一种充电宝租赁设备的主从式总线通信装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种充电宝租赁设备的通信装置，具体为一种充电宝租赁设备的主从式总线通信装置，属于充电宝租赁设备技术领域。


背景技术：

2.主从式通信是一种常用的总线通信方式，主从式通信通常要求一个主机和一定数量的从机，且要求每个从机都要有一个唯一的总线地址用于身份识别确认，主机未提前知晓从机的总线地址情况下，主机是无法和从机通信的，从机总线地址一般需要预先通过拨码开关设置或用软件预先修改保存在从机中。
3.在共享充电宝租赁产品中，为了产品外观美观和使用方便，不方便通过拨码开关设置或软件预先修改保存从机的总线地址，需要设计一种从机总线地址分配技术，规避上述问题，如下：
4.主机从机采用一问一答方式通信，只能主机主动发起通信请求，从机反馈结果。从机不能主动发起通信请求。在本充电宝租赁系统中，主机安装在最上面，从机按照层叠方式进行堆叠，
5.总线连接方式为手拉手形式，主机有一个向下通信总线，每个从机都有一个向上通信总线和向下通信总线，从机的向上通信总线和向下通信总线不是物理电气在一起的，而是分别连接到通信控制电路板上的两个不同的串口，这里串口可使用uart通信口，spi通信口，或iic通信口等通常意义上的串口通信接口形式的其中一种方式；
6.主机通过总线发送握手指令，握手指令即包含分配总线地址功能。从主机开始的向下通信接口连接到第一个从机的向上通信接口，然后第一个从机的向下通信接口连接到第二个从机的向上通信接口，并以此方式进行级联。
7.总线地址是一个一字节长度的数据，地址范围从0～254，主机总线地址固定为0，255这个总线地址不使用，保留为未定义总线地址；分配地址时，主机从总线地址1开始进行分配，直到分配到254这个地址，或直到级联的最后一台从机；因此系统中最多可以有一台主机和254个从机。
8.第一，主机初始化时发送握手包，从机的向上通信接口收到握手包，判断自身未被分配总线地址，则将握手包的总线地址保存为自身地址。然后通过向上通信接口向主机返回握手成功指令；
9.第二，从机的向上通信接口收到握手包，判断自身已被分配总线地址，则将握手包通过向下通信接口转发给下一个从机；
10.第三，从机通过向下通信接口，能收到下级从机通过向上通信接口发送过来的反馈数据包，从机将该反馈数据包转发到向上通信接口，直到该反馈数据包被主机的向下通信接口接收到；
11.第四，从机从向上通信接口接收到一个握手包时，该握手包含有上一级总线地址，拟分配总线地址。需要考虑两种情况：一：当从机未被分配总线地址时，则要求上一级总线
地址一定比拟分配总线地址小1，例如，主机给第一级从机分配总线地址时，上一级总线地址就是主机地址0，拟分配总线地址则是1。不满足上一级总线地址比拟分配总线地址小1的，可认为该握手包有误，则抛弃该握手包，不将该握手包中的拟分配总线地址保存为自己的地址。如确认无误，才将该拟分配总线地址保存为自身总线地址，并标记自身已分配总线地址。
12.当从机已被分配了总线地址时，则要求握手包的上一级总线一定比从机已分配的地址小1：
13.例如主机给第一级从机分配好总线地址后，主机的总线地址是0，从机的总线地址是1；不满足握手包的上一级总线比从机已分配的地址小1条件的，从机认为总线通信出错，将自身重置为未分配总线地址状态；如握手包的上一级总线比从机已分配的地址小1条件的，则判断拟分配总线地址是否和自己已保存的地址相同，相同则不需做特殊处理，发送反馈数据包到向上通信接口即可；不相同则需要继续转发给下一级从机，再转发前，需要将该握手包的上一级总线地址修改为了自身地址，然后再转发给下一级从机。这样，就保证了最后一台未分配总线地址的从机收到握手包时，该握手包的上一级总线地址与拟分配总线地址相差1。
14.从机收到握手包且确认将该握手包的拟分配总线地址分配给自己时，将该总线地址保存到内存变量，并发送反馈数据包，反馈数据包包含从机的当前软件版本号及硬件唯一id号，主机接收到软件版本号及硬件唯一id号，可以上传到充电宝租赁后台，实现对每个从机进行追溯，例如在充电宝机柜铺设到商户后，可能发生偷盗行为，这时租赁后台就能实现分析从机原归属者，现任归属者分别是谁。主机完成每个从机的总线地址分配任务之后，就可以进行数据包的发送和接收。在充电宝租赁系统中，需要进行传送的数据类型主要是控制信号的下发和从机的充电宝数据的返回。主机发送控制数据包时，可以指定目的从机地址，或广播数据宝，所有从机都能接收并处理该控制数据包。主机会通过定时或不定时发送的控制指令，获取到每一个从机的当前状态。在控制指令中数据包中，包含有目的总线地址和上一级总线地址，目的总线地址用于标识目的从机，只有目的从机才可以真正处理该数据包，其他从机只能转发该数据包。上一级总线地址，在每次转发时，都会被修改为本级总线地址，然后再转发给下一级，从机收到控制数据包时，应当判断上一级总线地址和自身已分配总线地址是否相差1，不是的话，视为通信故障，需要将本级从机重置为未分配地址状态。在充电宝租赁系统中，从机安装有一个或多个充电宝。主机可发送借出控制指令到指定从机，并指定弹出该从机的哪一个充电宝，完成充电宝借出功能。借出成功的反馈数据包发送到主机后，主机再与后台系统反馈确认借出成功事件。
