專利名稱：用于對(duì)伺服單元分配地址的設(shè)備和方法
用于對(duì)伺服單元分配地址的設(shè)備和方法
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中早已知曉各種類型的總線。本發(fā)明具體涉及主-伺服總線系統(tǒng)。在很多主-伺服總線系統(tǒng)中，系統(tǒng)的伺服單元可以通過主單元被單獨(dú)地識(shí)別和分配地址。由此，一個(gè)主單元因此例如可以通過一個(gè)特定的伺服單元來運(yùn)行由該伺服單元選擇的系統(tǒng)部件，或者分配所接收的信息至一個(gè)特定的伺服單元，以及因此也至一個(gè)特定的系統(tǒng)部件。為了確保此類功能，伺服單元必須一方面具有系統(tǒng)范圍的唯一的地址，另一方面，該唯一的地址和伺服單元到系統(tǒng)部件的分配或其在主單元的總線系統(tǒng)中的位置必須是已知的。這在傳統(tǒng)上例如是如此實(shí)現(xiàn)的其中，在總線系統(tǒng)的初始化中實(shí)現(xiàn)地址或取向相位。在所述相位中，系統(tǒng)地址例如以特定的序列被分配給伺服單元，或者主單元被給以依序查詢位于各不同位置處的各伺服單元的所存儲(chǔ)的設(shè)備標(biāo)識(shí)的機(jī)會(huì)。例如，手動(dòng)執(zhí)行對(duì)伺服單元的地址授予，其中，以一個(gè)限定的連續(xù)順序存在的各伺服單元相繼單獨(dú)連接至總線系統(tǒng)，或者，它們通過一個(gè)手動(dòng)操作的開關(guān)被激活以單獨(dú)分配地址由于僅限定了一個(gè)，可手動(dòng)選擇的伺服單元被連接至總線線路或被激活以供分配地址，主單元可以通過在總線上發(fā)布一個(gè)廣播命令——其實(shí)際指向所有依賴于該總線系統(tǒng)的伺服單元——來將一個(gè)唯一地址分配給各伺服單元。由于所限定的序列(伺服單元以此序列被分配地址)，在授予地址后，主單元也知曉該系統(tǒng)中各單元的相對(duì)位置。這種手動(dòng)過程不僅耗時(shí)，冗長乏味，而且還易于出錯(cuò)，因?yàn)楸仨毶婕叭祟愂褂谜?。DE10336301A1中提出了一種自動(dòng)的以及因此更快的地址分配過程。該地址分配過程適合于一個(gè)主-伺服總線系統(tǒng)，該主-伺服總線系統(tǒng)被提供有一個(gè)總線線路，其所述始末端連接至主單元。此外，總線線路連續(xù)貫通伺服單元。每個(gè)伺服單元被提供有一個(gè)用于打斷所述總線線路的開關(guān)。為了初始化所述分配地址過程，在一個(gè)時(shí)鐘輸入處提供一個(gè)分配地址信號(hào)，該分配地址信號(hào)引起所有伺服單元打斷所述總線線路并承受漂移寄存器狀態(tài)。 主單元然后依次將所要分配的地址轉(zhuǎn)移至第一伺服單元；所述第一伺服單元然后將所述地址相繼移至接連的伺服單元。當(dāng)?shù)谝坏刂芬源朔绞降诌_(dá)主單元時(shí)，主單元在時(shí)鐘輸入處輸入地址接收信號(hào)，此后，所有伺服單元接收它們最新的地址，以及關(guān)閉它們的開關(guān)。以此方法，在分配地址過程期間，總線線路被打斷，從而，主單元必須通過一個(gè)時(shí)鐘輸入為伺服單元分配地址。此外，該方法僅可以用于那些設(shè)置有環(huán)形總線線路以及能夠?qū)崿F(xiàn)從一個(gè)伺服到另一個(gè)伺服的通信的系統(tǒng)。DE19935192A1還公開了另一個(gè)自動(dòng)分配地址方法。該方法尤其適合于主-伺服總線系統(tǒng)——在該主-伺服總線系統(tǒng)中，伺服提供有唯一的在工廠處預(yù)設(shè)的設(shè)備標(biāo)識(shí)。在該總線系統(tǒng)的初始化期間，由主單元在一些貫通伺服單元的地址線路上，提供靜態(tài)激活信號(hào)。首先，該信號(hào)將僅到達(dá)第一伺服單元，該第一伺服單元然后被設(shè)定至一個(gè)可以分配地址的“激活態(tài)”。此后，主單元為激活的伺服單元發(fā)送一個(gè)參與者地址，作為響應(yīng)，伺服單元將發(fā)送其設(shè)備標(biāo)識(shí)至主單元。如果該標(biāo)識(shí)與預(yù)期的標(biāo)識(shí)相同，該伺服單元接收該地址。一個(gè)內(nèi)部伺服邏輯單元然后接通激活信號(hào)通過伺服單元的地址線路輸出，從而使激活信號(hào)到達(dá)下一個(gè)伺服單元。一個(gè)被分配地址的伺服然后不再對(duì)地址數(shù)據(jù)開放。該方法適合于一個(gè)具有單向線路和伺服單元的總線系統(tǒng)，所述伺服單元設(shè)置有工廠預(yù)設(shè)的ID或設(shè)備標(biāo)識(shí)。在該系統(tǒng)的初始化后，不再進(jìn)行地址分配。EP1320222A1涉及一種總線系統(tǒng)，其具有多個(gè)主和伺服模塊，一個(gè)總線線路通過所述模塊貫通所述系統(tǒng)。該模塊中的一個(gè)開關(guān)可以打斷所述總線線路。一個(gè)分配地址過程可以在正常運(yùn)行啟動(dòng)之前被執(zhí)行，其中所述開關(guān)可以依序被閉合，以及地址可以被分配給相關(guān)的伺服單元。類似的過程在DE4428502A1，DE10233978A1, DE4404962C2, DE102005014124A1 和 DE102006029997A1 中也有描述。

