CN116303196A - 一种485总线传感器一键注册工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种485总线传感器一键注册工具，运行步骤包括：步骤S1.运维人员在更新传感器设备后，点击一键注册工具界面按钮，一键注册工具进入注册流程；步骤S2.一键注册工具读取软件映射表并查询是否存在更新的传感器设备，获取新更新的传感器设备的感应有效距离信息与设备型号信息；步骤S3.根据新获取的感应有效距离信息与设备型号信息分配新更新传感器设备的设备地址，并下发设备地址至指定的新更新传感器设备；步骤S4.循环步骤S2‑步骤S3，直至一键注册工具未查询到新更新的传感器设备；步骤S5.判断现有传感器网络自动控制流程是否存在冲突情况；步骤S6.一键注册工具将传感器设备设备地址显示列表在显示界面显示。

Description

一种485总线传感器一键注册工具

技术领域

本发明涉及 技术领域，更具体地说，是涉及一种485总线传感器一键注册工具。

背景技术

传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。在现有传感器的应用上，常使用多个传感器构成传感器网络，同时针对不同位置对不同或相同的数据进行测量。

在构建传感器网络的过程中，通常将所有的传感器连接同一总线，为了令总线控制及实现总机与传感器的设备交互，需要为每一个传感器分配一个地址，通过不同设备地址实现软件控制。

现有的关于传感器设备的地址通常是经由安装的技术人员、运维人员在安装时进行的离线分配，这种离线分配通常是在安装前对单次安装的所有设备提前完成设备地址的写入，然后再进行安装，待下次安装传感器设备时，需要查看同一网络的地址分配表，然后人工维护，更新分配地址。这种地址分配方式不仅繁琐，效率低，且出现错误频率较高，智能化低。

发明内容

为了克服现有传感器设备地址离线分配效率低下、错误多的不足，本发明提供一种485总线传感器一键注册工具，利用总线工具与传感器设备实现数据交互，自动向传感器设备分配地址，实现一键注册功能，极大的减少了运维人员的工作量。

本发明技术方案如下所述：

一种485总线传感器一键注册工具，一键注册工具内置于总线主机，总线主机分别连接多个传感器设备与多路开关控制器，传感器设备之间及传感器设备与多路开关控制器之间均为并联关系，总线主机分别连接显示屏与无线通讯网络，

