CN114338263A - 一种通信从机、主从设备通信系统以及通信方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种通信从机、主从设备通信系统以及通信方法。本申请实施例提供的技术方案通过通信主机向通信从机发送编号响应命令，通信从机在接收到编号响应命令后，通过电压检测模块对从机接口的电压进行检测，得到电压检测结果，并通过从机主控模块根据电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在答复时间通过从机通信模块向通信总线发送编号响应信息，通信主机可根据不同答复时间所接收到的编号响应信息，对各个通信从机进行编号，不需要工作人员手动为每个通信从机设定编号，提高对通信从机的编号效率。

Description

一种通信从机、主从设备通信系统以及通信方法

技术领域

本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种通信从机、主从设备通信系统以及通信方法。

背景技术

在主从设备的总线通信中，一个通信主机对应多个通信从机，通信主机通过广播方式向从机发送命令，从机在接收到主机发送的命令后，对应的从机才能向通信主机回复信息，防止多个通信从机同时向通信主机发送信号，引起通信冲突，因此，需要为每个通信从机设置唯一的从机编号。

现有技术中，对通信从机的编号方式一般是通过软件烧录或识别芯片的方式，为每个通信从机设置唯一的从机编号，并记录在通信主机中，但是这种从机编号方式需要工作人员手动设置每个通信从机的从机编号，工作效率较低。

发明内容

本申请实施例提供一种通信从机、主从设备通信系统以及通信方法，以解决现有技术中需要工作人员手动设置每个通信从机的从机编号，工作效率较低的技术问题。

在第一方面，本申请实施例提供了一种通信从机，包括从机主控模块、从机通信模块和电压检测模块，所述从机主控模块与所述从机通信模块和所述电压检测模块连接，所述从机通信模块与所述电压检测模块连接，其中：

所述从机通信模块，用于接入通信总线，并通过所述通信总线与通信主机进行通信，所述通信从机设置有用于接入通信总线的从机接口；

所述电压检测模块，用于对所述从机接口进行电压检测得到电压检测结果，并向所述从机主控模块发送所述电压检测结果；

所述从机主控模块，用于基于接收到的编号响应命令得到编号响应信息，以及根据所述电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间通过所述从机通信模块向通信总线发送编号响应信息，所述编号响应命令由通信主机通过所述通信总线发出。

在第二方面，本申请实施例提供了一种主从设备通信系统，包括通信主机和多个如第一方面所述的通信从机，多个所述通信从机通过通信总线与所述通信主机连接，多个所述通信从机之间按照设定总线间距或设定阻抗间距进行间隔布置，所述从机主控模块根据电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间通过从机通信模块向通信主机发送编号响应信息，所述通信主机根据各个所述通信从机的编号响应信息，为各个所述通信从机进行编号。

在第三方面，本申请实施例提供了一种通信方法，应用于第二方面所述的主从设备通信系统，所述方法包括：

通信主机通过通信总线向各个通信从机发送编号响应命令；

通信从机在接收到所述编号响应命令时，从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并分别在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果和第二电压检测结果；

通信从机根据所述第一电压检测结果和所述第二电压检测结果，确定对所述编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间向所述通信主机发出编号响应信息；

所述通信主机根据各个所述通信从机的编号响应信息，为各个所述通信从机进行编号。

在第四方面，本申请实施例提供了一种通信方法，应用于第一方面所述的通信从机，所述方法包括：

接收编号响应命令，所述编号响应命令由与所述通信从机通信的通信主机发送；

响应于所述编号响应命令，从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并分别在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果和第二电压检测结果；

根据所述第一电压检测结果和所述第二电压检测结果，确定对所述编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间发出编号响应信息，所述编号响应信息用于触发所述通信主机为所述通信从机进行编号。

本申请实施例通过通信主机向通信从机发送编号响应命令，通信从机在接收到编号响应命令后，通过电压检测模块对从机接口的电压进行检测，得到电压检测结果，并通过从机主控模块根据电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在答复时间通过从机通信模块向通信总线发送编号响应信息，通信主机可根据不同答复时间所接收到的编号响应信息，对各个通信从机进行编号，不需要工作人员手动为每个通信从机设定编号，提高对通信从机的编号效率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种通信从机的电路示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种通信从机的电路示意图；

图3是本申请实施例提供的一种通信从机的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种通信主机的电路示意图；

图5是本申请实施例提供的一种主从设备通信系统的系统结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种通信主机与通信从机的电路连接示意图；

图7是本申请实施例提供的一种应用于主从设备通信系统的通信方法的流程图；

图8是本申请实施例提供的另一种应用于主从设备通信系统的通信方法的流程图；

图9是本申请实施例提供的一种设定的编号时长中的时间划分示意图；

图10是本申请实施例提供的另一种应用于主从设备通信系统的通信方法的流程图；

图11是本申请实施例提供的一种应用于通信从机的通信方法的流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。

可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

图1给出了本申请实施例提供的一种通信从机的电路示意图，如图1所示，该通信从机包括从机主控模块(图中U5)、从机通信模块(图中S1)和电压检测模块(图中T1)，从机主控模块与从机通信模块和电压检测模块连接，从机通信模块与电压检测模块连接。

其中，本实施例提供的从机通信模块用于接入通信总线，并通过通信总线与通信主机进行通信，通信从机设置有用于接入通信总线的从机接口(图中a1点)。电压检测模块用于对从机接口进行电压检测得到电压检测结果，并向从机主控模块发送电压检测结果。从机主控模块用于基于接收到的编号响应命令得到编号响应信息，以及根据电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在答复时间通过从机通信模块向通信总线发送编号响应信息，其中，编号响应命令由通信主机通过所述通信总线发出。其中，从机接口用于供通信从机接入通信总线，通信从机从通信总线中接入电源VCC，并转换成需要的电源电压VCC_3V3供通信从机内部供电。