發(fā)明內(nèi)容
與背景技術(shù)不同的是，本發(fā)明的目的是提供一個(gè)靈活的可被輕易和快速地分配地址的伺服單元，以及可以用于與本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)伺服單元一起工作的主單元。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用于對(duì)本發(fā)明的伺服單元分配地址的靈活、簡(jiǎn)單和快速的可以用于多個(gè)總線系統(tǒng)的方法。本發(fā)明通過權(quán)利要求1的伺服單元、權(quán)利要求9的主單元以及權(quán)利要求14的方法來實(shí)現(xiàn)其目的。從屬權(quán)利要求和說明書提供了本發(fā)明的有利的實(shí)施方案。根據(jù)本發(fā)明的伺服單元基本上基于傳統(tǒng)的伺服單元，以及本發(fā)明的主單元基本上基于傳統(tǒng)的主單元，這些單元額外地設(shè)置有以下描述的特征，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)地址分配方法。根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)伺服單元包括一個(gè)或多個(gè)總線接口(如需要，這些總線接口也可以依據(jù)所用的總線系統(tǒng)被調(diào)整)，它可以通過總線接口連接主-伺服系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)總線線路。同時(shí)，主-伺服總線系統(tǒng)所用的方式對(duì)于本發(fā)明的地址分配方法以及對(duì)于本發(fā)明的主或伺服單元的布置方式都基本不會(huì)造成差別。例如本發(fā)明同樣適合于具有一個(gè)方向或雙向總線線路的總線系統(tǒng)或適合于非環(huán)形總線線路，以及適用于任何通信協(xié)議。除了總線接口，本發(fā)明的伺服單元設(shè)置有兩個(gè)控制端口，這兩個(gè)控制端口通過激活電路在伺服單元內(nèi)可打斷地連接。例如，控制線路可以通過控制端口貫通伺服單元。在一個(gè)實(shí)施方案中，控制線路被設(shè)計(jì)為一個(gè)額外的連接至總線接口(其在此情況下為至少兩個(gè))的導(dǎo)體，從而控制端口形成總線接口的一部分。為了控制線路的選擇性打斷，激活電路設(shè)置有一個(gè)(或多個(gè))開關(guān)，例如一個(gè)依據(jù)被提供于總線接口處的信號(hào)打開和關(guān)閉的繼電器。為了能夠接收和解釋被提供在總線接口處的信號(hào)，伺服單元例如包括一個(gè)恰當(dāng)匹配的控制裝置，如微控制器。該控制裝置通常只處理那些被施加至總線接口的的信號(hào)，該信號(hào)被直接指向伺服單元(但是為此伺服單元還必須已經(jīng)具有單獨(dú)的地址)或者作為另一替代，指向總線系統(tǒng)的所有伺服單元或伺服單元所屬的一組伺服單元。當(dāng)相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)輸入至總線接口處，控制裝置在各實(shí)施方案中導(dǎo)致電路打開或關(guān)閉。具有所描述的電路布置的激活電路用于在特定條件下激活伺服單元用于地址分配，或者反之用于禁止伺服單元用于地址分配。如果伺服單元被激活用于地址分配，它如果需要，則可以接收一個(gè)通過一個(gè)被施加至總線接口的分配地址信號(hào)被分配的地址作為其自身的地址。如果伺服單元相反處于禁止?fàn)顟B(tài)，它在任何情況下都不接收地址——即使在相應(yīng)的地址分配信號(hào)被施加于總線接口處時(shí)也是不可能接收地址的。尤其是，激活電路僅僅在打斷控制線路的開關(guān)打開以及控制信號(hào)同時(shí)被輸入至控制端口之一時(shí)，才激活伺服單元用于地址分配。該激活電路的激活功能使得能夠?qū)Ρ景l(fā)明的連接至一個(gè)總線系統(tǒng)的多個(gè)伺服單元進(jìn)行動(dòng)態(tài)的地址分配，從而實(shí)現(xiàn)從一個(gè)伺服單元到另一個(gè)伺服單元的激活條件的“傳遞”，從而，每次總是只有一個(gè)伺服單元被激活用于地址分配。為此，例如，由主單元將靜態(tài)控制信號(hào)，如5V的直流電壓輸入至一個(gè)控制線路，該控制線路從一個(gè)伺服單元被引導(dǎo)至另一伺服單元并且通過控制端口貫通伺服單元。在施加所述信號(hào)之前，主單元優(yōu)選地迫使所有要被分配地址的伺服單元打開它們的開關(guān)，例如，通過一個(gè)相應(yīng)的廣播信息。作為另一選擇，例如，在一個(gè)對(duì)確定的伺服單元更改地址的過程中，主單元在總線接口處提供相應(yīng)的指向這些伺服單元的開關(guān)信號(hào)，從而使控制線路僅僅在每個(gè)要被分配的伺服單元中被打斷。相應(yīng)地，施加的控制信號(hào)僅僅到達(dá)具有打開的開關(guān)的第一伺服單元。