專利名稱：多個機(jī)臺的自動連接系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多個機(jī)臺間的連接，特別是關(guān)于一種自動設(shè)定通 訊協(xié)議及臺號的機(jī)臺連接系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
在自動控制的領(lǐng)域中，常需使用多個機(jī)臺以構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)， 但分布式控制系統(tǒng)的機(jī)臺間仍然需要連接與通訊，始能令整個控系統(tǒng) 可以充分的協(xié)調(diào)運(yùn)作。
公知的多個機(jī)臺連接， 一般采用如圖1所示的主從式架構(gòu)，各機(jī) 臺間通過通訊線路連接，從屬機(jī)臺受主控機(jī)臺的控制而動作，各機(jī)臺
之間若要進(jìn)行通訊，即必需采用全體一致的通訊協(xié)議(protocol),例 如通訊速率(baud rate)、編碼格式以及奇數(shù)/偶數(shù)奇偶校驗(yàn)等，并且 各機(jī)臺也必需設(shè)定不同的臺號(識別碼)，以使各機(jī)臺可互相辨識。 然而，機(jī)臺無法自動設(shè)定統(tǒng)一的通訊協(xié)議及不同的'臺號，而必需由工 作人員對每個機(jī)臺分別進(jìn)行設(shè)定，故工作人員必須來回奔波在各機(jī)臺 之間，以反復(fù)進(jìn)行相同的設(shè)定工作，因而相當(dāng)繁瑣且效率低下。此夕卜， 以人工設(shè)定如此細(xì)瑣且繁復(fù)的數(shù)據(jù)，也極可能發(fā)生設(shè)定錯誤的情形， 只要有任何 一 項(xiàng)數(shù)據(jù)設(shè)定錯誤，就會影響整個控制系統(tǒng)的運(yùn)作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多個機(jī)臺的自動連接系統(tǒng)和方法，其 使機(jī)臺與機(jī)臺間僅需在主控機(jī)臺設(shè)定一次通訊協(xié)議，即可自動完成其 它從屬機(jī)臺的通訊協(xié)議以及臺號的設(shè)定，進(jìn)而完成所有機(jī)臺的連接， 而無需逐一在每個機(jī)臺上進(jìn)行設(shè)定，不僅可大幅縮短設(shè)定時間及減少 人員的奔波，也可完全避免人為設(shè)定錯誤的潛在風(fēng)險。


圖1為公知的多個機(jī)臺連接系統(tǒng)的架構(gòu)圖2為本發(fā)明的多個機(jī)臺自動連接系統(tǒng)的架構(gòu)困3為本發(fā)明的多個機(jī)臺自動連接方法的流程圖；以及
圖4為本發(fā)明的臺號設(shè)定方法的流程圖。
附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下
a…主重通訊端
b…串接輸入端
c...串接輸出端
C1 C5…機(jī)臺
S1 S6…步驟
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1為本發(fā)明的多個機(jī)臺的自動連接系統(tǒng)的方塊圖，圖中以一部 主控機(jī)臺與四部從屬機(jī)臺連接而成的控制系統(tǒng)為例，從屬機(jī)臺數(shù)量可 視實(shí)際需求而增減。每個機(jī)臺(C1 C5)均為相同的型式，其中一臺 作為主控機(jī)臺(C5),其余的作為從屬機(jī)臺(C1 C4)。