具体的，本实施例提供的从机通信模块包括第一分压电阻(图中R3)、第二分压电阻(图中R10)、第一开关器件(图中Q2)和从机通信芯片(图中U3)，第一分压电阻的第一端连接从机接口，第二端经第二分压电阻接地，并连接从机通信芯片的通信输入端(图中PI端)，第一开关器件的第一连接端连接从机接口，第二连接端接地，控制端经电阻R6连接从机通信芯片的通信输出端(图中PO端)，从机通信芯片的通信控制端(图中PB_RX端和PB_TX端)与从机主控模块连接。可选的，第一开关器件为NPN型三极管，第一开关器件的第一连接端为集电极、第二连接端为发射极、控制端为基极。本实施例提供的通信总线为二总线，对应的，从机通信芯片为电力载波通信芯片。在其他实施例中，通信总线还可以是其他总线类型，并且从机通信芯片与总线类型对应，例如采用RS485总线时，从机通信芯片可以为RS485通信芯片。

进一步的，本实施例提供的电压检测模块包括第三分压电阻R4和第四分压电阻R8，第三分压电阻R4的第一端连接从机接口，第二端经第四分压电阻R8接地，并连接从机主控模块(图中ADC_V端)。

本实施例提供的通信从机通过第一分压电阻和第二分压电阻对电源VCC进行分压，从机通信芯片根据第一分压电阻和第二分压电阻检测电压变化，并根据电压变化情况确定接收到的主机命令，并将接收到的主机命令发送给从机主控模块。从机主控模块根据需要向通信主机发送的数据生成从机信息，并发送给从机通信芯片，从机通信芯片根据从机信息向第一开关器件发送电平控制信号，控制第一开关器件的通断，使总线电流发生跳变，从而向主机发送从机信息。同时，从机主控模块根据第三分压电阻和第四分压电阻检测电压变化，并根据电压变化情况确定对所述从机接口进行电压检测的电压检测结果。

图2给出了本申请实施例提供的另一种通信从机的电路示意图，本实施例在上述实施例提供的通信主机的基础上进一步设置，如图2所示，从机接口可拆卸连接有可调节阻抗模块(图中ZT)，其中可调节阻抗模块可以是电阻、电容、电感中的一种或多种的组合，本实施例以可调电阻作为可调节阻抗模块为例进行描述，另外，调节阻抗模块还可以是导线。在多个通信从机接入主从通信系统时，通过调节每个调节阻抗模块对应的阻抗大小，使得通信总线上相邻通信从机之间的阻抗大小一致，即多个通信从机之间的阻抗间距为设定阻抗间距的大小。

图3为本申请实施例提供的一种通信从机的结构示意图，本实施例在上述实施例提供的通信从机的基础上进一步设置，如图3所示，可选的，本实施例提供的通信从机还包括用于安装从机主控模块和从机通信模块的从机盒110，以及用于安装电压检测模块的电压检测盒120。电压检测盒120与从机盒110可拆卸连接，并在电压检测盒120连接于从机盒110中时，电压检测模块与从机主控模块和从机接口电连接。

在一个可能的实施例中，电压检测盒120设置有用于多个插柱121，其中插柱121用于引出电压检测模块中与从机主控模块电连接的端子，从机盒110设置有用于供多个供插柱121插入的插孔111，在插柱121插入的插孔111时，电压检测模块与从机主控模块电连接。在一个可能的实施例中，可以将上述电压检测盒120与从机盒110之间的连接结构改为磁吸连接结构，即，检测盒和从机盒110之间可以磁吸配合。在一个可能的实施例中，还可以在上述电压检测盒120与从机盒110之间的连接结构的基础上，增加磁吸连接结构，即，在插孔111与插柱121对应位置上设置磁吸配合的磁铁112，使插孔111与插柱121之间的配合更准确。

其中，本申请实施例提供的通信从机可以是物联网设备，该物联网设备可以是家居或商业或工业或农业场景中的物联网设备，物联网设备包括但不限于：智能家居、智能医疗设备、智能工业设备、智能灌溉设备、应用于工业或农业或商业等中的智能传感器等。除此之外，本申请实施例提供的通信从机并不仅仅限定于物联网设备，通信从机还可以是需要进行ID设置的从设备。

图4给出了本申请实施例提供的一种通信主机的电路示意图，如图4所示，该通信主机包括主机主控模块(图中U4)、主机通信芯片(图中U2)、检测电阻(图中R1)、电流检测模块(图中T2)、通信开关模块(图中S2)，主机主控模块与主机通信芯片连接，电流检测模块的检测端与通信总线连接，输出端与主机通信芯片连接，通信开关模块串接于通信总线，通信开关模块的控制端与主机通信芯片连接，检测电阻串接于通信总线。本实施例提供的通信总线为二总线，对应的，主机通信芯片为电力载波通信芯片。在其他实施例中，通信总线为还可以是其他总线类型，并且主机通信芯片为与总线类型对应，例如采用RS485总线时，主机通信芯片可以为RS485通信芯片。

其中，电流检测模块用于对流经检测电阻的检测电流进行检测得到电流检测结果，并向主机通信芯片发送电流检测结果。通信开关模块用于根据主机通信芯片发送的通信控制信号，控制通信总线的通断。主机通信芯片用于根据主机主控模块发送的编号响应命令，向通信开关模块发送通信控制信号，以及根据电流检测结果，向主机主控模块发送编号响应信息。主机主控模块用于向主机通信芯片发送编号响应命令，以及根据编号响应信息为各个通信从机进行编号。