由于其激活電路，在開關(guān)打開的情況下確定位于其端口之一上的控制信號(hào)的存在，伺服單元被激活用于地址分配。由于在該第一伺服單元中的控制線路被打開的開關(guān)打斷，控制信號(hào)在該時(shí)間點(diǎn)將不會(huì)到達(dá)跟隨第一伺服單元之后的伺服單元。只有第一伺服單元處于激活狀態(tài)。主單元因此現(xiàn)在例如可以執(zhí)行第一伺服單元的確切的地址分配，于是用于分配一個(gè)具體的地址的一個(gè)廣播信息被輸入至總線由于只有第一伺服單元被激活用于地址分配，只有第一伺服單元將接收該地址，盡管所述分配實(shí)際上指向所有伺服單元。主單元在需要時(shí)可以通過發(fā)送一個(gè)查詢信息至剛剛接收地址的伺服單元并接著等待一個(gè)響應(yīng)，來確定所述地址是否被正確接收。主單元然后向帶有總線上的新分配的地址的伺服單元下指令，關(guān)閉其開關(guān)，從而控制信號(hào)將被貫通至所跟隨的伺服單元。對(duì)于第一伺服單元而言，用于激活的條件因此不再被滿足；其又處于禁止?fàn)顟B(tài)。主單元現(xiàn)在可以對(duì)接下來的伺服單元再重復(fù)地址分配過程。該地址分配過程在被施加于控制線路的控制信號(hào)不再存在時(shí)結(jié)束。這在所有伺服單元被分配地址時(shí)，或者在所有要被更改地址的伺服單元被更改地址時(shí)(例如在更改地址過程期間)， 被觸發(fā)。在一個(gè)類似的地址分配過程期間，主單元例如在合適的存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)帶有哪個(gè)地址的哪個(gè)伺服單元以哪種順序被連接至總線系統(tǒng)。以上描述的過程是簡(jiǎn)單的，它節(jié)省時(shí)間，因?yàn)椴恍枰斯げ僮?。此外，它可以適用于不同的總線系統(tǒng)，例如適用于設(shè)置有或沒有環(huán)形線路，有或沒有貫通伺服單元的總線線路的總線系統(tǒng)，以及適用于單向和雙向總線系統(tǒng)。另一優(yōu)勢(shì)時(shí)，伺服單元可以在任何時(shí)刻以任何序列被分配地址。因?yàn)樗鼈兊拈_關(guān)可以通過總線接口被定位。由于激活條件沒有滿足時(shí)的伺服單元的禁止，意外的地址分配被合理地排除。


根據(jù)示例性實(shí)施方案，以下附圖解釋了本發(fā)明。其中，圖1示出了本發(fā)明的伺服單元可用于其中的示例性總線系統(tǒng)的構(gòu)造；圖2示出了本發(fā)明的伺服單元的激活電路的實(shí)施方案；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的伺服單元的激活電路的實(shí)施方案；圖4給出了一個(gè)流程圖，其圖解了主單元方面的本發(fā)明過程的實(shí)施方案的過程；圖5給出了一個(gè)流程圖，其圖解了圖4所示的本發(fā)明的方法的實(shí)施方案的伺服單元方面的過程。
具體實(shí)施方案圖1示出了本發(fā)明的伺服單元用于其中的主-伺服總線系統(tǒng)的示例。該總線系統(tǒng)包括一個(gè)主單元1，該主單元與總線線路3的起始處連接。在圖中所示的實(shí)施方案中，一個(gè)控制線路也被集成到總線線路3中。如所示的，總線線路被引導(dǎo)至其第一伺服單元2中， 并接著貫通第一伺服單元。此外，伺服單元2被設(shè)置有兩個(gè)總線接口。該總線線路3然后繼續(xù)引導(dǎo)至第二伺服單元2，總線線路貫通第二伺服單元直至最后的伺服單元2，總線線路然后被引導(dǎo)至終端電阻4。此處所示的系統(tǒng)中，其例如可以是一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，其例如根據(jù)Modbus通信協(xié)議運(yùn)轉(zhuǎn)。該通信通過2-線現(xiàn)場(chǎng)總線雙向執(zhí)行，所述2-線現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)置有 GND_C0M連接。作為伺服單元的總線接口，例如可以使用RS845接口。Modbus系統(tǒng)例如用于智能外殼等。本發(fā)明不僅可以用于此處所示的總線系統(tǒng)，而且它還可以用于多個(gè)其他系統(tǒng)。因此，例如，總線線路3在一些實(shí)施方案中不是貫通伺服單元2，而是。每個(gè)伺服單元2通過單獨(dú)的總線接口連接至總線線路。可以使用的該總線線路可以是單向的和雙向的。本發(fā)明有利地也適用于具有多個(gè)主單元的總線系統(tǒng)，以及適用于根據(jù)任何總線協(xié)議運(yùn)行的總線系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的地址分配功能以及該功能所需的單元通常不受影響。圖2詳細(xì)示出了一個(gè)激活電路10的實(shí)施方案，該激活電路10被布置在本發(fā)明的一個(gè)伺服單元2的實(shí)施方案內(nèi)。圖2還示出了伺服單元2的兩個(gè)總線接口 11。在另一實(shí)施方案中，伺服單元2僅僅設(shè)置有一個(gè)總線接口或設(shè)置有超過兩個(gè)的總線接口 11。