一键注册工具的使用运行步骤包括：

步骤S1.运维人员在更新传感器设备后，点击一键注册工具界面按钮，一键注册工具进入注册流程；

步骤S2.一键注册工具读取软件映射表并查询是否存在更新的传感器设备，获取新更新的传感器设备的感应有效距离信息与设备型号信息；

步骤S3.根据新获取的感应有效距离信息与设备型号信息分配新更新传感器设备的设备地址，并下发设备地址至指定的新更新传感器设备；

步骤S4.循环步骤S2-步骤S3，直至一键注册工具未查询到新更新的传感器设备；

步骤S5.检查传感器网络自动控制逻辑，判断现有传感器网络自动控制流程是否存在冲突情况，若存在冲突情况，一键注册工具在显示屏的显示界面报警提示；

步骤S6.一键注册工具将传感器设备设备地址显示列表在显示界面显示。

上述的一种485总线传感器一键注册工具，在步骤S2中，包括

步骤A1.一键注册工具根据软件映射表检索查询传感器设备，并依照软件映射表的存储内容重新向传感器设备配置设备地址；

步骤A2.读取现有软件映射表中传感器设备的数据；

步骤A3.根据读取阀值，当读取某一传感器设备的数据未成功的次数等于读取阀值，停止读取当前传感器设备并将其状态属性设置为掉线。

进一步的，在步骤S5后，删除状态属性为掉线的传感器设备的相关内容，包括设备地址。

上述的一种485总线传感器一键注册工具，在步骤S2中，包括

步骤B1.总线主机发送广播报文至传感器设备询问，询问内容为是否配置有设备地址；

步骤B2.传感器设备接收广播报文后自检是否已配置有设备地址，若已配置有设备地址，无动作，若未配置有设备地址，转至步骤B3；

步骤B3.传感器设备组装应答报文，应答报文内容包括传感器设备本机的感应有效距离信息与设备型号信息；

步骤B4.传感器设备启动延时定时器；

步骤B5.传感器设备在定时器超时后，查看连接总线主机的链路是否存在通信，若链路存在通信，传感器设备停止动作，若链路不存在通信，传感器设备发送应答报文至总线主机。

进一步的，在步骤B4中，延时定时器生成随机时长的延时时间。

上述的一种485总线传感器一键注册工具，在步骤S2前，总线主机通过485总线连接多个传感器设备并接收各个传感器设备发送的串口数据，一键注册工具记录接收的串口数据并分别标记串口数据所在的连接链路，在步骤S4中，一键注册工具循环步骤S2-步骤S3，直至所有标记的连接链路均具有至少一个带有设备地址的传感器设备。

上述的一种485总线传感器一键注册工具，在步骤S3中，一键注册工具下发设备地址优先考虑状态属性为掉线的传感器设备的设备地址，具体操作过程包括：

步骤C1.读取软件映射表后确定状态属性为掉线的传感器设备形成当次掉线列表，获得当次掉线列表中每一个传感器设备的信息；

步骤C2.获取新更新的传感器设备信息，判断当次掉线列表中是否存在与新更新的传感器设备相同设备型号的传感器设备，若存在，转至步骤C3，若不存在，转至步骤C4；

步骤C3.令相同型号的新更新的传感器设备与单次掉线列表中的传感器设备关联，将单次掉线列表中的传感器设备的设备地址分配至新更新的传感器设备，并将单次掉线列表中的传感器设备的状态属性更改为在线；

步骤C4.分配未被使用过的设备地址至新更新的传感器设备。

进一步的，在分配设备地址过程中，当次掉线列表中的传感器设备与新更新的传感器设备为一一对应关系。

上述的一种485总线传感器一键注册工具，在步骤S3后，传感器设备接收下发的设备地址后写入传感器设备的属性，根据设备地址，传感器设备与软件映射表关联并接入传感器网络自动控制流程中。

上述的一种485总线传感器一键注册工具，总线主机通过RS232线与显示屏连接，运维人员通过显示屏触控面板操作一键注册工具与查看传感器设备的信息。

上述的一种485总线传感器一键注册工具，连接同一总线主机的传感器设备与多路开关控制器二者总数不超过32。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于，

1.一键注册，程序后台自动分配设备地址，极大地减少现场运维人员的工作。

2.软件映射表包括传感器设备的感应有效距离信息，有利于远程数据采集人员的数据整合工作，减少人工核对的麻烦。

3.传感器设备通过延时器的随机延时向总线主机发送传感器设备信息，随机的延时时间使得各传感器设备发送的信息的时间点不同，链路上数据碰撞的可能性极低，且延时器的随机设置能够省略总线主机的调控流程或传感器设备相互连通的控制系统，在减免控制流程设置的条件下，切实避免数据碰撞造成的数据不明不清楚问题。而随机性的延时器导致的延时问题，作为有限单元的同一时间的随机性延时时间，重复概率极低，且本发明为了保险起见，总线主机还会针对已存在数据传输的链路再次索取链路数据，避免因链路通信重复导致数据不传造成的遗漏。

4.传感器设备在发送数据前先经过链路检测，极大减少了应链路数据碰撞导致的数据错误。

5.一键注册工具根据检索查询结果重新依照软件映射表分配设备地址，然后根据读取数据的链路来源与地址判断现有数据读取情况与软件映射表之间的传感器设备之差，判断掉线的传感器设备，接着依照链路数据读取结果询问传感器设备的相关信息，已经分配好设备地址的传感器设备不再应答查询报文，使系统具有更好的收敛性，而未分配设备地址的传感器设备则以随机时序应答查询报文，且为避免存在设备遗漏现象，一键注册工具会自检数据接收链路以及多次查询。