具体的，本实施例提供的电流检测模块包括电流放大器(图中U1)，检测电阻的一端连接于通信主机的主机电源输入口(图中VCC_IN)，另一端连接于通信主机的主机接口(图中a2点)，其中主机接口用于供通信主机接入通信总线，通信主机从通信总线中接入电源VCC_IN，并转换成需要的电源电压VCC_3V3供通信主机内部供电。电流放大器的同相输入端连接检测电阻的第一端，反向输入端连接检测电阻的第二端，电流输出端连接主机通信芯片的电流接收端(图中AI端)。

进一步的，本实施例提供的通信开关模块包括第二开关器件(图中Q1)和第三开关器件(图中Q3)，第二开关器件的第一连接端与检测电阻的第二端连接，第二连接端与主机接口连接，控制端经电阻R5与第三开关器件的第一连接端连接，第三开关器件的第二连接端接地，控制端经电阻R9与主机通信芯片的输出控制端(图中VO端)连接，第三开关器件的控制端还经电阻R11接地，第二开关器件的第一连接端经电阻R2连接第三开关器件的第一连接端。主机通信芯片的通信控制端(图中MCU_RX端和MCU_TX端)与主机主控模块连接。可选的，第二开关器件为PMOS管，第二开关管的第一连接端为源极，第二连接端为漏极，控制端为栅极，第三开关管为NPN三极管，第三开关管的第一连接端为集电极、第二连接端为发射极、控制端为基极。

本实施例提供的电流放大器对流经检测电阻的检测电流进行检测及放大，得到电流检测结果，并将电流检测结果发送给主机通信芯片，主机通信芯片根据电流检测结果确定通信从机发出的从机信息，并将从机信息发送给主机主控模块。主机主控模块向主机通信芯片发送主机命令，主机通信芯片根据主机命令向第三开关器件发送电平控制信号，从而控制第三开关器件的通断，并通过第三开关器件的通断控制第二开关器件的通断，从而向通信从机发送主机命令。

图5为本申请实施例提供的一种主从设备通信系统的系统结构示意图，该主从设备通信系统包括如上述实施例提供的通信主机以及多个通信从机，多个通信从机通过通信总线与通信主机连接，多个通信从机之间按照设定总线间距或设定阻抗间距进行间隔布置。其中设定总线间距可理解为通信中线上相邻的通信从机的距离间隔，设定阻抗间距可理解为通信中线上相邻的通信从机的阻抗间隔，可以理解的是，通信总线的内阻是均匀分布的，一般情况下可按照设定总线间距布置通信从机。

图6为本申请实施例提供的一种通信主机与通信从机的电路连接示意图，如图6所示，通信总线包括供电信号线和接地线，通信主机的主机接口和通信从机的从机接口均连接于供电信号线，通信主机和通信从机的公共接地端均连接于接地线。可选的，在从机接口可拆卸连接有可调节阻抗模块时，通信从机中的可调节阻抗模块的阻抗值，设置为使得多个所述通信从机之间的阻抗间距为设定阻抗间距的大小，以保证多个通信从机之间按照设定总线间距或设定阻抗间距进行间隔布置。

其中，从机主控模块根据电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在答复时间通过从机通信模块向通信主机发送编号响应信息，通信主机根据各个通信从机的编号响应信息，为各个通信从机进行编号。例如，通信从机在接收到编号响应命令后，进入编号设置模式，通信从机在编号设置模式下面，根据电压检测结果确定通信从机在加入负载前后的电压差，并根据电压差确定对编号响应命令的答复时间，并且通信从机进入编号设置模式的次数越多，对答复时间的放大系数越大。通信主机按照设定时间间隔检测时都接收到通信从机发出的编号响应信息，在一个设定时间区间只接收到一个通信从机发送的编号响应信息，则按照设定编号顺序为该通信从机编号，若在一个设定时间区间接收到多个通信从机发送的编号响应信息，或者是在一个设定时间区间未接收到通信从机发送的编号响应信息，则不进行编号处理，在经过设定的编号时间后，若仍存在未成功编号的通信从机，则重新向未成功编号的通信从机发送编号响应命令，使未成功编号的通信从机再次进入编号设置模式，重新对未成功编号的通信从机进行编号处理。

上述，通过通信主机向通信从机发送编号响应命令，通信从机在接收到编号响应命令后，通过电压检测模块对从机接口的电压进行检测，得到电压检测结果，并通过从机主控模块根据电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在答复时间通过从机通信模块向通信总线发送编号响应信息，通信主机可根据不同答复时间所接收到的编号响应信息，对各个通信从机进行编号，不需要工作人员手动为每个通信从机设定编号，提高对通信从机的编号效率。

图7给出了本申请实施例提供的一种应用于主从设备通信系统的通信方法的流程图，本申请实施例提供的通信方法可以由上述实施例提供的主从设备通信系统来执行。

下述以主从设备通信系统执行通信方法为例进行描述。参考图7，该通信方法包括：

S101：通信主机通过通信总线向各个通信从机发送编号响应命令。

示例性的，在需要对主从设备通信系统中的通信从机进行编号时，通过通信主机向通信总线广播编号响应命令，以使连接于通信总线的各个通信从机从广播中接收该编号响应命令。通信从机在接收到编号响应命令后，进入编号设置模式。

S102：通信从机在接收到所述编号响应命令时，从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并分别在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果和第二电压检测结果。

本实施例提供的第一电流工作状态为通信从机在未加入负载时的工作状态，第二电流工作状态为通信从机在运行设定负载时的工作状态，并在第二电流工作状态下，通信从机从通信总线获取的是设定大小的电流。