例如，在后一情況中，其中一個(gè)總線接口可以用于服務(wù)功能?？偩€接口 11在此處所示的實(shí)施方案中至少還包括分配地址線路D-和D+，分配地址信號(hào)可以提供于其上。此外，一個(gè)線路GND_C0M通向總線接口的參考電勢(shì)GND_C0M。正如針對(duì)分配地址線路示例性示出的，總線線路在此處所示的實(shí)施方案中貫通伺服單元2，其中圖中所示的伺服單元2的一個(gè)微控制器(未示出)可以提供總線接口 11的信號(hào)。在圖中所示的實(shí)施方案中，控制端口 12被實(shí)現(xiàn)為總線接口 11的附加引腳。一個(gè)連接至控制端口 12的控制線路(圖中未示出)與一個(gè)連接總線接口 11的同樣沒有示出的總線線路連接或集成。在又一實(shí)施方案中，控制端口 12也被設(shè)計(jì)為與伺服單元2的總線接口分立。在此處所示的實(shí)施方案中，控制線路設(shè)有其自己的參考電勢(shì)；控制線路因此設(shè)計(jì)有雙芯。這個(gè)實(shí)施方案通過控制線路避免了總線端口 D-D+的GND_C0M線路中的補(bǔ)償電流。 其他實(shí)施方案使用總線線路的參考電勢(shì)(也參見圖3)。在此處所示的實(shí)施方案中，激活電路10包括繼電器13，控制端口 12通過該繼電器的開關(guān)13a相互連接。通過對(duì)所用的繼電器13的相應(yīng)配置，在此處所示的實(shí)施方案中存在控制端口的電流分離，這對(duì)于安全方面也是有利的?？偩€D-D+和控制線路之間的相互影響——這影響是源于干擾電流——可以得到阻止。如果開關(guān)是處于圖中所示的打開位置，控制端口 12之間的連接被打斷。繼電器的開關(guān)1 的位置依賴于開關(guān)13a的位置如果開關(guān)13a被設(shè)置至閉合位置，開關(guān)1 處于打開位置，以及反之。當(dāng)控制線路如所示的被開關(guān)13a打斷時(shí)，在圖中所示的實(shí)施方案中，一個(gè)被施加至其中一個(gè)控制端口 12的信號(hào)因此通過閉合的開關(guān)13b以及限流電阻Rl被引導(dǎo)至光電耦合器16的輸入，并進(jìn)一步引導(dǎo)至參考電勢(shì)GND_C0M。在此情況下，控制信號(hào)被輸入至兩個(gè)控制端口 12中的哪一個(gè)將不會(huì)引起差異，因?yàn)閮蓚€(gè)二極管17將僅允許一個(gè)沿所要的方向流動(dòng)的電流，從而一個(gè)信號(hào)可以從兩個(gè)控制端口 12中的每一個(gè)被傳遞至光電耦合器16。一個(gè)相對(duì)于參考電勢(shì)GND提供的位于端口 VI的5V的直流電壓例如可以用作控制信號(hào)。在開關(guān)13a打開情況下，通過光電耦合器16的輸出，控制信號(hào)被施加于微控制器 (圖中未示出)的激活輸入14處。此外，在圖中所示的實(shí)施方案中，光電耦合器16的輸出被連接至拉伸電阻R2。光電耦合器16提供了控制端口和此處由微控制器形成的激活電路的評(píng)價(jià)部分之間的電流分離。在此處所示的實(shí)施例中，電流分離在安全方面或者對(duì)于過分大的電勢(shì)差的情況下是有利的。作為光電耦合器16的替代，此處顯然也可以使用其他元件，用于電解耦；或者，也可能的是，完全略去電解耦。根據(jù)本發(fā)明，使用限流電阻對(duì)于本發(fā)明的伺服單元而言也不是基本的。相應(yīng)地，此處也可以使用其他結(jié)構(gòu)性元件。而且，一個(gè)微控制器僅僅是一個(gè)用于伺服單元的控制器實(shí)例，而不應(yīng)被看成是限制性的。如上面所解釋的，當(dāng)激活條件“控制線路被打開的開關(guān)13a打斷”以及“控制信號(hào)施加于其中一個(gè)控制端口處”成立時(shí)，控制信號(hào)在此處所示的實(shí)施方案中被施加至激活輸入14。控制信號(hào)的存在造成激活輸入或微控制器的激活狀態(tài)。由此，微控制器允許將一個(gè)地址分配至伺服單元2，如果相應(yīng)的信號(hào)提供至總線接口的地址線路。如果，在激活輸入14 處沒有提供控制信號(hào)——這要么是因?yàn)闆]有控制信號(hào)提供至其中一個(gè)控制端口 12，要么是因?yàn)殚_關(guān)13a是關(guān)閉的以及開關(guān)1 是打開的——這意味著，激活條件尚未滿足，以及激活輸入或微控制器處于禁止?fàn)顟B(tài)。微控制器在此處所示的實(shí)施方案中還設(shè)置有輸出15，其用于控制繼電器13，該繼電器依據(jù)通過施加于總線接口的信號(hào)來設(shè)定。例如，在此處所示的實(shí)施方案中，輸出15預(yù)先確定開關(guān)13a和13b的位置。圖3示出了激活電路10的又一個(gè)實(shí)施方案，該激活電路可以被布置在本發(fā)明的伺服單元2的實(shí)施方案的內(nèi)部。上面的解釋也適用于圖3所示的對(duì)應(yīng)于參考圖2所描述的元件的激活電路10的元件。圖3的激活電路與圖2的實(shí)施方案的不同之處在于，對(duì)于控制信號(hào)，使用了總線線路的參考電勢(shì)。因此，不需要控制線路的雙芯方案。