每個機(jī)臺(C1 C5)均分別設(shè)有主從通訊端(Cla C5a)、串接 輸入端(Clb C5b )以及串接輸出端(Clc C5c )。每個從屬機(jī)臺(C1 C4 ) 的主從通訊端(Cla C4a)并聯(lián)在主控機(jī)臺(C5 )的主從通訊端(C5a )。 每個從屬機(jī)臺(C1 C4)的串接輸出端(Clc C4c)分別耦接至下一 級機(jī)臺(C2 C5)的串接輸入端(C2b C5b)。例如，第三從屬機(jī)臺 (C3)的串接輸出端(C3c)耦接至第四從屬機(jī)臺(C4)的串接輸入 端(C4b),第四從屬機(jī)臺(C4)的串接輸出端(C4c)則耦接于主控 機(jī)臺(C5)的串接輸入端(C5b)。主控機(jī)臺(C5)的串接輸出端(C5c) 及第一從屬機(jī)臺(Cl)的串接輸入端(Clb)則皆被閑置，未有連接。 若以N部機(jī)臺連4妻為例，主控才幾臺為CN,從屬機(jī)臺為C1 C (N-l ), 那么所有從屬通訊端Cla CNa皆并聯(lián)，而每個串接輸出端CMc則分 別耦接至下一級串接接輸入端C (M+l) b，此處1《M〈N，并且主　 控才幾臺CN的串4妻輸出端CNc及第一從屬才幾臺Cl的串接輸入端Clb 閑置。在這種序列式連接系統(tǒng)中，以串接輸入端(b)閑置的機(jī)臺作為 第一從屬機(jī)臺(Cl)，任一機(jī)臺可依據(jù)其串接輸入端(b)閑置與否， 而自行判斷其是否屬于第一級的從屬機(jī)臺；而主控機(jī)臺(C5)位于該 序列式連接中的最后一級，即只能選定串接輸出端(c)為閑置狀態(tài)的 機(jī)臺來作為主控一幾臺。
圖3示出了本發(fā)明的多個機(jī)臺的連接方法的流程圖。如圖3所示， 首先，由操作人員或軟件程序從主控機(jī)臺(C5)的主從通訊端(C5a) 送出 一組通訊協(xié)議數(shù)據(jù)至各個從屬才幾臺(C1 C4)的主從通訊端
(Cla C4a) ( Sl )。各個從屬機(jī)臺(C1 C4 )在收到所述通訊協(xié)議 數(shù)據(jù)后，分別根據(jù)所述通訊協(xié)議數(shù)據(jù)而自行設(shè)定其通訊協(xié)議(S2)。 接著，串接輸入端(b)閑置的第一從屬機(jī)臺(Cl)即自行產(chǎn)生一組 代表1的序號數(shù)據(jù)，并經(jīng)由其串接輸出端(Clc)將其序號資料送至 下一級(即第二)從屬機(jī)臺(C2)的串接輸入端(C2b) (S3)。第 二從屬機(jī)臺(C2)在收到來自于前一級的從屬機(jī)臺(Cl)的序號資料 后，便將所述序號資料加1,并將加1后的序號資料再送至下一級機(jī) 臺(S4)。若下一級機(jī)臺并非主控機(jī)臺(即仍為從屬機(jī)臺)，則依序 重復(fù)S4的步驟(S5)，即重復(fù)序號加1及送出的動作。若收到前一 級序號數(shù)據(jù)的機(jī)臺為主控機(jī)臺(C5)時(S5),由于所述序號資料即 代表從屬機(jī)臺的總數(shù)，因此所述主控機(jī)臺即可得知從屬機(jī)臺的總數(shù)
(S6)。此時主控機(jī)臺即可根據(jù)從屬機(jī)臺(C1 C4)的總數(shù)而經(jīng)由主 從通訊端(Cla C5a)來設(shè)定各個從屬機(jī)臺(C1 C4)的臺號(S7 )， 此時即完成所有聯(lián)機(jī)機(jī)臺(C1 C5)的通訊協(xié)議及臺號設(shè)定，從而完 成系統(tǒng)連接。
在本實(shí)施例中，通信自動連接系統(tǒng)可將多個機(jī)臺(C1 C5)連接 成一串行，只要針對主控機(jī)臺(C5)設(shè)定通訊協(xié)議以及站號P,那么 其它從屬機(jī)臺(C1 C4)即可自動設(shè)成與主控機(jī)臺(C5)相同的通訊 協(xié)議，并且從屬機(jī)臺的臺號也可自動依序設(shè)成P+1、 P+2...P+Q，這里 Q為從屬機(jī)臺的總數(shù)，從而不需要逐一地分別設(shè)定機(jī)臺即可進(jìn)行通訊。 對于具體的臺號設(shè)定方式來說，可優(yōu)選采用圖4所示的方式假設(shè)主 控機(jī)臺的臺號已設(shè)定為P,其從前一級從屬機(jī)臺收到的序號資料為Q (即從屬機(jī)臺總數(shù))，則主控機(jī)臺在收到Q值后，即將P加上Q再加 上1,并將所得的總和值(P+Q+l)通過主從通訊端(a)送往各個從 屬機(jī)臺(S71)。各個從屬機(jī)臺在收到所述總和值后，即將所述值減去 其本身的序號M，則差值(P+Q+l-M)即為其臺號。以圖2所示的五 才幾臺連接系統(tǒng)為例，從屬機(jī)臺總數(shù)(Q)為4，則主控機(jī)臺所送出的總 和值為P+4+l=P+5,第四從屬片幾臺(C4)的序號(M)為4,則所述 從屬機(jī)臺的臺號即為P+5-4=P+l，其余從屬機(jī)臺的臺號依序?yàn)?P+2)、 (P+3 )及(P+4 )。
