CN115733819A - 一种实现通讯自动编址与故障定位的方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现通讯自动编址与故障定位的方法，该方法利用总线通讯和I/O端口相结合方式，通过采集器下达编址指令，就会自动完成传感器编址，如果传感器与传感器之间接线错误，同时自动定位接线错误故障节点。与现有技术相比，本发明具有实现了一键自动编址和故障定位功能等优点。
Description
技术领域
本发明涉及物联网通讯技术领域，尤其是涉及一种实现通讯自动编址与故障定位的方法、设备及介质。
背景技术
随着物联网行业的发展，越来越多的工业现场安装各种传感器，一般工业现场传感器都带有通讯接口，并且安装节点位置比较分散，为保证有效采集到各节点传感器数据，通常把所有传感器通讯总线连接在一起，通过组网方式把各个传感器数据上传采集系统，数据采集的实时性、可靠性都可以得到保障。
然而在工业现场传感器采集系统中，通常需要配置多种传感器，每个传感器需要配置多个设置参数，用于采集不同节点位置传感器数据。在使用总线进行组网时，为了获得各个位置传感器有效数据，需要对各个节点传感器进行有效编址，再通过标准通讯协议完成数据采集和处理，并上传到系统平台。
在每个采集系统中，通讯地址相当于每个传感器唯一身份识别号，不能有重复地址的存在，需要对每个传感器进行通讯编址，完成终端传感器通讯地址分配，设置地址一般需要软件预设或拨码配置方式。
在工业现场传感器安装位置比较复杂，安装点在高空处、强电处、不易接触处等等，并且在网络中的节点数量越多，将有较大概率出现地址重复，使得工业传感器采集系统现场安装查找故障节点，网络地址重新分配调整。
经过检索，中国专利申请号202011486283.7，公开了一种RS485总线中多传感器编址方法，包括将RS485网络划分为不超过8个子网，相同类型的传感器连接在同一个子网内，所述传感器各自独立的连接至数据采集设备的RS485接口；每个子网内设有为各传感器供电的电源控制逻辑电路。对子网内的传感器依次上电进行编址，每个传感器编址结束后断电，直至完成该子网内所有传感器的编址，每个传感器的地址为1个字节，其中，每个字节的高3位表示子网序号，每个字节的底5位表示该子网中传感器的编号；同一子网中的传感器的子网序号相同，编号依据组网规划的编址进行配置，直到完成所有子网内的传感器的编址为止。上述方法利用采集设备分配子网，控制电源逻辑电路一依次上电完成编址。但是该专利存在以下不足：1、需要将RS485网络划分各个子网，要求每个子网内的传感器类型相同；2、在每个子网内对每个传感器编址结束后需要断电再上电才能编址下一个传感器，直到子网内所有传感器编址结束；3、编址协议比较复杂，对现场施工人员专业知识要求比较高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现通讯自动编址与故障定位的方法、设备及介质。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一个方面，提供了一种实现通讯自动编址与故障定位的方法，该方法利用总线通讯和I/O端口相结合方式，通过采集器下达编址指令，就会自动完成传感器编址，如果传感器与传感器之间接线错误，同时自动定位接线错误故障节点。
作为优选的技术方案，该方法具体包括以下步骤：
步骤1、采集器RJ1端口正确连接到传感器进线RJ1端口，传感器出线RJ2端口正确连接到下一个传感器进线RJ1端口，依次完成所有传感器的连接；
步骤2、自动组网编址前采集器通过总线发送广播指令，使所有传感器进入组网状态；
步骤3、采集器与传感器1之间进行编址；
步骤4、采集器与传感器2之间进行编址；
步骤5、重复步骤4，完成总线上除了末端传感器n以外所有传感器的编址；
步骤6、采集器与传感器n之间进行编址；
步骤7、在接线有误时，采集器进行故障定位。
作为优选的技术方案，所述步骤3、采集器与传感器1之间进行编址的具体如下：
未接线之前采集器RJ1端口上I/O1输出高电平，I/O2输入低电平，传感器1进线RJ1端口上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平；接好线开始编址时，采集器上I/O1输出高电平，I/O2输入由低电平变成高电平，传感器1上I/O1输入由低电平变高电平，I/O2输出高电平，这时采集器发送编址addr_1指令，传感器1接收addr_1指令后保存地址，并回送编址成功指令给采集器。
作为优选的技术方案，所述步骤4、采集器与传感器2之间进行编址的具体如下：
传感器1与传感器2未接线之前，传感器1出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器2进线RJ1端口上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平；接好线开始编址时，传感器1上I/O3输出高电平，I/O4输入由低电平变高电平，传感器2上I/O1输入由低电平变高电平，I/O2输出高电平，这时采集器发送编址addr_1+1指令，传感器2接收addr_1+1指令后保存地址，并回送编址成功指令给采集器。
作为优选的技术方案，所述步骤6、采集器与传感器n之间进行编址具体包括：
传感器n-1与传感器n未接线之前，传感器n-1出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器n进线RJ1端口上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平，RJ2上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平；接好线开始编址时，传感器n-1上I/O3输出高电平，I/O4输入由低电平变高电平，传感器n上I/O1输入由低电平变高电平，I/O2输出高电平，I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，这时采集器发送编址addr_n指令，传感器n接收addr_n指令后保存地址，并回送编址成功指令和传感器n上I/O3输出高电平、I/O4输入低电平状态给采集器，采集器通过判断电平状态，得知末端传感器，结束自动编址。
作为优选的技术方案，所述步骤7中的故障定位具体实现如下：