此外，此處采用了兩個(gè)晶體管，而不是圖2用于打斷控制線路的繼電器，這可以使費(fèi)用降低，使電路更小。在該實(shí)施方案中，沒有提供控制端口的電流分離。晶體管13a和13b作為開關(guān)連接控制端口 12與參考電勢(shì)DGND，參考電勢(shì)DGND對(duì)應(yīng)于總線接口的參考電勢(shì)GND_C0M。它們依據(jù)施加至總線接口的被定向至伺服單元的開關(guān)信號(hào)，通過微控制器(未示出)的輸出15被控制，從而兩個(gè)開關(guān)13a和1 都處于關(guān)閉位置或打開位置。如果兩個(gè)開關(guān)13a和1 是打開的，控制端口 12和DGND之間的連接被打斷。當(dāng)控制線路被開關(guān)13a和1 打斷時(shí)，這意味著，在此處所示的實(shí)施方案中被施加至其中一個(gè)控制端口 12的信號(hào)將引導(dǎo)至光電耦合器16處，通過限流電阻Rl或R3，然后進(jìn)一步引導(dǎo)至(例如)5V的端口。在此情況中，控制信號(hào)被施加至兩個(gè)控制端口 12中的哪一個(gè)并不會(huì)引起差異，因?yàn)閮蓚€(gè)控制端口 12都具有相同的設(shè)計(jì)，從而，來自兩個(gè)控制端口 12 中的每一個(gè)的信號(hào)被傳遞至兩個(gè)光電耦合器16中的其中一個(gè)。一個(gè)相對(duì)于參考電勢(shì)GND 提供的位于端口 VI的OV的直流電壓例如可以用作控制信號(hào)，并且例如可以通過一個(gè)簡(jiǎn)單的從端口 VI到參考電勢(shì)GND_C0M的橋被實(shí)現(xiàn)。在開關(guān)13a和1 打開的情況下，通過各光電耦合器16的輸出，在微控制器(圖中未示出)的一個(gè)激活輸入14處提供控制信號(hào)。此外，此處所示的實(shí)施方案的光電耦合器 16的輸出被連接至一個(gè)拉伸電阻R2。光電耦合器16以恰如圖2所示的相同方式提供了控制端口 12和由微控制器形成的激活電路的評(píng)價(jià)部分之間的電流分離。在此處所示的實(shí)施例中，電流分離在安全方面或者對(duì)于過分大的電勢(shì)差的情況下是有利的。毫無疑問，此處顯然也可以使用其他元件，用于電解耦；或者，也可能的是，完全略去電解耦。根據(jù)本發(fā)明，使用限流電阻和/或拉伸電阻對(duì)于本發(fā)明的伺服單元而言也不是基本的。相應(yīng)地，此處也可以使用其他結(jié)構(gòu)性元件。而且，一個(gè)微控制器僅僅是一個(gè)用于伺服單元的控制器實(shí)例，而不應(yīng)被看成是限制性的。晶體管13a和1 也可以被一些具有相應(yīng)功能的結(jié)構(gòu)性元件替代。如上面所解釋的，當(dāng)激活條件“控制線路被打開的開關(guān)打斷”以及“控制信號(hào)施加于其中一個(gè)控制端口處”成立時(shí)，控制信號(hào)在此處所示的實(shí)施方案中被施加至激活輸入14。 控制信號(hào)的存在造成激活輸入或微控制器的激活狀態(tài)。由此，微控制器允許將一個(gè)地址分配至伺服單元2，如果相應(yīng)的信號(hào)提供至總線接口的地址線路。如果，在激活輸入14處沒有提供控制信號(hào)——這要么是因?yàn)闆]有控制信號(hào)提供至其中一個(gè)控制端口 12，要么是因?yàn)殚_關(guān)13a以及開關(guān)1 是關(guān)閉的——這意味著，激活條件尚未滿足，以及激活輸入或微控制器處于禁止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)總線系統(tǒng)的伺服單元2設(shè)置有圖2和3所示的或者另一相應(yīng)的激活電路，它們可以被快速地以上述的簡(jiǎn)單方式被動(dòng)態(tài)分配地址。而且，明顯的是，伺服單元2的地址分配功能不要求總線接口 11的任何特殊結(jié)構(gòu)，雙向總線系統(tǒng)也是被支持的。相比于傳統(tǒng)的單元，僅僅必要的是提供兩個(gè)控制端口和一個(gè)激活電路一一如果需要，在一個(gè)相應(yīng)的實(shí)施方案中還提供一個(gè)激活輸入和一個(gè)用于控制控制器的開關(guān)的輸出。本發(fā)明因此可以通過相對(duì)低的費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)。由于打斷控制線路的開關(guān)的位置可以通過總線接口來控制，一個(gè)主單元也可以在任何時(shí)刻執(zhí)行分配地址或執(zhí)行對(duì)伺服單元的地址更改。圖4圖解了主單元方面，本發(fā)明的實(shí)施方案的分配地址過程的實(shí)施例，所述主單元通過總線線路連接本發(fā)明的m個(gè)伺服單元，所述伺服單元設(shè)置有根據(jù)圖2的激活電路10。 以下解釋適用于設(shè)置有不同的激活電路(如，圖3的激活電路10)的本發(fā)明的伺服單元。此外，主單元連接至控制線路，其通過其控制端口貫通伺服單元。所描述的分配地址過程例如在系統(tǒng)的初始化期間來執(zhí)行，以及對(duì)所有的伺服單元分配地址?？蛇x的分配地址過程只涉及單獨(dú)的伺服單元，或者涉及伺服單元的子組；在此情況下，將使用經(jīng)恰當(dāng)修改的圖解分配地址過程的形式。