专利名称：共同电力和通信总线结构上的自动寻址设备及其方法
共同电力和通信总线结构上的自动寻址设备及其方法优先权要求本专利文献要求对2008年3月6日提交的序列号为第61/034，268号的美国临时 专利申请的按照35U. S. C. § 119(e)规定的优先权权益。这一临时专利申请的内容出于所 有目的通过引用结合于此。
背景技术：
控制和/或监控系统的安装和配置可能是高成本的和耗时的过程。特别是，对用 于在系统中操作的每个部件和/或设备进行寻址和标识常常要求手动配置和标识每个单 独的设备。以太网、Zigbee或者其它基于网络的系统可以通过利用智能设备并且给其分配 网络标识和/或别名来解决这一点。然而，这些设备和基于网络的系统比针对给定应用可 能所需的设备和系统更高成本和更复杂。会希望提供一种可以用简单的和低成本的方式解决这些方面的系统、设备和方法。
发明内容
在实施例中，公开了一种用于对与控制器处于通信的设备进行自动寻址的方法。 该方法包括从控制器的第一接触部(contact)传送脉冲；在与控制器处于通信的设备的 第二接触部接收脉冲；从设备的第一接触部传送一定数目的脉冲；并且在控制器的第二接 触部接收所述一定数目的脉冲，其中脉冲数目提供对与控制器处于通信的一定数目的设备 的指示。在另一实施例中，公开了一种用于对与控制器处于通信的设备进行自动寻址的方 法。该方法包括从控制器的第一接触部向与控制器处于通信的设备的第二接触部传送脉 冲；在控制器的第二接触部从设备的第一接触部接收一定数目的脉冲，其中脉冲数目表明 与控制器处于通信的一定数目的设备。在另一实施例中，公开了一种被配置用于对与之处于通信的设备进行自动寻址的 控制器。该控制器包括第一通信接触部；第二通信接触部；与第一和第二通信接触处于通 信的通信处理器，其中通信处理器被配置来经由第一通信接触部向与控制器处于通信的 设备传送脉冲，并且在第二通信接触部从设备接收一定数目的脉冲，其中脉冲数目表明与 控制器处于通信的一定数目的设备。公开了其它实施例并且可以独自或者一起组合使用所述实施例的每个实施例。在 下文的具体实施方式
和附图中描述并且据此将清楚所公开的实施例的附加特征和优点。
图1图示了公知的通信系统配置；图2图示了根据这里提供的公开内容配置的通信系统的实施例；图3图示了图2中所示的通信系统的自动寻址回路部分；
图3A是图2中所示的通信系统的自动寻址回路部分的操作的流程图；图3B图示了图2中所示的通信系统的自动寻址回路部分的替换实施例；图4是示例性自动寻址回路的操作的脉冲图；图4A是包括确认脉冲的示例性自动寻址回路的操作的替换脉冲图；图5图示了根据这里提供的公开内容配置的通信系统的另一实施例；图6和图6A图示了用于在根据这里提供的公开内容配置的通信系统中使用的连 接器的正视图和俯视图；图7图示了用于在根据这里提供的公开内容配置的通信系统中使用的扩展器连 接器；以及图8图示了用于在根据这里提供的公开内容配置的通信系统中使用的分支或者 分路器连接器。
具体实施例方式这里讨论和公开的系统、方法和设备涉及对设备网络或者链接的设备串的配置、 维护和故障排除。设备可以例如经由底板、带状线缆、各个单独的导线或者任何其它适当的 管道来链接。在一个实施例中，适当的管道是被配置来在控制器与一个或者更多设备之间 提供电力和双向通信的带状线缆。在另一实施例中，控制器被配置来向经由上文讨论的管 道之一连接的设备传送单个脉冲、信号或者指示符(indicator)。设备又从控制器接收脉冲 并且作为响应而传送两个脉冲。对与管道处于连通的每个设备重复这一过程，从而生成和 传送比接收到的脉冲多一个的脉冲。最后的设备向控制器传送一定数目(η)的脉冲。接收 到的η个脉冲向控制器传送有η-1个设备与控制器处于通信。此外，控制器可以给所述设 备的每个设备自动分配唯一的数值标识符Ι...η-l。在另一实施例中，设备可以沿着与接收 原始脉冲相同的通信路径传送第二脉冲。图1图示了公知的通信系统100的实施例，该公知的通信系统100包括经由管道 116被耦合到设备或者模块104至114的控制器102。