6.一键注册工具能够根据型号发送指定设备地址，为令系统的控制逻辑保持原本状态或者减少逻辑运行的修改，针对本次掉线与新更新的传感器设备，能够根据型号实施自动配置，令相同型号的传感器设备的地址交换更为流畅。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明的传感器设备连接结构示意图。

图2为一键注册工具的运行流程图。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一键注册工具为工具类运行控制程序，内置于总线主机，为总线主机的其中一个运行程序，与总线主机对于传感器设备的控制程序连接，或者为传感器控制程序的一个控制插件/功能模块等。一键注册工具的界面仅有一个控制按钮，运维人员通过点击该控制按钮，程序自动运行，运行完成后，将运行结果，即包含有传感器设备信息的与设备地址的软件映射表呈现在显示屏界面上，并提供与控制程序连接的超链接，通过点击能够进入该传感器设备的控制界面或属性界面。

线路连接上，如图1所示，关于传感器设备的连接，其上设置有的元件包括总线主机、显示屏、开关控制器及多个传感器设备，总线主机还可以连接无线或有线通讯网络。具体的，子啊本实施例中，总线主机分别连接多个传感器设备与多路开关控制器，传感器设备之间、传感器设备与多路开关控制器之间均为并联关系，总线主机分别连接显示屏与无线通讯网络。线路类型方面，总线主机通过RS232线与显示屏连接，运维人员通过显示屏的触控面板操作一键注册工具与查看传感器设备的信息。传感器设备的主线为RS485总线，纵向主机则设置在该RS485总线上，连接同一总线主机的传感器设备与多路开关控制器二者总数不超过32。

如图2所示，一键注册工具的使用运行步骤包括：

步骤S1.运维人员在更新传感器设备后，点击一键注册工具界面按钮，一键注册工具进入注册流程。注册流程为一键启动，自动运行，中间运维人员无需做出任何动。

步骤S2.一键注册工具读取软件映射表并查询是否存在更新的传感器设备，获取新更新的传感器设备的感应有效距离信息与设备型号信息。一键注册工具依据软件映射表，即传感器设备的控制逻辑列表，也相当于传感器设备的信息列表，从中判断新增的与掉线的传感器设备，以此为基础向传感器设备发送查询报文，以获得新增的传感器识别的信息。

在步骤S2中，包括确定原有软件映射表中的传感器设备现状的步骤，具体包括：

步骤A1.一键注册工具根据软件映射表检索查询传感器设备，并依照软件映射表的存储内容重新向传感器设备配置设备地址。

步骤A2.读取现有软件映射表中传感器设备的数据。

步骤A3.根据读取阀值，当读取某一传感器设备的数据未成功的次数等于读取阀值，停止读取当前传感器设备并将其状态属性设置为掉线。

总线主机在一键注册工具的控制运行下向所能够连接的链路中重新下发设备地址，相当于重新确定现有的软件映射表中的传感器设备并重新验证设备地址。在读取现有软件映射表对应的传感器设备时，同时获取对应的传感器设备的感应数据，或者是传感器设备对于测试、应激信号等相关的数据，依据为配置的设备地址为标志，从而确定该传感器设备的正常工作状态。总线主机多次读取，并设置读取阀值次数，确定传感器设备的存在。若超过读取阀值的读取次数仍未能获取回应的数据，则将该传感器设备视为掉线状态，以便后续处理。