15.在充电宝租赁系统中，用户可以随时将充电宝插入到从机的空闲槽位中，主机通过不断轮询的控制指令，在从机的反馈数据包中，可以识别到这个新插入的充电宝，从而让系统识别到归还事件。故障自动修复技术，在通信过程中，系统能自动识别到通信故障，如从机掉线、重启、自身故障，会触发从机重置自身为未分配总线地址状态。此时，主机将无法在规定时间接收到从机反馈数据包，主机将自动为系统重新分配一次总线地址，修复通信故障。传统总线通信方式要求提前采用拨码开关或软件预先设置好总线地址，比较麻烦，特别是在共享充电宝租借产品中，要求客户使用这种方法对产品进行设置比较不现实，一方面是学习成本较高，另一方面产品上为了外观美观，也难以防止拨码开关。对于产线生产来
说，也难以做到为每个从机进行提前写入总线地址，主要原因是管理成本和人力过高。每个从机具有不同的总线地址，就要求产品必须分类存放不可混在一起，提前写入总线地址的工作也额外需要专门人员进行操作。
16.采用自动总线地址分配技术后，上述问题迎刃而解产品生产方便，只有一款型号。客户安装使用方便，学习成本低。技术角度上来说，采用手拉手的总线连接方式以及自动总线地址分配技术，可以让主机自动为每一个从机分配到一个唯一的总线地址，从而让主机能否顺利和每个从机进行正常通信，让通信故障时，还能够自动为每个从机重新分配地址，实现自动故障修复技术。
17.主从机通过手拉手的方式进行总线连接，而不是传统意义上用同一条总线线路连接所有设备，手拉手方式的总线方式，每个从机收到上一级或下一级发送过来的数据包后，由当前从机内控制板处理后，再转发给下一个从机或转发到上一级从机，直到数据包转发到最后一级从机或转发到主机。
18.基于手拉手总线连接方式，实现了一种自动的总线地址分配方式，系统上电时，主机先为每个从机分配地址，免去传统总线系统需要提前为每个从机设置总线地址的麻烦。该自动地址分配技术同时具有自动纠错能力，能够识别到通信过程中的错误，并且重新为系统上的从机重新分配总线地址。
19.以上述技术实现的总线地址自动分配技术在充电宝租赁系统中的实际应用，充电宝机柜使用层叠方式进行安装，顶层是主机，每个下层都是从机。使用该技术后，系统使用和安装简单，用户没有学习成本，且每个下层产品通用，生产管理也简单。
20.现有的主机内部没有散热设备，使得主机内部温度过高，影响使用寿命，且不便于对电路板拆卸维护。


技术实现要素：

21.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种充电宝租赁设备的主从式总线通信装置，其具有：结构简单，可以对主机内部进行散热，避免影响使用寿命，便于对电路板进行拆卸维护。
22.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种充电宝租赁设备的主从式总线通信装置，包括主机，主机的后侧连接有后盖，主机上连接有二维码，主机上连接有第一从机，第一从机上连接有第二从机，主机内设置有电路板，主机的外侧设置有散热孔，电路板上连接有通信模块，通信模块上连接有通信接口，第一从机和第二从机上均设置有多个被动接口，被动接口与通信接口相连，主机的内侧设置有气流盒，气流盒内设置有降温机构，主机的两侧内壁上均设置有第一固定机构，两个第一固定机构均与降温机构相连，主机的两侧内壁上均设置有第二固定机构，电路板与两个第二固定机构相连。
23.优选的，所述第一固定机构包括第一u型座、圆头杆和第一弹簧，第一u型座安装在主机的内壁上，第一u型座的内壁上开设有圆头槽，圆头杆与圆头槽滑动连接。
24.优选的，所述第一弹簧安装在圆头杆与圆头槽之间，气流盒的两侧均开设有弧形槽，圆头杆与弧形槽的相适配。
25.优选的，所述第二固定机构包括第二u型座、梯形头、第二弹簧，第二u型座安装在主机的内壁上，第二u型座的内壁上开设有容纳槽，梯形头与容纳槽的内壁滑动连接。
26.优选的，所述第二弹簧安装在梯形头与容纳槽之间，电路板的两侧均设置有锁定缺口，梯形头与锁定缺口相适配。
27.优选的，所述降温机构包括电机、驱动轴、风扇、皮带轮、皮带、从动轴，电机安装在气流盒的底部，驱动轴和从动轴均转动安装在气流盒的顶部内壁上，风扇为两个且与驱动轴和从动轴的底部相连。
28.优选的，所述皮带轮为两个且与驱动轴和从动轴的外侧相连，皮带传动连接在两个皮带轮的外侧，驱动轴的顶端与电机的输出轴相连。
29.优选的，所述气流盒的顶部均匀开设有多个进气孔，气流盒的底部开设有多个出气孔。
