專利名稱：電子儀器儀表自動(dòng)尋址方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子儀器儀表的數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，適用于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集模式中的自動(dòng)尋址方法。
背景技術(shù)：
1.市場背景目前，很多智能儀器儀表均具備數(shù)據(jù)通訊口，智能儀器儀表通過這些通訊口與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。外部設(shè)備由此可以方便地對(duì)這些儀器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，數(shù)據(jù)采集等操作。對(duì)于需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的儀器儀表，往往具備多種通訊端口，一般情況下，多數(shù)具備一種或同時(shí)具備多種通訊端口RS-232端口、RS485端口、紅外通訊口、無線通訊口等。如果這些儀器的數(shù)據(jù)采集并非完全一對(duì)一，而是一對(duì)多的情況，那么必須在儀器的程序設(shè)計(jì)當(dāng)中，為每一個(gè)儀器儀表設(shè)置一個(gè)通訊地址或通訊編碼，作為這個(gè)儀器儀表的唯一身份識(shí)別碼。在儀器儀表的使用過程中，所有的數(shù)據(jù)采集及命令的發(fā)送，均應(yīng)在數(shù)據(jù)幀中包含這個(gè)識(shí)別碼。這是目前智能儀器儀表的普遍作法。比如，對(duì)多功能電表、復(fù)費(fèi)率電表的數(shù)據(jù)采集就是屬于這種情況。
隨著智能儀器儀表的普遍使用，用戶迫切需要更好的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，在眾多的技術(shù)需求當(dāng)中，對(duì)儀器儀表的通訊地址(通訊編碼)的自動(dòng)搜索方法是一個(gè)比較關(guān)鍵的技術(shù)。在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集上，什么樣的自動(dòng)通訊地址(通訊編碼)搜索方法，決定了整個(gè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集方案的制定。比如，在電表自動(dòng)抄收系統(tǒng)中，快速的電表通訊地址搜索，對(duì)自動(dòng)抄表系統(tǒng)的優(yōu)劣，起著很大的作用。僅國內(nèi)抄表方式的更新?lián)Q代而言，這個(gè)市場是非常巨大的。其它的儀器儀表的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，也有一部分存在類似的情況。有此可見，電子儀器儀表的通訊地址的自動(dòng)搜索方法，是一項(xiàng)很重要的技術(shù)，會(huì)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益，具有廣闊的市場空間。
2.相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀目前，儀器儀表的自動(dòng)尋址存在很多方法，主要采用的是循環(huán)法，即在一定的編碼范圍內(nèi)，從小到大，一次一次去試，某個(gè)編碼通訊成功后，即認(rèn)定在這個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中存在這樣一個(gè)編碼的設(shè)備，從而獲得這個(gè)設(shè)備的通訊地址。這種方法，在編碼范圍比較小的情況下，還是比較有效的，但如果編碼范圍很大，則這個(gè)過程就非常長。比如，對(duì)電表來說，其地址絕大部分是是12位，對(duì)具有12位地址的儀表來說，采用循環(huán)問址的方法在時(shí)間上來說是難以忍受的，實(shí)際運(yùn)用中是不可能的。
在目前先進(jìn)的通訊技術(shù)中，也存在一些能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)問址的編碼方式和方法。但考慮到一般儀器儀表的硬件配置，通訊方式，開發(fā)成本等特殊性，基本上沒有人采用這些技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是采用簡單的方式找出在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集模式中，自動(dòng)尋找電子儀器儀表通訊地址的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種電子儀器儀表自動(dòng)尋址方法，其特征在于在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集模式中，主站即計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)采集主機(jī)采用廣播命令尋址，從站即儀器儀表隨機(jī)延時(shí)應(yīng)答，從而達(dá)到自動(dòng)搜索各從站地址的目的，具體方法如下a.主站采用廣播命令尋址，接到廣播命令的從站即儀器儀表采用隨機(jī)延時(shí)方式應(yīng)答；b.延時(shí)的規(guī)則是每個(gè)從站接收到廣播尋址命令后，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)小于某個(gè)設(shè)定整數(shù)值T的一個(gè)整數(shù)，T乘以一個(gè)固定的時(shí)間間隔A即為該從站應(yīng)答的延時(shí)時(shí)間；c.主站在發(fā)出廣播尋址命令后，在TxA(T乘以A)的時(shí)間內(nèi)，處于接受數(shù)據(jù)狀態(tài)，在這段時(shí)間中，有可能成功接收到一個(gè)或一部分從站發(fā)回的尋址應(yīng)答命令；d.主站根據(jù)尋到的從站地址，向這些已問址成功的從站發(fā)送命令，使這些從站在一定時(shí)間DT內(nèi)暫時(shí)不響應(yīng)廣播尋址命令；e.不斷重復(fù)以上過程，可完成對(duì)從站的尋址任務(wù)，尋址結(jié)束的判斷標(biāo)志為當(dāng)連續(xù)反復(fù)n次發(fā)送廣播命令后，都無應(yīng)答，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)中所有從站的地址均被成功獲得，n值的大小決定了問址不完全成功的概率。
