计算机程序，第二处理器620执行计算机程序时，实现上述应用于节点子设备的设备地址分配方法的步骤。

可选地，上述物联设备具体可以是前述多个节点子设备中的任意一个。

本申请实施例的另一方面，还提供一种计算机可读存储介质，存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述设备地址分配方法的步骤、和/或上述故障检测方法的步骤。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种差分总线控制系统，其特征在于，所述系统包括：主控设备、多个节点子设备，所述主控设备通过差分总线分别与各所述节点子设备通信连接；

各所述节点子设备分别包括：设备本体、差分驱动电路、故障检测电路以及继电器电路；

所述设备本体通过所述差分驱动电路与所述差分总线电连接，所述差分驱动电路用于变更所述设备本体的通信收发状态；

所述故障检测电路与所述设备本体电连接，用以根据所述设备本体的通信收发状态以及过流状态确定所述节点子设备是否存在故障；

所述继电器电路与所述故障检测电路电连接，用以根据所述故障检测电路的输出结果控制所述差分驱动电路与所述差分总线连接的通断，所述主控设备基于所述差分驱动电路与所述差分总线连接的通断确定所述节点子设备是否存在故障。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述差分驱动电路通过差分子线与所述差分总线电连接，所述故障检测电路包括：电流检测单元、判断单元；

所述电流检测单元用以检测所述差分子线中是否存在电流以确定所述设备本体的过流状态；

所述判断单元分别与所述电流检测单元以及所述设备本体电连接，用以根据所述设备本体的通信收发状态以及所述过流状态判断所述节点子设备是否存在故障。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电流检测单元包括：霍尔电流检测器以及放大器，所述霍尔电流检测器与所述放大器电连接，所述霍尔电流检测器用于获取所述设备本体的过流状态并通过所述放大器放大后发送给所述判断单元。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述继电器电路包括：第一继电器驱动单元、第一继电器；

所述第一继电器驱动单元分别与所述第一继电器以及所述故障检测电路电连接，所述第一继电器驱动单元用于根据所述故障检测电路的输出结果控制设置于所述差分子线上的第一继电器连通或者关断。

5.如权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述节点子设备还包括：第二继电器驱动单元以及第二继电器；

所述第二继电器驱动单元分别与所述设备本体以及所述第二继电器电连接，当所述节点子设备首次上电后，所述设备本体通过所述第二继电器驱动单元控制所述第二继电器连通。

6.一种设备地址分配方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-5任一项所述的主控设备，所述方法包括：

向目标节点子设备发送地址查询指令，并接收所述目标节点子设备返回的查询结果；

若所述查询结果中不包括地址信息，为所述目标节点子设备分配地址。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述为所述目标节点子设备分配地址，包括：

基于当前已分配地址确定所述目标节点子设备的地址信息；

将所述目标节点子设备的地址信息发送给所述目标节点子设备。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述向目标节点子设备发送地址查询指令，并接收所述目标节点子设备返回的查询结果之后，所述方法还包括：

若所述查询结果中包括地址信息，向所述目标节点子设备的后级节点子设备发送所述地址查询指令。

9.一种故障检测方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-5任一项所述的主控设备，所述方法包括：

接收每个节点子设备发送的心跳包；

若超过预设时间没有接收到目标节点子设备发送的心跳包，确定所述目标节点子设备发生故障；

确定所述目标节点子设备的地址信息。

10.一种设备地址分配方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-5任一项所述的节点子设备，所述方法包括：

接收主控设备发送的地址查询指令，并判断所述节点子设备是否具有地址信息；

若没有，断开所述节点子设备与后级节点子设备的连接，并向所述主控设备返回查询结果；

接收所述主控设备发送的节点子设备的地址信息并存储；

恢复所述节点子设备与后级节点子设备的连接。

11.一种设备地址分配装置，其特征在于，所述装置应用于如权利要求1-5任一项所述的主控设备，所述装置包括：主控发送模块、主控接收模块；

所述主控发送模块，用于向目标节点子设备发送地址查询指令，所述主控接收模块，用于接收所述目标节点子设备返回的查询结果；

所述主控发送模块，还用于若所述查询结果中不包括地址信息，为所述目标节点子设备分配地址。

12.一种设备地址分配装置，其特征在于，所述装置应用于如权利要求1-5任一项所述的节点子设备，所述装置包括：节点接收模块、节点发送模块；

所述节点接收模块，用于接收主控设备发送的地址查询指令，并判断所述节点子设备是否具有地址信息；若没有，断开所述节点子设备与后级节点子设备的连接，所述节点发送模块，用于向所述主控设备返回查询结果；

所述节点接收模块，还用于接收所述主控设备发送的节点子设备的地址信息并存储；恢复所述节点子设备与后级节点子设备的连接。

13.一种故障检测装置，其特征在于，所述装置应用于如权利要求1-5任一项所述的主控设备，所述装置包括：检测接收模块、检测判断模块以及检测确定模块；

所述检测接收模块，用于接收每个节点子设备发送的心跳包；

所述检测判断模块，用于若超过预设时间没有接收到目标节点子设备发送的心跳包，确定所述目标节点子设备发生故障；

所述检测确定模块，用于确定所述目标节点子设备的地址信息。

14.一种主控设备，其特征在于，包括：第一存储器、第一处理器，所述第一存储器中存储有可在所述第一处理器上运行的计算机程序，所述第一处理器执行所述计算机程序时，实现上述权利要求6至9任一项所述的方法的步骤。

15.一种物联设备，其特征在于，包括：第二存储器、第二处理器，所述第二存储器中存储有可在所述第二处理器上运行的计算机程序，所述第二处理器执行所述计算机程序时，实现上述权利要求10所述的方法的步骤。

16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现权利要求6至10中任一项所述方法的步骤。

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