在分配地址過程的開始處，主單元在步驟100發(fā)送一個(gè)廣播信息至所有連接至總線的伺服單元，從而使伺服單元將它們的繼電器切換至關(guān)狀態(tài)。這個(gè)狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖2所示的狀態(tài)，其中開關(guān)13a是打開的。例如，當(dāng)單個(gè)伺服單元更改地址時(shí)，作為一種選擇，主單元可使各伺服單元的繼電器轉(zhuǎn)換。在一些實(shí)施方案中，該步驟例如在伺服單元在任何情況下 (例如在初始化過程之后)都處于繼電器關(guān)狀態(tài)時(shí)，該步驟被省略。在下一個(gè)步驟110中，在該實(shí)施方案中的主單元在控制線路VI和參考電勢(shì)GND之間施加直流電壓，該電壓由于伺服單元的打開的開關(guān)而僅僅被施加至第一個(gè)伺服單元。由于激活電路10，該第一伺服單元通過該所施加的控制信號(hào)被設(shè)置至繼電器關(guān)位置，處于被激活以供分配地址的狀態(tài)。在主單元已經(jīng)將控制信號(hào)設(shè)置至控制線路后，此處所示的所述實(shí)施方案中的主單元在步驟120中初始化分配地址過程，其中變量n(其指示所要分配地址的當(dāng)前的伺服單元)，以及變量i (其在該實(shí)施方案中用于確定是否是最后一個(gè)伺服單元被分配地址)均設(shè)置至1。此后，主單元在步驟130通過總線線路發(fā)送一個(gè)廣播信號(hào)，該總線線路以一種未確定的方式分配地址1至所有伺服單元。然而，由于只有第一伺服單元被激活用于地址分配， 只有該伺服單元將接收地址1，見圖5。此后，在該實(shí)施方案中的主單元等待一個(gè)短暫的時(shí)間段(步驟140)，以便給伺服單元充分的時(shí)間來接收所給的地址——在主單元于步驟150通過總線線路在剛被分配地址的具有地址1的伺服單元上發(fā)起一個(gè)狀態(tài)查詢前。主單元確通過該狀態(tài)查詢確保分配地址是成功的。此外，此處它使用狀態(tài)查詢來確定其他伺服單元是否仍將被分配地址(見下面)。然而，該步驟可以被省略或者以另一方式實(shí)現(xiàn)或者推后，例如，在分配地址過程結(jié)束以后。很顯然，主單元也可以以另一方式確定伺服單元的數(shù)量，例如，在開始分配地址過程開始之前。如果主單元通過總線線路從被分配地址的伺服單元接收分配地址成功的響應(yīng) (見步驟160)，它將同樣通過總線線路發(fā)送指令至剛被分配地址的具有地址1的伺服單元， 以將其繼電器設(shè)置至開狀態(tài)，其中，開關(guān)13a被關(guān)閉以及控制信號(hào)因此能夠被傳遞至下一個(gè)伺服單元。具有地址1的該伺服單元因此將再次被設(shè)置至禁止?fàn)顟B(tài)，而繼此單元后的第一伺服單元將通過打開的開關(guān)(繼電器關(guān)狀態(tài))被設(shè)置至激活狀態(tài)。此后，主單元對(duì)每個(gè)接下來的伺服單元重復(fù)該過程(見步驟180)，直至所有要被分配地址的伺服單元已經(jīng)相繼被分配地址。萬一需要不只是彼此相隨地分配地址——例如對(duì)于一個(gè)更改地址過程——步驟180被相應(yīng)地調(diào)整，從而η個(gè)相繼的預(yù)先給定的數(shù)字序列被相繼接收。在此處所示的實(shí)施方案中，當(dāng)對(duì)重復(fù)的狀態(tài)查詢(此處即為2次，見步驟200)已經(jīng)不能接收到回答時(shí)，確定不存在未分配地址的伺服單元。變量i用于此目的，該變量隨著每個(gè)成功的狀態(tài)查詢而增加(步驟190)。另一方面，如果對(duì)于狀態(tài)查詢，接收到正確的回答，變量i再被設(shè)置至1 (步驟180)。作為替代，主單元在分配地址過程開始之前確定伺服單元的數(shù)量m，并在n = m的時(shí)候停止分配地址。與此不同的是，一個(gè)通過使用者的人工干預(yù)也是可行的，從而用戶觸發(fā)或結(jié)束分配地址過程。當(dāng)所要分配地址的所有伺服單元已經(jīng)被分配地址，主單元從控制線路接收控制信號(hào)(步驟210)。該分配地址過程因此結(jié)束。圖5圖解了從伺服單元方面來看的參考圖4所描述的地址分配過程。在此處所示的實(shí)施方案中，伺服單元在步驟300連續(xù)檢查激活狀態(tài)的條件是否成立，也就是說，檢查一個(gè)信號(hào)是否已經(jīng)被輸入至一個(gè)控制端口，以及打斷控制線路的開關(guān)是否處于打開狀態(tài)。這例如可以通過合適的軟件來觀察。作為一個(gè)替換，一個(gè)硬件開關(guān)，例如圖2所示的開關(guān)，可以用于在條件已經(jīng)被滿足時(shí)于評(píng)價(jià)電路的激活輸入處施加電壓，例如， 評(píng)價(jià)電路可以簡(jiǎn)單地在激活過程期間通過閱讀所述狀態(tài)來確定條件的成立。在一個(gè)替代的實(shí)施方案中，一個(gè)伺服單元僅在分配地址信號(hào)出現(xiàn)在總線接口處時(shí)檢查其狀態(tài)。