在步骤S2中，还包括总线主机获得传感器设备信息的流程，具体包括：

步骤B1.总线主机发送广播报文至传感器设备询问，询问内容为是否配置有设备地址。

步骤B2.传感器设备接收广播报文后自检是否已配置有设备地址，若已配置有设备地址，无动作，若未配置有设备地址，转至步骤B3。

步骤B3.传感器设备组装应答报文，应答报文内容包括传感器设备本机的感应有效距离信息与设备型号信息。

步骤B4.传感器设备启动延时定时器。

步骤B5.传感器设备在定时器超时后，查看连接总线主机的链路是否存在通信，若链路存在通信，传感器设备停止动作，若链路不存在通信，传感器设备发送应答报文至总线主机。

在步骤A1-步骤A3中，总线主机已经重新发送/配置一次关于现有软件映射表中的传感器设备记录的设备地址，一方面能够查缺补漏，将原有的设备地址重新分配，另一方面，传感器设备在步骤B2自检时，不会因传感器设备自身问题导致的设备地址缺失影响到总线主机配置设备地址的运行，因为一键注册工具的运行具有自敛性，不必要进一步进程的直接停止，不返回回应信号，因此，若传感器设备自身存在问题影响到设备地址，造成不必要的回应，会影响到后续设备地址，可能会出现一个传感器设备记录两个设备地址的情况。

型号设备信息在后续设备地址替换会起到相应作用，而传感器设备的有效感应距离的信息则有利于运维人员整合、统筹，属于经常查看的信息，若必要，可增加应答报文包含的信息内容。

本发明为了避免RS485总线上的数据发生碰撞，导致总线主机接收的数据信息出现重叠，导致数据失真、不清等问题，采用延时器避免传感器设备同时发送应答报文。当传感器设备打包好应答报文后，延时定时器随机生成延时时长，延时时间满足后，传感器设备发送应答报文至总线主机。由于延时定时器的延时时间为随机生成，而传感器设备是同时，或者是出现短暂的错时，接收到总线主机的广播报文的，叠加随机性延时，两个不同的传感器设备在同一时间发送应答报文的可能性降低，加上一次性更新的传感器设备数量有限，重叠几率更低，能够基本避免数据重叠的问题发生。即便出现差错，总线主机存在多次询问的机制，多次环境下，重叠的可能性更低，这样们能够完全获得传感器设备的信息。

通过随机性延时确定应答报文时间点，相对于现有技术的控制系统而言，控制流程与步骤明显减少，需要提前准备的内容也大幅减少。具体的，如，从总线主机出发，考虑到每个传感器设备的应答报文应错开时间发送，则在广播报文中需要设置应答报文的回复时间点或时间段，该时间点或时间段的考虑需要参考因素很多，例如在不明传感器设备型号、运算速率等情况下，如何令不同型号的传感器设备在经过不同速度的运算后仍能够错开发送时间，若设置相同的延时时间，对于同一型号而言也许不会发生数据碰撞，但不同型号之间会发生数据碰撞，若设置不同的时间，那么则需要考虑更多条件，如何分配不同的时间，应在怎么样的广播报文中携带多长的延时时间等等。从传感器设备出发，各个传感器设备连接后需要额外设置控制中心对各个传感器设备发送应答报文的时间点进行控制，还需要监视RS485总线上的数据传输，整条连接链路会变得复杂。而本发明的随机性则能够避免上述一系列繁复的考虑与需求，采用简单的方式令总线主机获得各个传感器设备的真实数据。

步骤S3.根据新获取的感应有效距离信息与设备型号信息分配新更新传感器设备的设备地址，并下发设备地址至指定的新更新传感器设备。

在步骤S3中，一键注册工具下发设备地址优先考虑状态属性为掉线的传感器设备的设备地址，具体操作过程包括：

步骤C1.读取软件映射表后确定状态属性为掉线的传感器设备形成当次掉线列表，获得当次掉线列表中每一个传感器设备的信息。

步骤C2.获取新更新的传感器设备信息，判断当次掉线列表中是否存在与新更新的传感器设备相同设备型号的传感器设备，若存在，转至步骤C3，若不存在，转至步骤C4。

步骤C3.令相同型号的新更新的传感器设备与单次掉线列表中的传感器设备关联，将单次掉线列表中的传感器设备的设备地址分配至新更新的传感器设备，并将单次掉线列表中的传感器设备的状态属性更改为在线。