示例性的，通信从机在接收到编号响应命令时，分别运行在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，并通过电压检测模块检测分别对从机接口进行电压检测，得到第一电压检测结果和第二电压检测结果。

可以理解的是，由于第二电流工作状态为通信从机在运行设定负载时的工作状态，而第一电流工作状态为通信从机在未加入负载时的工作状态，第二电压检测结果大于第一电压检测结果。

S103：通信从机根据所述第一电压检测结果和所述第二电压检测结果，确定对所述编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间向所述通信主机发出编号响应信息。

示例性的，通信从机在确定第一电压检测结果和第二电压检测结果后，根据第一电压检测结果和第二电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并且第一电压检测结果和第二电压检测结果之间的差别越大，对应的答复时间越大。可以理解的是，由于通信从机之间按照设定总线间距或设定阻抗间距进行间隔布置，各个通信从机相对于通信主机的阻抗不同，各个通信从机对应第一电压检测结果和第二电压检测结果之间的差别也不同，那么得到的答复时间也不同。一般的，第一电压检测结果和第二电压检测结果之间的差别越大，对应的答复时间越大。

通信从机在确定其对应的答复时间后，生成编号响应信息，并在接收到编号响应命令的累计时间达到对应的答复时间时，通过从机通信模块向通信总线发送编号响应信息。

S104：所述通信主机根据各个所述通信从机的编号响应信息，为各个所述通信从机进行编号。

通信主机利用主机通信芯片从通信总线中接收编号响应信息，并根据各个通信从机的编号响应信息，为各个通信从机进行编号。例如，通信主机按照设定时间区间间隔接收编号响应信息，若在一个设定时间区间只接收到一个通信从机发送的编号响应信息，则按照设定编号顺序为该通信从机编号，若在一个设定时间区间接收到多个通信从机发送的编号响应信息，或者是在一个设定时间区间未接收到通信从机发送的编号响应信息，则不进行编号处理，在经过设定的编号时间后，若仍存在未成功编号的通信从机，则重新向未成功编号的通信从机发送编号响应命令，使未成功编号的通信从机再次进入编号设置模式，重新对未成功编号的通信从机进行编号处理。可选的，在重新向未成功编号的通信从机发送编号响应命令的次数达到设定重试次数时，直接按照设定编号顺序为未成功编号的通信从机进行编号。

上述，通过通信主机向通信从机发送编号响应命令，通信从机在接收到编号响应命令后，通过电压检测模块对从机接口的电压进行检测，得到电压检测结果，并通过从机主控模块根据电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在答复时间通过从机通信模块向通信总线发送编号响应信息，通信主机可根据不同答复时间所接收到的编号响应信息，对各个通信从机进行编号，不需要工作人员手动为每个通信从机设定编号，提高对通信从机的编号效率。

在上述实施例的基础上，图8给出了本申请实施例提供的另一种应用于主从设备通信系统的通信方法的流程图，该通信方法是对上述通信方法的具体化。参考图8，该通信方法包括：

S201：通信主机通过通信总线向各个通信从机发送编号重置命令，以使所述通信从机在接收到所述编号重置命令时，重置从机编号。

具体的，在需要对主从设备通信系统中的全部通信从机进行编号时，利用通信主机生成编号重置命令，并通过通信总线向通信总线发送编号重置命令，以向各个通信从机广播编号重置命令。

通信从机在接收到编号重置命令时，将其对应的从机编号重置，例如将从机编号设置为“0”。一般的，通信从机在初始状态下(或在未进行编号设置时)，其从机编号为“0”。

S202：通信主机通过通信总线向各个通信从机发送编号响应命令。

S203：通信从机在接收到所述编号响应命令时，从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并分别在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果和第二电压检测结果。

其中第二电流工作状态可通过运行设定程序或控制设定设备进行切换，基于此，本实施例中通信从机在执行步骤S203时，具体包括步骤S2031-S2032：

S2031：在第一电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果。

具体的，通信从机确认运行在未加负载的第一电流工作状态下，通过电压检测模块检测对从机接口进行电压检测，得到第一电压检测结果。

S2032：运行设定程序或控制设定设备，以从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并在第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第二电压检测结果，所述通信从机运行设定程序或控制设定设备时，从通信总线拉取设定大小的从机电流。

具体的，通信从机运行设定程序或控制设定设备，以从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态。其中通信从机运行设定程序或控制设定设备时，从通信总线拉取设定大小的从机电流。例如，运行设定程序可以是使主机主控模块运行消耗设定计算资源的算法，并在运行该算法时，其产生设定大小的从机电流，或者是控制用电器件的启动，使得用电器件产生设定大小的从机电流，其中用电器件可以是电机。

通信从机分别运行在第二电流工作状态时，通过电压检测模块检测对从机接口进行电压检测，得到第二电压检测结果。

可以理解的是，通信从机对第一电流工作状态和第二电流工作状态的切换先后顺序，以及对第一电压检测结果和第二电压检测结果的检测先后顺序，可根据实际需求设定，本申请不做限定。即通信从机在接收到编号响应命令并进入编号设置模式时，可先在第一电流工作状态下确定第一电压检测结果，然后切换到第二电流工作状态下确定第二电压检测结果，也可先在第二电流工作状态下确定第二电压检测结果，然后切换到第一电流工作状态下确定第以电压检测结果。

S204：通信从机根据所述第二电压检测结果和所述第一电压检测结果，确定通信从机加入负载前后的电压差。

具体的，在确定第一电压检测结果和第二电压检测结果后，计算第二电压检测结果和第一电压检测结果的差，确定通信从机加入负载前后的电压差。例如第一电压检测结果为U0，第二电压检测结果为Ux，那么通信从机加入负载前后的电压差ΔU＝Ux-U0。