传感器1与传感器2未接线之前，传感器1出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器2出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平；接好线开始编址时，传感器1上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器2上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平，I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，这时采集器发送编址addr_2指令，由于传感器2上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平时，传感器2不能接收采集器发送的编址指令，自动编址过时后采集器编址addr_2失败，传感器2被定义为故障定位点。
作为优选的技术方案，任何一个传感器在被自动编址时失败，对应的传感器被定义成故障定位点。
作为优选的技术方案，通过所述采集器查看故障编号，实现定位功能。
根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。
根据本发明的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。
与现有技术相比，本发明利用总线通讯和I/O端口电平状态相结合特点，实现了一键自动编址和故障定位功能，不再需要逐个传感器设地址，减少设置错误，也提高了传感器组网速度。
附图说明
图1为本发明采集器RJ1接口电路和传感器进/出线RJ1/RJ2接口电路示意图；
图2为本发明采集器与传感器、传感器与传感器之间接线要求示意图。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明一种实现通讯自动编址及故障定位技术方法，该方法主要利用总线通讯和I/O端口相结合得以实现，采用本发明的方法后，既不需要断电、子网设置，又不需要预编址，只要通过采集器下达编址指令，就会自动完成传感器编址，如果传感器与传感器之间接线错误，同时自动定位接线错误故障节点，从而减少了现场安装配置管理的工作，减少人员操作失误带来的系统失效风险。
如图1和图2所示，本发明方法具体包括以下步骤：
步骤1、采集器RJ1端口正确连接到传感器进线RJ1端口，传感器出线RJ2端口正确连接到下一个传感器进线RJ1端口。
步骤2、自动组网编址前采集器通过总线发送广播指令，使所有传感器进入组网状态，传感器只有在组网状态下才能进行自动编址。
步骤3、采集器与传感器1之间编址步骤，未接线之前采集器RJ1端口上I/O1输出高电平，I/O2输入低电平，传感器1进线RJ1端口上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平；接好线开始编址时，采集器上I/O1输出高电平，I/O2输入由低电平变成高电平，传感器1上I/O1输入由低电平变高电平，I/O2输出高电平，这时采集器发送编址addr_1指令，传感器1接收addr_1指令后保存地址，并回送编址成功指令给采集器。
步骤4、采集器与传感器2之间编址步骤，传感器1与传感器2未接线之前，传感器1出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器2进线RJ1端口上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平；接好线开始编址时，传感器1上I/O3输出高电平，I/O4输入由低电平变高电平，传感器2上I/O1输入由低电平变高电平，I/O2输出高电平，这时采集器发送编址addr_1+1指令，传感器2接收addr_1+1指令后保存地址，并回送编址成功指令给采集器。
步骤5、重复步骤4，完成总线上所有传感器的编址；
步骤6、编址末端传感器n时，采集器与传感器n之间编址步骤，传感器n-1与传感器n未接线之前，传感器n-1出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器n进线RJ1端口上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平，RJ2上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平；接好线开始编址时，传感器n-1上I/O3输出高电平，I/O4输入由低电平变高电平，传感器n上I/O1输入由低电平变高电平，I/O2输出高电平，I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，这时采集器发送编址addr_n指令，传感器n接收addr_n指令后保存地址，并回送编址成功指令和传感器n上I/O3输出高电平、I/O4输入低电平状态给采集器，采集器通过判断电平状态，得知末端传感器，结束自动编址。
步骤7、在接线有误时，采集器可以做到故障定位功能，传感器1出线RJ2端口连接到传感器2出线RJ2端口上，具体实现见步骤8；
步骤8、传感器1与传感器2未接线之前，传感器1出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器2出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平；接好线开始编址时，传感器1上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器2上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平，I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，这时采集器发送编址addr_2指令，由于传感器2上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平时，传感器2不能接收采集器发送的编址指令，自动编址过时后采集器编址addr_2失败，传感器2被定义为故障定位点。
步骤9、以此类推，任何一个传感器在被自动编址时失败，对应的传感器被定义成故障定位点，可以通过采集器查看故障编号，实现定位功能。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。