前述的通訊協(xié)議數(shù)據(jù)可優(yōu)選采用一個字節(jié)(八位)的數(shù)據(jù)長度， 而其每一〗立的意義舉例表示如下
第7代表編碼格式，0表示ASCII碼，1表示RTU( Remote Terminal Unit)碼；
第6位代表停止位數(shù)，0表示兩個停止位，l表示一個停止位； 第5位代表數(shù)據(jù)長度，0表示8位數(shù)據(jù)長度，1表示7位數(shù)據(jù)長度； 第4位和第3位代表校驗(yàn)碼的狀態(tài)，OO表示無校驗(yàn)碼，01表示偶 數(shù)奇偶校驗(yàn)，IO表示奇數(shù)奇偶校驗(yàn)；
第2位、第1位以及第0位代表通訊速率，000表示2400bps的 通訊速率，001表示4800bps， OIO表示9600bps， 011表示19200bps， 100表示38400bps。
例如，設(shè)定機(jī)臺的通訊協(xié)議為ASCII編碼、兩位停止位、7位數(shù) 據(jù)長度、偶數(shù)奇偶校驗(yàn)、9600bps通訊速率，則主控機(jī)臺(C5)送出 至從屬機(jī)臺(C1 C4)的一個字節(jié)的通訊協(xié)議數(shù)據(jù)即為00101010，且 每隔2毫秒(ms)送出一位的數(shù)據(jù)，而從屬機(jī)臺(C1 C4)在每2毫 秒間取得所述位數(shù)據(jù)，如此從屬機(jī)臺(C1 C4)可取得00101010的通 訊協(xié)議數(shù)據(jù)。此外，假設(shè)其中第三從屬機(jī)臺(C3)要傳遞代表3的序 號數(shù)據(jù)至下一級從屬通訊機(jī)臺(C4)，若同樣以八位的數(shù)據(jù)長度傳遞， 則其序號數(shù)據(jù)即為00000011，第四從屬機(jī)臺(C4)將其加1而送出 00000100的序號資料至主控機(jī)臺(C5)。若以八位傳送序號數(shù)據(jù)，則 最多可連接256部從屬機(jī)臺。當(dāng)然，前述通訊協(xié)議數(shù)據(jù)及序號數(shù)據(jù)的
數(shù)據(jù)長度(位數(shù))并不限于八位，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對數(shù)據(jù)長度進(jìn) 行增減。
將各機(jī)臺的線路連接完成后，同時供以電源，此時各機(jī)臺的主從
通訊端(Cla C5a)的初始值皆為"1"。若要自動規(guī)劃連接時，主控 機(jī)臺(C5)會送出"0"的信號，并等待約2秒以取得其它從屬機(jī)臺 (C1 C4)的同步。從屬機(jī)臺(C1 C4)遇到主從通訊端Sl為"0" 時，即處于等待自動連接規(guī)劃的狀態(tài)。此時主控機(jī)臺(C5)會送出'T， 的信號給所有的從屬機(jī)臺(C1 C4)，代表啟始位(starting bit)，其 后即為通訊協(xié)議內(nèi)容(每2ms送出一個位)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，機(jī)臺與機(jī)臺間能自動連接，從而改進(jìn)了機(jī)臺 間分別規(guī)劃通訊協(xié)議和設(shè)定臺號的問題。