步骤C4.分配未被使用过的设备地址至新更新的传感器设备。

实质上，在配置新更新传感器设备的设备地址时优先考虑状态属性为掉线的传感器设备的设备地址，相当于软件控制上，该设备地址的传感器设备没有发生变化，而硬件上进行了更换。在实际应用过程中，相同型号的传感器设备通常意味着应用位置相同，应用场合相同。当然，在额外的情况下，还可以进行编号捆绑，例如使用同一型号的传感器设备应用于不同的位置时，软件控制属于分别控制的情况下，除了设备地址进行区分外，还可以设置编号区分，然后在一键注册工具运行过程中，在步骤C3中，相同型号的新更新的传感器设备与单次掉线列表中的传感器设备关联时，根据接收数据的连接链路来源，直接关联同一连接链路的状态属性为掉线的传感器设备。

在步骤S3后，传感器设备接收下发的设备地址后写入传感器设备的属性，根据设备地址，传感器设备与软件映射表关联并接入传感器网络自动控制流程中。

步骤S4.循环步骤S2-步骤S3，直至一键注册工具未查询到新更新的传感器设备。

在步骤S2前，总线主机通过485总线连接多个传感器设备并接收各个传感器设备发送的串口数据，一键注册工具记录接收的串口数据并分别标记串口数据所在的连接链路，在步骤S4中，一键注册工具循环步骤S2-步骤S3，直至所有标记的连接链路均具有至少一个带有设备地址的传感器设备。由于连接链路的连接存在端口，也可以提前登记连接链路的链路数等等，通过连接链路的数量判断数据接收的传感器设备的数量，本发明是通过传感器设备发送的串口数据确定连接链路的存在，当然此时未有设备地址传输的串口数据为无地址数据，但可以通过传输的连接链路确定。通常情况下一个连接链路仅有一个传感器设备，在确定连接链路后，保证每个连接链路均至少存在一个确定设备地址的传感器设备，这样基本能够覆盖所有的传感器设备。

步骤S5.检查传感器网络自动控制逻辑，判断现有传感器网络自动控制流程是否存在冲突情况，若存在冲突情况，一键注册工具在显示屏的显示界面报警提示。

在步骤S5后，删除状态属性为掉线的传感器设备的相关内容，包括设备地址。此处删除的状态属性为掉线的传感器设备并没有包括因替换而更改了状态属性的传感器设备，即，软件程序方面，视为该传感器设备未掉线，但实质上该传感器设备已经完成硬件更换了，在传输传感器设备的信息时，附带的传感器设备的编号数据已经更改，注意根据传感器设备的编号数据进行逻辑控制需要替换或删除新增。

步骤S6.一键注册工具将传感器设备设备地址显示列表在显示界面显示，即本次一键注册/配置地址已完成后更新的软件映射表的传感器设备清单，可以设置该传感器设备清单与各个传感器设备的属性表或控制界面连接，供运维人员点击进入。

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485总线传感器一键注册工具，其特征在于，一键注册工具内置于总线主机，总线主机分别连接多个传感器设备与多路开关控制器，传感器设备之间及传感器设备与多路开关控制器之间均为并联关系，总线主机分别连接显示屏与无线通讯网络，