所述的時(shí)間間隔A為單獨(dú)完成一次尋址過程的最小時(shí)間；T可選定為與網(wǎng)絡(luò)中從站數(shù)量同數(shù)量級(jí)的一個(gè)整數(shù)，可根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果做優(yōu)選；DT必須大于成功完成網(wǎng)絡(luò)中尋址工作所需要時(shí)間，實(shí)際運(yùn)用中可設(shè)置更大，比如20倍以上。
本發(fā)明的使用者根據(jù)本發(fā)明，結(jié)合計(jì)算機(jī)通訊的一般技術(shù)，并完成相應(yīng)的編程工作，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集終端和多個(gè)儀器儀表組成的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中的自動(dòng)尋址功能。
工作原理在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的自動(dòng)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中，往往采用RS485組網(wǎng)方式，紅外通訊方式，無線通訊方式，并采用半雙工的通訊方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。本發(fā)明的原理是，網(wǎng)絡(luò)中的主站即數(shù)據(jù)采集主機(jī)采用廣播命令尋址，接到廣播命令的從站即儀器儀表采用隨機(jī)延時(shí)方式應(yīng)答。在每次隨機(jī)應(yīng)答的過程，就可能獲得一個(gè)或多個(gè)從站的通訊地址。在每個(gè)尋址過程結(jié)束后，將成功獲得地址的從站排斥在下一次廣播尋址的范圍外。通過反復(fù)進(jìn)行這個(gè)過程，進(jìn)而完成對(duì)所有從站的尋址工作。每次廣播尋址過程的有效性在本方法中是不確定的，但根據(jù)隨機(jī)規(guī)律，我們通過控制廣播尋址反復(fù)運(yùn)行的次數(shù)，來提高最終的成功率，達(dá)到實(shí)用化的程度。
采用廣播命令問地址的方式被很多產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員采用，一般的儀器儀表都具備此功能。在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中，用廣播命令尋址，由于各設(shè)備幾乎同時(shí)應(yīng)答，因此尋址過程往往失敗。采用不同延時(shí)應(yīng)答的方法可以解決這個(gè)問題。其中，本方法闡明的在一定規(guī)則下的隨機(jī)延時(shí)應(yīng)答是比較新穎而理想的方法。
優(yōu)點(diǎn)及效果1.自動(dòng)尋址，快速準(zhǔn)確通過我們的實(shí)驗(yàn)和具體的產(chǎn)品應(yīng)用，該方法能快速準(zhǔn)確地尋找到數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)中的儀器儀表的通訊地址，完全不受編碼范圍大小的影響，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。
2.簡單，實(shí)用性強(qiáng)，對(duì)老產(chǎn)品改造難度小，兼容性強(qiáng)使用該方法，用戶只需在儀器儀表和數(shù)據(jù)采集終端的程序中加入采用該方法的一小段程序，即能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋址的功能，不改變硬件設(shè)計(jì)，不增加產(chǎn)品的直接成本。
用戶使用該方法的技術(shù)難度也不大。要成功采用該方法，用戶現(xiàn)有的產(chǎn)品開發(fā)人員均能實(shí)現(xiàn)。
3.推廣成本低


圖1為本發(fā)明的示意圖，數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)為RS485組網(wǎng)方式，包含一臺(tái)主站即數(shù)據(jù)采集終端和若干個(gè)從站即儀器儀表。采用本發(fā)明后，主站采集數(shù)據(jù)前不需要了解從站的數(shù)量和其通訊地址。主站可在采集數(shù)據(jù)前，利用本發(fā)明的方法，快速自動(dòng)地搜索各從站的地址并可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出從站的數(shù)量。有了從站的通訊地址后，主站就可根據(jù)從站的通訊地址，采集從站的內(nèi)部數(shù)據(jù)。
圖2為采用本發(fā)明而設(shè)計(jì)的自動(dòng)抄表示意圖。電表通過RS485總線組成數(shù)據(jù)采集網(wǎng)，不同的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)通過無線通訊器與掌上電腦數(shù)據(jù)采集主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。數(shù)據(jù)采集主機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中電表的通訊地址進(jìn)行快速準(zhǔn)確的尋找。
具體實(shí)施例方式在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集模式中，采用對(duì)儀器儀表的自動(dòng)尋址方法，將使自動(dòng)數(shù)據(jù)采集變得更為方便。采用該方法后，可以完全放棄過去那種先手工找通訊地址，再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的兩步過程，而可以設(shè)計(jì)為一步自動(dòng)完成。
應(yīng)用該方法后，在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集模式中，其工作流程如下啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集程序----對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的儀器儀表進(jìn)行自動(dòng)尋址---存儲(chǔ)這些地址-----分別調(diào)用這些地址進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