如果確定所有條件都已經(jīng)滿足，伺服單元處于被激活或可被分配地址狀態(tài)，這在圖5中顯示為分配地址=開(見步驟310)。當(dāng)分配地址信號(hào)被施加至總線處，只要伺服單元處于該狀態(tài)，伺服單元或伺服單元的控制器接收相應(yīng)的地址并將其存儲(chǔ)，例如，存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中(見步驟360和370)。以后，伺服單元將不只對(duì)廣播信息作出反應(yīng)，而且還對(duì)指向該地址的信息作出反應(yīng)，直至該地址被覆蓋。在一個(gè)實(shí)施方式中，該地址在伺服單元的失活期間被刪除，并且，它必須被重新寫入。其他實(shí)施方案例如包括一個(gè)電壓緩沖存儲(chǔ)器，其中一個(gè)地址也在掉電的情況下或者當(dāng)電關(guān)閉時(shí)被存儲(chǔ)，從而，在此情況下，一個(gè)地址不需要被重新分配。這同樣適用于主單元。此外，伺服單元還包含——這獨(dú)立于激活狀態(tài)——總線上的信息，并且根據(jù)所接收的信息作出反應(yīng)。例如，如果分配地址是否連續(xù)的狀態(tài)查詢是指向伺服單元，其相應(yīng)地進(jìn)行回答(步驟340和350)。一旦在總線接口接收到被指向伺服單元的相應(yīng)的信號(hào)，伺服單元反轉(zhuǎn)該開關(guān)，這導(dǎo)致離開激活狀態(tài)并過渡至禁止?fàn)顟B(tài)，這在圖5中用分配地址關(guān)來表示(步驟320和330)。 該伺服單元在該狀態(tài)是不可分配地址的。然而，伺服單元可以隨時(shí)在任何一刻被重設(shè)至激活狀態(tài)，其中，為激活所需的兩個(gè)條件都被滿足。根據(jù)本發(fā)明的伺服單元，設(shè)置有本發(fā)明的伺服單元的總線系統(tǒng)，以及根據(jù)本發(fā)明的分配地址方法例如可以用于天氣控制系統(tǒng)，房間清掃設(shè)備和用于通風(fēng)控制系統(tǒng)。該方法是尤其有利的，當(dāng)其被提供至總線系統(tǒng)的伺服單元，該總線系統(tǒng)包括限定的風(fēng)扇和通風(fēng)設(shè)備，其設(shè)置有可以被彼此獨(dú)立地控制的電子器件。然而，該發(fā)明還可以被用于任何其他設(shè)備。
權(quán)利要求
1.可被動(dòng)態(tài)地分配地址的伺服單元O)，包括一個(gè)總線接口(11)；一個(gè)具有一個(gè)開關(guān)(13a)的激活電路(10)；兩個(gè)控制端口(12)，所述的兩個(gè)控制端口通過激活電路(10)的開關(guān)(13a)來連接；其中激活電路(10)被設(shè)計(jì)為僅在控制信號(hào)被提供于其中一個(gè)控制端口(1 以及激活電路(10)的開關(guān)(13a)打開時(shí)，激活伺服單元O)，使其通過被提供于總線接口(11)處的分配地址信號(hào)而被分配地址；其中激活電路(10)被設(shè)計(jì)為否則，就阻止伺服單元(2)被分配地址；以及其中伺服單元(2)被設(shè)計(jì)為根據(jù)一個(gè)被提供于總線接口(11)上的并指向被分配至伺服單元O)的地址的開關(guān)信號(hào)而關(guān)閉開關(guān)(13a)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可被動(dòng)態(tài)地分配地址的伺服單元O)，其中激活電路(10)包括一個(gè)開關(guān)裝置，使得為分配地址而通過激活電路(10)進(jìn)行的所述伺服單元(2)的激活能夠獨(dú)立于，控制信號(hào)被提供至兩個(gè)控制端口(1 中的哪一個(gè)控制端口，而實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可被動(dòng)態(tài)地分配地址的伺服單元0)，其中激活電路 (10)包括一個(gè)評(píng)價(jià)電路，其具有一個(gè)激活輸入(14)，其中所述激活輸入(14)的狀態(tài)取決于，控制信號(hào)是否被提供在其中一個(gè)控制端口(12)以及激活電路(10)的開關(guān)(13a)是打開的還是關(guān)閉的，以及其中評(píng)價(jià)電路根據(jù)激活輸入(14)的狀態(tài)確定激活或禁止伺服單元 (2)用于地址分配。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可被動(dòng)態(tài)地分配地址的伺服單元O)，其中激活輸入(14)與控制端口 (12)電流分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的可被動(dòng)態(tài)地分配地址的伺服單元O)，其中評(píng)價(jià)電路是微控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5之一所述的可被動(dòng)態(tài)地分配地址的伺服單元O)，其中激活電路(10)被設(shè)計(jì)為使得施加在其中一個(gè)控制端口(12)的控制信號(hào)在開關(guān)(13a)打開時(shí)也被施加在評(píng)價(jià)電路的激活輸入(14)處，開關(guān)(13a)關(guān)閉時(shí)則不如此。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的可被動(dòng)態(tài)地分配地址的伺服單元O)，其中設(shè)置有兩個(gè)或更多個(gè)總線接口(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可被動(dòng)態(tài)地分配地址的伺服單元O)，其中兩個(gè)控制端口 (12)各集成至其中一個(gè)總線接口(11)。