一键注册工具的使用运行步骤包括：

步骤S1.运维人员在更新传感器设备后，点击一键注册工具界面按钮，一键注册工具进入注册流程；

步骤S2.一键注册工具读取软件映射表并查询是否存在更新的传感器设备，获取新更新的传感器设备的感应有效距离信息与设备型号信息；

步骤S3.根据新获取的感应有效距离信息与设备型号信息分配新更新传感器设备的设备地址，并下发设备地址至指定的新更新传感器设备；

步骤S4.循环步骤S2-步骤S3，直至一键注册工具未查询到新更新的传感器设备；

步骤S5.检查传感器网络自动控制逻辑，判断现有传感器网络自动控制流程是否存在冲突情况，若存在冲突情况，一键注册工具在显示屏的显示界面报警提示；

步骤S6.一键注册工具将传感器设备设备地址显示列表在显示界面显示。

2.根据权利要求1中所述的一种485总线传感器一键注册工具，其特征在于，在步骤S2中，包括

步骤A1.一键注册工具根据软件映射表检索查询传感器设备，并依照软件映射表的存储内容重新向传感器设备配置设备地址；

步骤A2.读取现有软件映射表中传感器设备的数据；

步骤A3.根据读取阀值，当读取某一传感器设备的数据未成功的次数等于读取阀值，停止读取当前传感器设备并将其状态属性设置为掉线。

3.根据权利要求2中所述的一种485总线传感器一键注册工具，其特征在于，在步骤S5后，删除状态属性为掉线的传感器设备的相关内容，包括设备地址。

4.根据权利要求1中所述的一种485总线传感器一键注册工具，其特征在于，在步骤S2中，包括

步骤B1.总线主机发送广播报文至传感器设备询问，询问内容为是否配置有设备地址；

步骤B2.传感器设备接收广播报文后自检是否已配置有设备地址，若已配置有设备地址，无动作，若未配置有设备地址，转至步骤B3；

步骤B3.传感器设备组装应答报文，应答报文内容包括传感器设备本机的感应有效距离信息与设备型号信息；

步骤B4.传感器设备启动延时定时器；

步骤B5.传感器设备在定时器超时后，查看连接总线主机的链路是否存在通信，若链路存在通信，传感器设备停止动作，若链路不存在通信，传感器设备发送应答报文至总线主机。

5.根据权利要求4中所述的一种485总线传感器一键注册工具，其特征在于，在步骤B4中，延时定时器生成随机时长的延时时间。

6.根据权利要求1中所述的一种485总线传感器一键注册工具，其特征在于，在步骤S2前，总线主机通过485总线连接多个传感器设备并接收各个传感器设备发送的串口数据，一键注册工具记录接收的串口数据并分别标记串口数据所在的连接链路，在步骤S4中，一键注册工具循环步骤S2-步骤S3，直至所有标记的连接链路均具有至少一个带有设备地址的传感器设备。

7.根据权利要求1中所述的一种485总线传感器一键注册工具，其特征在于，在步骤S3中，一键注册工具下发设备地址优先考虑状态属性为掉线的传感器设备的设备地址，具体操作过程包括：

步骤C1.读取软件映射表后确定状态属性为掉线的传感器设备形成当次掉线列表，获得当次掉线列表中每一个传感器设备的信息；

步骤C2.获取新更新的传感器设备信息，判断当次掉线列表中是否存在与新更新的传感器设备相同设备型号的传感器设备，若存在，转至步骤C3，若不存在，转至步骤C4；

步骤C3.令相同型号的新更新的传感器设备与单次掉线列表中的传感器设备关联，将单次掉线列表中的传感器设备的设备地址分配至新更新的传感器设备，并将单次掉线列表中的传感器设备的状态属性更改为在线；

步骤C4.分配未被使用过的设备地址至新更新的传感器设备。

8.根据权利要求7中所述的一种485总线传感器一键注册工具，其特征在于，在分配设备地址过程中，当次掉线列表中的传感器设备与新更新的传感器设备为一一对应关系。

9.根据权利要求1中所述的一种485总线传感器一键注册工具，其特征在于，在步骤S3后，传感器设备接收下发的设备地址后写入传感器设备的属性，根据设备地址，传感器设备与软件映射表关联并接入传感器网络自动控制流程中。

10.根据权利要求1中所述的一种485总线传感器一键注册工具，其特征在于，总线主机通过RS232线与显示屏连接，运维人员通过显示屏触控面板操作一键注册工具与查看传感器设备的信息。

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