下面以電表自動(dòng)抄收系統(tǒng)為例，說明該技術(shù)的應(yīng)用。
1.表自動(dòng)抄表系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例傳統(tǒng)的電表抄表方式是人工將抄表數(shù)據(jù)記錄在抄表本上，抄表完成后，再將數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)。近年來，隨著多功能電表、復(fù)費(fèi)率電表、電子式智能電表的使用，抄表方式發(fā)生了很大的變化。紅外抄表，RS485組網(wǎng)抄表，無線抄表得到了普遍的應(yīng)用。這些新的抄表方式，都是根據(jù)電表的通訊地址來讀取數(shù)據(jù)。
采用自動(dòng)尋址方法前，抄表人員需要首先查詢用戶資料，找出網(wǎng)絡(luò)中電表的通訊地址，再分別進(jìn)行抄表通訊。采用自動(dòng)尋址后，抄表員只需啟動(dòng)抄表命令，后面的所有工作即可自動(dòng)完成。抄表機(jī)首先采用本報(bào)告所提方法，進(jìn)行電表的通訊地址自動(dòng)搜索，搜索完畢后即可對(duì)搜索到的電表進(jìn)行自動(dòng)抄收。采用該方法，為現(xiàn)場抄表員節(jié)約大量的時(shí)間。
該技術(shù)已于最近在某公司得到應(yīng)用，取得了很好的效果，大大增強(qiáng)了該公司產(chǎn)品競爭力。
2.其它應(yīng)用與以上類似的應(yīng)用還有很多。如物業(yè)小區(qū)水、電、氣自動(dòng)抄表系統(tǒng)，石油管道自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。應(yīng)用的模式與上面舉例類似。
權(quán)利要求
1.一種電子儀器儀表自動(dòng)尋址方法及其應(yīng)用，其特征在于在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集模式中，主站即計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)采集主機(jī)采用廣播命令尋址，從站即儀器儀表隨機(jī)延時(shí)應(yīng)答，從而達(dá)到自動(dòng)搜索各從站地址的目的，具體方法如下a.主站采用廣播命令尋址，接到廣播命令的從站即儀器儀表采用隨機(jī)延時(shí)方式應(yīng)答；b.延時(shí)的規(guī)則是每個(gè)從站接收到廣播尋址命令后，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)小于某個(gè)設(shè)定整數(shù)值T的一個(gè)整數(shù)，T乘以一個(gè)固定的時(shí)間間隔A即為該從站應(yīng)答的延時(shí)時(shí)間；c.主站在發(fā)出廣播尋址命令后，在TxA(T乘以A)的時(shí)間內(nèi)，處于接受數(shù)據(jù)狀態(tài)，在這段時(shí)間中，有可能成功接收到一個(gè)或一部分從站發(fā)回的尋址應(yīng)答命令；d.主站根據(jù)尋到的從站地址，向這些已問址成功的從站發(fā)送命令，使這些從站在一定時(shí)間DT內(nèi)暫時(shí)不響應(yīng)廣播尋址命令；e.不斷重復(fù)以上過程，可完成對(duì)從站的尋址任務(wù)，尋址結(jié)束的判斷標(biāo)志為當(dāng)連續(xù)反復(fù)n次發(fā)送廣播命令后，都無應(yīng)答，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)中所有從站的地址均被成功獲得，n值的大小決定了問址不完全成功的概率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子儀器儀表自動(dòng)尋址方法及應(yīng)用，其特征是時(shí)間間隔A為單獨(dú)完成一次尋址過程的最小時(shí)間；T可選定為與網(wǎng)絡(luò)中從站數(shù)量同數(shù)量級(jí)的一個(gè)整數(shù)，可根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果做優(yōu)選；DT必須大于成功完成網(wǎng)絡(luò)中尋址工作所需要時(shí)間，實(shí)際運(yùn)用中可設(shè)置更大，比如20倍以上。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子儀器儀表的數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域，主要針對(duì)在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集模式中，儀器儀表的通訊地址的自動(dòng)尋找。實(shí)現(xiàn)方式為，主站采用廣播命令尋址，從站采用隨機(jī)延時(shí)方式應(yīng)答；從站接收到問址命令后，隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)小于某個(gè)設(shè)定整數(shù)值T的一個(gè)整數(shù)，T乘以一個(gè)固定的時(shí)間間隔A即為該從站應(yīng)答的延時(shí)時(shí)間；主站在發(fā)出問址命令后，在TxA(T乘以A)的時(shí)間內(nèi)，處于接受數(shù)據(jù)狀態(tài)，完成部分從站的尋址任務(wù)；主站向已問址成功的從站發(fā)送命令，使這些從站在時(shí)間DT內(nèi)暫時(shí)不響應(yīng)廣播尋址命令；不斷重復(fù)這樣的過程，可完成對(duì)從站的尋址任務(wù)，尋址結(jié)束的判斷標(biāo)志為多次發(fā)送廣播問址命令后，從站無響應(yīng)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的自動(dòng)尋址，方法簡單實(shí)用。
文檔編號(hào)H04L29/02GK1547366SQ20031011108
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月3日
發(fā)明者何世剛 申請人:何世剛