9.與一個(gè)或多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的可被動(dòng)態(tài)地分配地址的伺服單元(2) 一起使用的主單元(1)，包括一個(gè)控制端口，其被設(shè)計(jì)為通過一個(gè)控制線路與其中一個(gè)伺服單元O)的兩個(gè)控制端口 (12)之一相連；以及一個(gè)總線接口(11)，其被設(shè)計(jì)為通過一個(gè)總線線路(3)與所述的其中一個(gè)伺服單元 ⑵的總線接口(11)相連；其中，主單元(1)被設(shè)計(jì)為相繼向伺服單元( 分配一個(gè)地址，其中，該主單元在控制端口(12)提供一個(gè)控制信號(hào)以及在總線接口(11)交替提供一個(gè)用于于其中一個(gè)伺服單元 (2)上分配一個(gè)地址的分配地址信號(hào)和一個(gè)指向最后要分配的地址的開關(guān)信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的主單元(1)，其被設(shè)計(jì)為，在一個(gè)分配地址信號(hào)和一個(gè)開關(guān)信號(hào)之間，在總線接口(11)上提供一個(gè)指向最后要分配的地址的查詢信號(hào)，用于檢查最后要分配的地址的授予。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的主單元(1)，其中，分配地址信號(hào)為一個(gè)指向總線系統(tǒng)的所有伺服單元O)的廣播信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11之一所述的主單元(1)，其中，直流電壓作為控制信號(hào)一直被施加至所述控制端口(12)，直至最后要分配地址的伺服單元( 被分配地址以及其開關(guān) (13a)被反轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12之一所述的主單元(1)，其中，當(dāng)在一個(gè)搜素查詢中沒有發(fā)現(xiàn)未被分配地址的伺服單元O)時(shí)，主單元(1)結(jié)束分配地址過程。
14.一種用于對(duì)權(quán)利要求1-8之一的伺服單元進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配地址的方法，包括通過一個(gè)控制線路上的主單元(1)提供一個(gè)控制信號(hào)，控制線路通過各控制端口連續(xù)貫通伺服單元O)；通過主單元(1)發(fā)送一個(gè)分配地址信號(hào)，該主單元在一個(gè)總線線路C3)上向一個(gè)激活的伺服單元(2)分配一個(gè)地址，所述總線線路與伺服單元O)的總線接口連接；在所述分配地址信號(hào)被發(fā)送之后，對(duì)主單元(1)于之前步驟中在總線線路上分配的地址發(fā)送一個(gè)開關(guān)信號(hào)；以及其中，重復(fù)最后兩個(gè)步驟，直至最后一個(gè)要分配地址的伺服單元( 被分配了地址。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括一個(gè)位于分配地址信號(hào)之間的通過主單元(1) 提供至總線線路(3)上的查詢信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可被動(dòng)態(tài)地分配地址的伺服單元，包括一個(gè)總線接口，一個(gè)具有一個(gè)開關(guān)的激活電路和兩個(gè)控制端口，所述的兩個(gè)控制端口通過激活電路的開關(guān)來連接。僅在控制信號(hào)被提供于其中一個(gè)控制端口以及激活電路的開關(guān)打開時(shí)，激活電路激活伺服單元，使其通過被提供于總線接口處的分配地址信號(hào)而被分配地址。否則激活電路就阻止伺服單元被分配地址。根據(jù)一個(gè)被提供于總線接口上的并指向被分配至伺服單元的地址的開關(guān)信號(hào)而關(guān)閉開關(guān)。本發(fā)明的又一方面涉及與一個(gè)或多個(gè)所述的可被動(dòng)態(tài)地分配地址的伺服單元一起使用的主單元，以及一種用于對(duì)本發(fā)明的伺服單元?jiǎng)討B(tài)尋址的方法。
文檔編號(hào)H04L12/403GK102498444SQ201080033996
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月27日
發(fā)明者卡拉·海因茨·舒爾茨 申請(qǐng)人:齊爾-阿貝格股份公司