S205：根据所述电压差确定对所述编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间向所述通信主机发出编号响应信息。

在确定通信从机加入负载前后的电压差后，进一步根据电压差确定对编号响应命令的答复时间。在本实施例中，通信从机根据电压差以及进入编号设置模式的次数确定对编号响应命令的答复时间，并且进入编号设置模式的次数越多，对编号响应命令的答复时间越大。

可选的，对编号响应命令的答复时间基于以下公式确定：

Nx＝[nK(Ux-U0)]modN

其中，Nx为答复时间，n为进入编号设置模式的次数，K为设定系数，Ux为第二电压检测结果，U0为第一电压检测结果，N为设定时间区间间隔，mod为取模运算。

本实施例提供的通信主机按照设定时间区间间隔接收编号响应信息，可以理解的是，在一个设定时间区间中，所对应的答复时间可以是一个，也可以是多个，还可以是一个设定时间区间不存在对应的答复时间。

进一步的，各个通信从机在确定答复时间后，在接收到编号响应命令的累计时间达到答复时间时，向通信主机发出编号响应信息。

S206：通信主机按照设定时间区间间隔，确定与通信从机的双向通信情况。

具体的，通信主机在设定的编号时长内，按照设定时间区间间隔确定多个设定时间区间。并在每个设定时间区间内，检测是否接收到通信从机发送的编号响应信息，并根据接收到的编号响应信息确定与通信从机的双向通信情况。

可以理解的是，在一个设定时间区间只接收到一台通信从机发送的编号响应信息时，双向通信情况指示双向通信成功；在一个设定时间区间接收到一台以上的通信从机发送的编号响应信息时，双向通信情况指示双向通信异常；在一个设定时间区间未收到通信从机发送的编号响应信息时，双向通信情况指示双向通信无响应。

S207：在每个设定时间区间中，根据所述双向通信情况，为各个所述通信从机进行编号。

在每个设定时间区间中，通信主机根据双向通信情况，为各个通信从机进行编号。需要进行解释的是，在一个设定时间区间中，只有一台通信从机发送编号响应信息时，才对该通信从机进行编号。基于此，本实施例提供的通信主机在根据所述双向通信情况，为各个所述通信从机进行编号时，具体包括步骤S2071-S2073：

S2071：在所述双向通信情况指示双向通信成功时，为双向通信对应的通信从机进行编号。

S2072：在所述双向通信情况指示双向通信无响应时，不做编号处理。

S2073：在所述双向通信情况指示双向通信异常时，不做编号处理。

可以理解的是，在双向通信情况指示双向通信成功时，可以确定在该设定时间区间中只有一台通信从机发送编号响应信息，可按照设定编号顺序为该双向通信对应的通信从机进行编号。在双向通信情况指示双向通信无响应时，可确定在该设定时间区间中有多台通信从机发送编号响应信息，无法确定各个编号响应信息与通信从机的对应关系，在本轮从机编号处理中不对这些通信从机进行编号，这些通信从机将在后续的从机编号处理中进行编号(对应的进入编号设置模式的次数增大)。

通信主机在对通信从机进行编号，并确定通信从机的从机编号后，向该通信从机发送从机编号，供通信从机进行确认以及设置其从机编号。通信从机在完成编号处理(按照通信主机发送的从机编号设置其自身的从机编号)时，或在进入编号设置模式达到设定的编号时长时，退出编号设置模式。

S208：在存在未编号成功的通信从机时，通信主机重新向各个通信从机发送编号响应命令，所述通信从机在未编号并且接收到编号响应命令时，进入编号设置模式，并根据进入编号设置模式的次数确定对所述编号响应命令的答复时间。

具体的，在存在未编号成功的通信从机时，通信主机重新向通信总线广播编号响应命令。各个通信从机在接收到编号响应命令时，若未进行编号处理(此时通信从机的编号为“0”)，则返回步骤S203，重新进入编号设置模式，进行下一轮的从机编号处理，同时，其对应的进入编号设置模式的次数加一处理。

其中，未编号成功的通信从机可通过向各个通信从机发出编号查询命令进行确定，还可以是根据在从机编号处理过程中检测到的双向通信情况进行确定。

图9是本申请实施例提供的一种设定的编号时长中的时间划分示意图，如图9所示，图中0时刻为通信主机发出到编号响应命令的时间点，0-T2为设定的编号时长，0-T0为通信从机运行在第一电流工作状态的第一时间区间，T0-T1为通信从机运行在第二电流工作状态的第二时间区间，其中1、2、3…ΔT为不同的设定时间区间，并设设定时间区间对应的设定时间区间间隔为N＝(T2-T1)/ΔT。

通信从机在0时刻接收到编号响应命令时，进入编号设置模式。通信从机在0-T0时间段运行在第一电流工作状态，并在(0-T0)/2处检测第一电压检测结果，在T0-T1时间段运行在第二电流工作状态，并在(T1-T0)/2处检测第二电压检测结果，在T1时刻恢复至第一电流工作状态。或者是通信从机在0-T0时间段运行在第二电流工作状态，并在(0-T0)/2处检测第二电压检测结果，在T0-T1时间段运行在第一电流工作状态，并在(T1-T0)/2处检测第一电压检测结果。通信从机根据第一电压检测结果、第二电压检测结果以及进入编号设置模式的次数确定对编号响应命令的恢复时间，并在接收到编号响应命令的累计时间达到答复时间时，向通信主机发出编号响应信息。

通信主机在每个设定时间区间内接收编号响应信息，在一个设定时间区间内只接收到一台通信从机发送的编号响应信息时，按照设定编号顺序为该通信从机进行编号。若在一个设定时间区间内接收到一台以上通信从机发送的编号响应信息或没接收到编号响应信息时，不进行编号处理。通信从机在完成编号处理，或达到T2时刻时，退出编号设置模式。