雖然已參照優(yōu)選實(shí)施例和示例性的附圖對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但 是所描述的實(shí)施例和附圖并不應(yīng)被視為是對本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域的 技術(shù)人員可對實(shí)施例的內(nèi)容和形式進(jìn)行各種修改和改變，而不背離本 發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種多個機(jī)臺的自動連接系統(tǒng)，所述自動連接系統(tǒng)由多個機(jī)臺連接而成，其中一個機(jī)臺為主控機(jī)臺，其余均為從屬機(jī)臺，每個機(jī)臺包括主從通訊端，用以傳送主控機(jī)臺的控制命令至從屬機(jī)臺；串接輸入端，用以輸入數(shù)據(jù)；串接輸出端，用以輸出數(shù)據(jù)；其中，所有機(jī)臺的主從通訊端并聯(lián)，每個機(jī)臺的串接輸出端耦接至另一機(jī)臺的串接輸入端，以形成一串行，其中位于所述串行的一端的第一從屬機(jī)臺的串接輸入端，以及位于另一端的主控機(jī)臺的串接輸出端均被閑置，由所述主控機(jī)臺送出通訊協(xié)議數(shù)據(jù)至所述從屬機(jī)臺，以使各個機(jī)臺據(jù)以設(shè)定通訊協(xié)議，之后，由第一從屬機(jī)臺送出代表1的序號資料至下一級的第二從屬機(jī)臺，所述第二從屬機(jī)臺將所收到的序號數(shù)據(jù)加1，并將加1后的數(shù)據(jù)送往下一級機(jī)臺，如此依序在各從屬機(jī)臺上反復(fù)進(jìn)行加1及送出的動作，直至耦接于所述主控機(jī)臺的最后一級從屬機(jī)臺將序號數(shù)據(jù)送至所述主控機(jī)臺后，所述主控機(jī)臺即可得知在所述串行中的從屬機(jī)臺的總數(shù)，再據(jù)此總數(shù)而經(jīng)由主從通訊端來設(shè)定各從屬機(jī)臺的臺號。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述通訊協(xié)議數(shù)據(jù)為一個字 節(jié)的數(shù)據(jù)長度。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述通訊協(xié)議數(shù)據(jù)的各位表 示如下第7位代表編碼格式，其中O表示ASCII碼，1表示RTU碼； 第6位代表停止位數(shù)，其中0表示兩個停止位，1表示一個停止位；第5位代表數(shù)據(jù)長度，其中0表示8位數(shù)據(jù)長度，1表示7位數(shù) 據(jù)長度；第4位和第3位代表校驗(yàn)碼的狀態(tài)，其中00表示無校驗(yàn)碼，01 表示偶數(shù)奇偶校驗(yàn)，10表示奇數(shù)奇偶校驗(yàn)；第2位、第1位以及第0位代表通訊速率，其中000表示2400bps 的通訊速率，001表示4800bps, 010表示9600bps, 011表示19200bps, 100表示38400bps。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述序號數(shù)據(jù)為一字節(jié)的數(shù)據(jù)長度。
5. —種多個機(jī)臺的自動連接方法，所述多個機(jī)臺分別具有主從通訊端、串接輸入端以及串接輸出端，每個才幾臺的串接輸出端耦接至另一機(jī)臺的串接輸入端，且各個機(jī)臺的主從通訊端并聯(lián)，以形成一串行， 所述串行的一端為主控機(jī)臺，其余為從屬才幾臺，并以位于所述串行另 一端的從屬機(jī)臺為第一從屬機(jī)臺，所述方法包含下列步驟-.a) 由所述主控詩幾臺經(jīng)由主從通訊端送出通訊協(xié)議數(shù)據(jù)至所述從屬 機(jī)臺；b) 各從屬機(jī)臺依據(jù)收到的通訊協(xié)議數(shù)據(jù)而自行設(shè)定通訊協(xié)議；c) 