设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如步骤1～步骤9。例如，在一些实施例中，步骤1～步骤9可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的步骤1～步骤9的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行步骤1～步骤9。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。
用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
以上所述，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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 (10)
1.一种实现通讯自动编址与故障定位的方法，其特征在于，该方法利用总线通讯和I/O端口相结合方式，通过采集器下达编址指令，就会自动完成传感器编址，如果传感器与传感器之间接线错误，同时自动定位接线错误故障节点。
2.根据权利要求1所述的一种实现通讯自动编址与故障定位的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
步骤1、采集器RJ1端口正确连接到传感器进线RJ1端口，传感器出线RJ2端口正确连接到下一个传感器进线RJ1端口，依次完成所有传感器的连接；
步骤2、自动组网编址前采集器通过总线发送广播指令，使所有传感器进入组网状态；
步骤3、采集器与传感器1之间进行编址；
步骤4、采集器与传感器2之间进行编址；
步骤5、重复步骤4，完成总线上除了末端传感器n以外所有传感器的编址；
步骤6、采集器与传感器n之间进行编址；
步骤7、在接线有误时，采集器进行故障定位。
3.根据权利要求2所述的一种实现通讯自动编址与故障定位的方法，其特征在于，所述步骤3、采集器与传感器1之间进行编址的具体如下：
未接线之前采集器RJ1端口上I/O1输出高电平，I/O2输入低电平，传感器1进线RJ1端口上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平；接好线开始编址时，采集器上I/O1输出高电平，I/O2输入由低电平变成高电平，传感器1上I/O1输入由低电平变高电平，I/O2输出高电平，这时采集器发送编址addr_1指令，传感器1接收addr_1指令后保存地址，并回送编址成功指令给采集器。
4.根据权利要求2所述的一种实现通讯自动编址与故障定位的方法，其特征在于，所述步骤4、采集器与传感器2之间进行编址的具体如下：
传感器1与传感器2未接线之前，传感器1出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器2进线RJ1端口上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平；接好线开始编址时，传感器1上I/O3输出高电平，I/O4输入由低电平变高电平，传感器2上I/O1输入由低电平变高电平，I/O2输出高电平，这时采集器发送编址addr_1+1指令，传感器2接收addr_1+1指令后保存地址，并回送编址成功指令给采集器。
5.根据权利要求2所述的一种实现通讯自动编址与故障定位的方法，其特征在于，所述步骤6、采集器与传感器n之间进行编址具体包括：
传感器n-1与传感器n未接线之前，传感器n-1出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器n进线RJ1端口上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平，RJ2上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平；接好线开始编址时，传感器n-1上I/O3输出高电平，I/O4输入由低电平变高电平，传感器n上I/O1输入由低电平变高电平，I/O2输出高电平，I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，这时采集器发送编址addr_n指令，传感器n接收addr_n指令后保存地址，并回送编址成功指令和传感器n上I/O3输出高电平、I/O4输入低电平状态给采集器，采集器通过判断电平状态，得知末端传感器，结束自动编址。
6.根据权利要求2所述的一种实现通讯自动编址与故障定位的方法，其特征在于，所述步骤7中的故障定位具体实现如下：
传感器1与传感器2未接线之前，传感器1出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器2出线RJ2端口上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平；接好线开始编址时，传感器1上I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，传感器2上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平，I/O3输出高电平，I/O4输入低电平，这时采集器发送编址addr_2指令，由于传感器2上I/O1输入低电平，I/O2输出高电平时，传感器2不能接收采集器发送的编址指令，自动编址过时后采集器编址addr_2失败，传感器2被定义为故障定位点。
7.根据权利要求2所述的一种实现通讯自动编址与故障定位的方法，其特征在于，任何一个传感器在被自动编址时失败，对应的传感器被定义成故障定位点。
8.根据权利要求7所述的一种实现通讯自动编址与故障定位的方法，其特征在于，通过所述采集器查看故障编号，实现定位功能。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～8中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的方法。
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