在达到T2时刻时，若仍有未编号成功的通信从机，通信主机重新向各个通信从机发送编号响应命令，以使未编号的通信从机响应编号响应命令，重新进入编号设置模式，并重复以上步骤，直至全部通信从机编号完成。例如在第一轮的从机编号处理中，两个通信从机根据Nx＝[nK(Ux-U0)]mod N确定的答复时间分别为1.2和1.7，此时进入编号设置模式的次数n＝1，两者都在[1，2]的设定时间区间内，那么通信主机在该设定时间区间内将收到这两台通信从机发送的编号响应信息，通信主机不对这两台通信从机进行编号。在下一轮从机编号处理时，这两台通信从机重新进入编号设置模式，此时进入编号设置模式的次数更新为n＝2，那么此时两个通信从机的答复时间为2.4和3.4，分散在[2，3]和[3，4]中，从而错开两台通信从机的答复时间。

上述，通过通信主机向通信从机发送编号响应命令，通信从机在接收到编号响应命令后，通过电压检测模块对从机接口的电压进行检测，得到电压检测结果，并通过从机主控模块根据电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在答复时间通过从机通信模块向通信总线发送编号响应信息，通信主机可根据不同答复时间所接收到的编号响应信息，对各个通信从机进行编号，不需要工作人员手动为每个通信从机设定编号，提高对通信从机的编号效率。同时，通过运行设定程序或控制设定设备，使通信从机从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，更准确的确定通信从机在加入负载前后的电压差，更准确地确定对编号响应命令的答复时间，减少不同通信从机的答复时间位于相同设定时间区间的情况。并且根据通信从机进入编号设置模式的次数将答复时间分散在不同的设定时间区间中，减少因不同通信从机加入负载前后的电压差区别过小而导致不同答复时间位于相同设定时间区间的情况，保证从机编号处理的成功率。

在上述实施例的基础上，图10给出了本申请实施例提供的另一种应用于主从设备通信系统的通信方法的流程图，该通信方法是对上述通信方法的具体化。参考图10，该通信方法包括：

S301：通信主机通过通信总线向各个通信从机发送编号响应命令。

S302：通信从机在接收到所述编号响应命令时，从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并分别在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果和第二电压检测结果。

S303：通信从机根据所述第一电压检测结果和所述第二电压检测结果，确定对所述编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间向所述通信主机发出编号响应信息。

S304：所述通信主机根据各个所述通信从机的编号响应信息，为各个所述通信从机进行编号。

S305：通信主机响应于设备更新操作，通过通信总线向各个通信从机发送编号查询命令。

具体的，在需要新增或更换通信从机时，可在通信主机上执行设备更新操作(例如触发通信主机上设置的设备新增或替换按钮)，通信主机将响应于设备更新操作，通过通信总线向各个通信从机发送编号查询命令。

S306：通信从机在接收到所述编号情况命令时，向通信主机发送从机编号。

各个通信从机在接收到编号情况命令时，通过通信总线向通信主机发送自身对应的从机编号。

S307：通信主机根据接收到的从机编号确定编号占用情况，并向各个通信从机发送编号响应命令，以使未编号的通信从机进入编号设置模式。

通信主机在接收到从机编号后，确定编号占用情况，并向通信总线广播编号响应命令，各个通信从机在接收到编号响应命令时，若未进行编号处理(此时通信从机的编号为“0”)，则进入编号设置模式，并根据编号占用情况确定接下来用于进行从机编号处理的从机编号，并通过上述从机编号对通信从机进行从机编号处理。

上述，通过通信主机向通信从机发送编号响应命令，通信从机在接收到编号响应命令后，通过电压检测模块对从机接口的电压进行检测，得到电压检测结果，并通过从机主控模块根据电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在答复时间通过从机通信模块向通信总线发送编号响应信息，通信主机可根据不同答复时间所接收到的编号响应信息，对各个通信从机进行编号，不需要工作人员手动为每个通信从机设定编号，提高对通信从机的编号效率。同时，在需要新增或更换通信从机时，可在通信主机上执行设备更新操作，通信主机将根据从机编号的编号占用情况为新增或更换的通信从机进行编号，完成对新增或更换的通信从机的编号处理，不影响原有的通信从机的编号，提高从机编号效率。

图11给出了本申请实施例提供的一种应用于通信从机的通信方法的流程图，本申请实施例提供的通信方法可以由上述实施例提供的通信从机来执行。其中，通信从机执行通信方法的具体实施步骤可参照前述实施例提供的通信方法，本实施例不再赘述。

下述以主从设备通信系统执行通信方法为例进行描述。参考图11，该通信方法包括：

S401：接收编号响应命令，所述编号响应命令由与所述通信从机通信的通信主机发送。

在一个实施例中，与通信从机连接的通信主机在需要对全部连接的通信从机进行编号时，可生成编号重置命令并通过通信总线向通信总线发送编号重置命令，以向各个通信从机广播编号重置命令。基于此，本方案在接收编号响应命令之前，还包括：接收编号重置命令，重置从机编号，所述编号重置命令由与所述通信从机通信的通信主机发送。

在一个实施例中，与通信从机连接的通信主机在确定各个通信从机的编号情况时时，可生成编号情况命令并通过通信总线向通信总线发送编号情况命令，以向各个通信从机广播编号情况命令。基于此，本方案在接收编号响应命令之前，还包括：接收编号情况命令，所述编号情况命令由与所述通信从机通信的通信主机响应于设备更新操作而发送；向通信主机发送从机编号，所述从机编号用于触发所述通信主机根据接收到的从机编号确定编号占用情况，并向各个通信从机发送编号响应命令；在接收到编号响应命令并且所述通信从机未编号时，进入编号设置模式。