30.本实用新型的有益效果是：电机启动带动驱动轴旋转，驱动轴带动从动轴旋转，驱动轴和从动轴带动两个风扇旋转，两个风扇对主机内部进行降温；拆卸时向外拉动气流盒，使得圆头杆离开弧形槽，可以方便对气流盒的拆卸；需要对电路板拆卸时，拉动电路板，使得梯形头离开锁定缺口，可以方便对电路板拆卸，安装时，可以将电路板插入两个第二u型座内，通过第二弹簧为梯形头提供弹力，使得梯形头进入锁定缺口内可以将电路板固定。
附图说明
31.图1为本实用新型的整体结构示意图；
32.图2为图1所示的剖视结构示意图；
33.图3为图2所示的a部结构放大示意图；
34.图4为图2所示的b部结构放大示意图；
35.图5为第二u型座、第二弹簧和梯形头图。
36.图中：1、主机；11、电路板；12、通信模块；13、散热孔；14、锁定缺口；2、第一从机；3、第二从机；4、二维码；5、后盖；6、第一固定机构；61、第一u型座；62、圆头杆；63、第一弹簧；7、第二固定机构；71、第二u型座；72、梯形头；73、容纳槽；74、第二弹簧；8、降温机构；81、电机；82、驱动轴；83、风扇；84、皮带轮；85、皮带；86、从动轴；9、气流盒；91、进气孔；92、出气孔；93、弧形槽。
具体实施方式
37.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.请参阅图1-5所示，一种充电宝租赁设备的主从式总线通信装置，包括主机1，主机1的后侧连接有后盖5，主机1上连接有二维码4，主机1上连接有第一从机2，第一从机2上连接有第二从机3，主机1内设置有电路板11，主机1的外侧设置有散热孔13，电路板11上连接有通信模块12，通信模块12上连接有通信接口，第一从机2和第二从机3上均设置有多个被动接口，被动接口与通信接口相连，主机1的内侧设置有气流盒9，气流盒9内设置有降温机构8，主机1的两侧内壁上均设置有第一固定机构6，两个第一固定机构6均与降温机构8相连，主机1的两侧内壁上均设置有第二固定机构7，电路板11与两个第二固定机构7相连。
39.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述第一固定机构6包括第一u型座61、圆头杆62和第一弹簧63，第一u型座61安装在主机1的内壁上，第一u型座61的内壁上开设有圆头槽，圆头杆62与圆头槽滑动连接。
40.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述第一弹簧63安装在圆头杆62与圆头槽之间，气流盒9的两侧均开设有弧形槽93，圆头杆62与弧形槽93的相适配。
41.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述第二固定机构7包括第二u型座71、梯形头72、第二弹簧74，第二u型座71安装在主机1的内壁上，第二u型座71的内壁上开设有容纳槽73，梯形头72与容纳槽73的内壁滑动连接。
42.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述第二弹簧74安装在梯形头72与容纳槽73之间，电路板11的两侧均设置有锁定缺口14，梯形头72与锁定缺口14相适配。
43.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述降温机构8包括电机81、驱动轴82、风扇83、皮带轮84、皮带85、从动轴86，电机81安装在气流盒9的底部，驱动轴82和从动轴86均转动安装在气流盒9的顶部内壁上，风扇83为两个且与驱动轴82和从动轴86的底部相连。
44.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述皮带轮84为两个且与驱动轴82和从动轴86的外侧相连，皮带85传动连接在两个皮带轮84的外侧，驱动轴82的顶端与电机81的输出轴相连。
45.作为本实用新型的一种技术优化方案，所述气流盒9的顶部均匀开设有多个进气孔91，气流盒9的底部开设有多个出气孔92。
46.本实用新型在使用时，电机81启动带动驱动轴82旋转，驱动轴82通过两个皮带轮84和皮带85带动从动轴86旋转，驱动轴82和从动轴86带动两个风扇83旋转，两个风扇83对主机1内部进行降温，拆卸时向外拉动气流盒9，使得圆头杆62离开弧形槽93，可以方便对气流盒9的拆卸，安装时，通过第一弹簧63为圆头杆62提供弹力，使得圆头杆62进入弧形槽93内，需要对电路板11拆卸时，拉动电路板11，使得梯形头72离开锁定缺口14，可以方便对电路板11拆卸，安装时，可以将电路板11插入两个第二u型座71内，通过第二弹簧74为梯形头72提供弹力，使得梯形头72进入锁定缺口14内可以将电路板11固定。
47.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
48.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。