第一從屬機(jī)臺自行產(chǎn)生代表1的序號數(shù)據(jù)送至下一級的第二從 屬機(jī)臺；d) 所述下一級從屬機(jī)臺將所收到的來自于前一級從屬機(jī)臺的序號 資料加l，并將加1后的序號資料送往下一級從屬機(jī)臺；e) 重復(fù)步驟d;f) 當(dāng)所述主控機(jī)臺收到與其相連的從屬機(jī)臺所送出的序號資料 時，所述主控機(jī)臺便將所收到的序號資料視為從屬機(jī)臺的總數(shù)；g) 主控機(jī)臺經(jīng)由主從通訊端設(shè)定各從屬機(jī)臺的臺號。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述步驟g包括下列步驟-.gl)主控機(jī)臺將其本身的臺號P加上其從前一級從屬機(jī)臺接收到 的序號數(shù)據(jù)Q，再加上1,并將所得的總和值(P+Q+l)送往各從屬機(jī)臺；g2)各從屬機(jī)臺在收到所述總和值后，即將所述值減去其本身的序號M,即以差值(P+Q+l-M)作為其臺號。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述通訊協(xié)議數(shù)據(jù)為一字節(jié)的數(shù)據(jù)長度。
8. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述通訊協(xié)議數(shù)據(jù)的各位表示如下第7位代表編碼格式，其中O表示ASCn碼，1表示RTU碼； 第6位代表停止位數(shù)，其中0表示兩個停止位，1表示一個停止位；第5位代表數(shù)據(jù)長度，其中0表示8位數(shù)據(jù)長度，l表示7位數(shù)據(jù)長度；第4位和第3位代表校驗(yàn)碼的狀態(tài)，其中OO表示無校驗(yàn)碼，01 表示偶數(shù)奇偶校驗(yàn)，IO表示奇數(shù)奇偶校驗(yàn)；第2位、第1位以及第O位代表通訊速率，其中000表示2400bps 的通訊速率，001表示4800bps， 010表示9600bps， 011表示19200bps， 100表示38400bps。
9. 如權(quán)利要求6所迷的系統(tǒng)，其中所述序號數(shù)據(jù)為一字節(jié)的數(shù)據(jù)長度。
全文摘要
一種在多個機(jī)臺間自動設(shè)定通訊協(xié)議及臺號的連接系統(tǒng)及方法，將多個機(jī)臺中的一個機(jī)臺設(shè)定為主控機(jī)臺(master console)，其余設(shè)定為從屬機(jī)臺(slave console)，每個機(jī)臺具有串接輸入端、串接輸出端以及主從通訊端。每個從屬機(jī)臺的串接輸出端分別連接至下一級機(jī)臺的串接輸入端，從而形成串聯(lián)連接，而所有機(jī)臺的主從通訊端則為并聯(lián)連接。當(dāng)位于最后一級的主控機(jī)臺經(jīng)主從通訊端送出一組通訊協(xié)議數(shù)據(jù)至從屬機(jī)臺時，各從屬機(jī)臺便設(shè)定通訊協(xié)議，且第一從屬機(jī)臺自行產(chǎn)生序號為1的數(shù)據(jù)，并送出該序號資料至下一級從屬機(jī)臺，所述下一級從屬機(jī)臺將接收的其前一級所送來的序號數(shù)據(jù)加1，并依序向下傳送至每個級的從屬機(jī)臺而進(jìn)行加1的處理，最后送至主控機(jī)臺，主控機(jī)臺即可得知從屬機(jī)臺的總數(shù)，以指定各從屬機(jī)臺的臺號。
文檔編號G05B19/418GK101169649SQ20061015074
公開日2008年4月30日 申請日期2006年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月24日
發(fā)明者林敬義 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司