S402：响应于所述编号响应命令，从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并分别在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果和第二电压检测结果。

其中，通信从机在从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并分别在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果和第二电压检测结果时，其具体包括：

S4021：在第一电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果。

S4022：运行设定程序或控制设定设备，以从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并在第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第二电压检测结果，所述通信从机运行设定程序或控制设定设备时，从通信总线拉取设定大小的从机电流。

S403：根据所述第一电压检测结果和所述第二电压检测结果，确定对所述编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间发出编号响应信息，所述编号响应信息用于触发所述通信主机为所述通信从机进行编号。

其中，通信从机在根据第一电压检测结果和第二电压检测结果，确定对编号响应命令的答复时间时，其具体包括：

S4031：根据所述第二电压检测结果和所述第一电压检测结果，确定加入负载前后的电压差。

S4032：根据所述电压差确定对所述编号响应命令的答复时间。

在一个实施例中，通信从机在未编号并且接收到编号响应命令时，进入编号设置模式。基于此，通信从机在根据电压差确定对编号响应命令的答复时间时，其具体包括：根据所述电压差以及进入编号设置模式的次数确定对所述编号响应命令的答复时间。

具体的，对编号响应命令的答复时间基于以下公式确定：

Nx＝[nK(Ux-U0)]modN，其中，Nx为答复时间，n为进入编号设置模式的次数，K为设定系数，Ux为第二电压检测结果，U0为第一电压检测结果，N为设定时间区间间隔。

在一个实施例中，通信主机为通信从机进行编号时，按照设定时间区间间隔，确定与通信从机的双向通信情况，并在每个设定时间区间中，根据双向通信情况，为通信从机进行编号。

具体的，通信主机在根据双向通信情况，为通信从机进行编号时，包括：

在双向通信情况指示双向通信成功时，为双向通信对应的通信从机进行编号；在双向通信情况指示双向通信无响应时，不做编号处理；在双向通信情况指示双向通信异常时，不做编号处理。

进一步的，通信主机在根据双向通信情况，为通信从机进行编号之后，还包括：通信主机在检测到未编号成功的通信从机时，重新向各个通信从机发送编号响应命令，通信从机在未编号并且接收到编号响应命令时，进入编号设置模式，并根据进入编号设置模式的次数确定对编号响应命令的答复时间。

上述，通过通信主机向通信从机发送编号响应命令，通信从机在接收到编号响应命令后，通过电压检测模块对从机接口的电压进行检测，得到电压检测结果，并通过从机主控模块根据电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在答复时间通过从机通信模块向通信总线发送编号响应信息，通信主机可根据不同答复时间所接收到的编号响应信息，对各个通信从机进行编号，不需要工作人员手动为每个通信从机设定编号，提高对通信从机的编号效率。同时，通过运行设定程序或控制设定设备，使通信从机从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，更准确的确定通信从机在加入负载前后的电压差，更准确地确定对编号响应命令的答复时间，减少不同通信从机的答复时间位于相同设定时间区间的情况。并且根据通信从机进入编号设置模式的次数将答复时间分散在不同的设定时间区间中，减少因不同通信从机加入负载前后的电压差区别过小而导致不同答复时间位于相同设定时间区间的情况，保证从机编号处理的成功率。在需要新增或更换通信从机时，可在通信主机上执行设备更新操作，通信主机将根据从机编号的编号占用情况为新增或更换的通信从机进行编号，完成对新增或更换的通信从机的编号处理，不影响原有的通信从机的编号，提高从机编号效率。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims (21)

1.一种通信从机，其特征在于，包括从机主控模块、从机通信模块和电压检测模块，所述从机主控模块与所述从机通信模块和所述电压检测模块连接，所述从机通信模块与所述电压检测模块连接，其中：

所述从机通信模块，用于接入通信总线，并通过所述通信总线与通信主机进行通信，所述通信从机设置有用于接入通信总线的从机接口；

所述电压检测模块，用于对所述从机接口进行电压检测得到电压检测结果，并向所述从机主控模块发送所述电压检测结果；

所述从机主控模块，用于基于接收到的编号响应命令得到编号响应信息，以及根据所述电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间通过所述从机通信模块向通信总线发送编号响应信息，所述编号响应命令由通信主机通过所述通信总线发出。

2.根据权利要求1所述的通信从机，其特征在于，所述从机通信模块包括第一分压电阻、第二分压电阻、第一开关器件和从机通信芯片，所述第一分压电阻的第一端连接所述从机接口，第二端经所述第二分压电阻接地，并连接所述从机通信芯片的通信输入端，所述第一开关器件的第一连接端连接所述从机接口，第二连接端接地，控制端连接所述从机通信芯片的通信输出端，所述从机通信芯片的通信控制端与所述从机主控模块连接。

3.根据权利要求2所述的通信从机，其特征在于，所述电压检测模块包括第三分压电阻和第四分压电阻，所述第三分压电阻的第一端连接所述从机接口，第二端经所述第四分压电阻接地，并连接所述从机主控模块。

4.根据权利要求1-3任一项所述的通信从机，其特征在于，所述通信从机为物联网设备。

5.一种主从设备通信系统，其特征在于，包括通信主机和多个如权利要求1-4任一项所述的通信从机，多个所述通信从机通过通信总线与所述通信主机连接，多个所述通信从机之间按照设定总线间距或设定阻抗间距进行间隔布置，所述从机主控模块根据电压检测结果确定对编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间通过从机通信模块向通信主机发送编号响应信息，所述通信主机根据各个所述通信从机的编号响应信息，为各个所述通信从机进行编号。

6.一种通信方法，其特征在于，应用于如权利要求5所述的主从设备通信系统，所述方法包括：

通信主机通过通信总线向各个通信从机发送编号响应命令；

通信从机在接收到所述编号响应命令时，从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并分别在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果和第二电压检测结果；

通信从机根据所述第一电压检测结果和所述第二电压检测结果，确定对所述编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间向所述通信主机发出编号响应信息；

所述通信主机根据各个所述通信从机的编号响应信息，为各个所述通信从机进行编号。

7.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并分别在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果和第二电压检测结果，包括：

在第一电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果；

运行设定程序或控制设定设备，以从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并在第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第二电压检测结果，所述通信从机运行设定程序或控制设定设备时，从通信总线拉取设定大小的从机电流。

8.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述根据所述第一电压检测结果和所述第二电压检测结果，确定对所述编号响应命令的答复时间，包括：

根据所述第二电压检测结果和所述第一电压检测结果，确定加入负载前后的电压差；

根据所述电压差确定对所述编号响应命令的答复时间。

9.根据权利要求8所述的通信方法，其特征在于，所述通信从机在未编号并且接收到编号响应命令时，进入编号设置模式，并根据所述电压差以及进入编号设置模式的次数确定对所述编号响应命令的答复时间。

10.根据权利要求9所述的通信方法，其特征在于，所述对所述编号响应命令的答复时间基于以下公式确定：

Nx＝[nK(Ux-U0)]modN，其中，Nx为答复时间，n为进入编号设置模式的次数，K为设定系数，Ux为第二电压检测结果，U0为第一电压检测结果，N为设定时间区间间隔。

11.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述根据各个所述通信从机的编号响应信息，为各个所述通信从机进行编号，包括：

按照设定时间区间间隔，确定与通信从机的双向通信情况；

在每个设定时间区间中，根据所述双向通信情况，为各个所述通信从机进行编号。

12.根据权利要求11所述的通信方法，其特征在于，所述根据所述双向通信情况，为各个所述通信从机进行编号，包括：

在所述双向通信情况指示双向通信成功时，为双向通信对应的通信从机进行编号；

在所述双向通信情况指示双向通信无响应时，不做编号处理；

在所述双向通信情况指示双向通信异常时，不做编号处理。

13.根据权利要求11所述的通信方法，其特征在于，所述根据所述双向通信情况，为各个所述通信从机进行编号之后，还包括：

在存在未编号成功的通信从机时，重新向各个通信从机发送编号响应命令，所述通信从机在未编号并且接收到编号响应命令时，进入编号设置模式，并根据进入编号设置模式的次数确定对所述编号响应命令的答复时间。

14.根据权利要求11所述的通信方法，其特征在于，所述通信主机通过通信总线向各个通信从机发送编号响应命令之前，还包括：

通过通信总线向各个通信从机发送编号重置命令，以使所述通信从机在接收到所述编号重置命令时，重置从机编号。

15.根据权利要求6所述的通信方法，其特征在于，所述方法还包括：

通信主机响应于设备更新操作，通过通信总线向各个通信从机发送编号查询命令；

通信从机在接收到所述编号情况命令时，向通信主机发送从机编号；

通信主机根据接收到的从机编号确定编号占用情况，并向各个通信从机发送编号响应命令，以使未编号的通信从机进入编号设置模式。

16.一种通信方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4任一项所述的通信从机，所述方法包括：

接收编号响应命令，所述编号响应命令由与所述通信从机通信的通信主机发送；

响应于所述编号响应命令，从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并分别在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果和第二电压检测结果；

根据所述第一电压检测结果和所述第二电压检测结果，确定对所述编号响应命令的答复时间，并在所述答复时间发出编号响应信息，所述编号响应信息用于触发所述通信主机为所述通信从机进行编号。

17.根据权利要求16所述的通信方法，其特征在于，所述从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并分别在第一电流工作状态和第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果和第二电压检测结果，包括：

在第一电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第一电压检测结果；

运行设定程序或控制设定设备，以从第一电流工作状态切换至第二电流工作状态，并在第二电流工作状态下，确定从从机接口检测到的第二电压检测结果，所述通信从机运行设定程序或控制设定设备时，从通信总线拉取设定大小的从机电流。

18.根据权利要求16所述的通信方法，其特征在于，所述根据所述第一电压检测结果和所述第二电压检测结果，确定对所述编号响应命令的答复时间，包括：

根据所述第二电压检测结果和所述第一电压检测结果，确定加入负载前后的电压差；

根据所述电压差确定对所述编号响应命令的答复时间。

19.根据权利要求18所述的通信方法，其特征在于，所述通信从机在未编号并且接收到编号响应命令时，进入编号设置模式；

所述根据所述电压差确定对所述编号响应命令的答复时间，包括：

根据所述电压差以及进入编号设置模式的次数确定对所述编号响应命令的答复时间。

20.根据权利要求19所述的通信方法，其特征在于，所述对所述编号响应命令的答复时间基于以下公式确定：

Nx＝[nK(Ux-U0)]modN，其中，Nx为答复时间，n为进入编号设置模式的次数，K为设定系数，Ux为第二电压检测结果，U0为第一电压检测结果，N为设定时间区间间隔。

21.根据权利要求16所述的通信方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收编号情况命令，所述编号情况命令由与所述通信从机通信的通信主机响应于设备更新操作而发送；

向通信主机发送从机编号，所述从机编号用于触发所述通信主机根据接收到的从机编号确定编号占用情况，并向各个通信从机发送编号响应命令；

在接收到编号响应命令并且所述通信从机未编号时，进入编号设置模式。

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