管道116包括成对的电力线118a和 118b以及成对的通信线120a和120b。在替换实施例中，管道116可以是底板、各个单独的 导线、带状线缆或者任何其它适当的结构。电力线118a和118b可以基于系统的要求被配 置来例如提供12VDC、120VAC、24VDC或者任何其它所需电力。此外，在替换实施例中，管道 116可以被配置来包括多个电力线和导体，以向在系统内操作的不同部件供应不同电压。所 需电力可以根据系统、设备和模块的要求由控制器102或者经由外部电源来提供。当配置 系统100时，必须对各个设备或者模块104至114中的每个进行手动寻址和标识，以允许与 控制器102的通信。这一配置和寻址过程是耗时的、繁琐的和高成本的过程。图2和图3图示了自动寻址的通信系统200的实施例，该自动寻址的通信系统200 包括经由管道216被耦合到设备或者模块204至214的控制器202。管道216可以是被配置 来承载和以通信联络方式耦合设备或者模块204至216的底板、各个单独的手动安装导线、 标准的或者定制设计的带状线缆或者任何其它适当结构的传输总线。管道216包括成对的 电力线218a和218b以及成对的通信线220a和220b。管道216还包括具有通信支路224a 和224b的通信回路222。可以与线路末端(EOL)连接器226配合来建立通信回路222。EOL 连接器226还可以包括被布置来以通信联络方式将通信支路224a耦合到通信支路224b的回路连接器228。EOL连接器226还可以包括分别用于电力线和通信线118a、118b、120a和 120b中的每个线路的终结器230a至230d。设备或者模块204至214中的每个均包括第一 通信接触部204a和第二通信接触部204b (各个模块206至214的第一和第二接触部被标 识为206a至214a和206b至214b)。控制器202类似地包括通信联络接合通信支路224a 和224b的第一接触部202a和第二接触部202b。图3图示了在这个示例性实施例中包括各个模块206至214以及通信支路224a和 224b的自动寻址回路或者部分232。如在这个示例性配置中所图示的那样，通信支路224a 从控制器202菊花改变(daisy-changed)到设备和模块204至214中的每个，并且通信支 路224b通过EOL控制器226返回或者连接回到控制器202。图3A是图2和图3中所示的系统200的示例性操作300或者配置的流程图。在 块302，控制器202可以生成脉冲并将脉冲从控制器202的接触部202a传送到模块204的 接触部204a。在块304，模块204接收该脉冲，该脉冲可以例如是被拉到接地的电压或者是恒定 的12VDC信号等。在块306，模块204确定在接触部204a接收到的脉冲数目(η)。在这个示例性实 施例中，模块204从控制器202接收一(1)个脉冲。在块308，模块204又从接触部204b向模块206的接触部206a重传确定数目(η) 的脉冲。模块204还等待或者暂停限定的脉冲间间隔或者延迟并且向模块206传送附加的 (1个)脉冲。因此，每个相继的设备所发送的脉冲总数是接收到的脉冲数目(η)递增或者 增加一 (η+1)。在块310，已经从控制器202接收到单个脉冲的模块204采取自动分配的地址一 (1)。以这种方式，模块206将接收两个脉冲(来自控制器202的脉冲的重传和模块204添 加的新脉冲)并且采取自动分配的地址二(2)。每个设备或者模块和控制器生成的脉冲可 以具有例如100毫秒或者足以驱动LED或者其它指示器的任何其它时间的持续时间或者时 段，由此允许安装者或者操作者可视地看见寻址过程出现。脉冲之间的时间可以类似地是 与100毫秒脉冲持续时间相等或者长度不同于100毫秒脉冲持续时间的时延或者等待时 段。可以更频繁地(例如每10毫秒)监控设备和/或控制器中的每个上的接触部，用于接 收到来的指示，诸如接收脉冲、电平改变、上升沿、下降沿或者任何其它指示或者通知。在块312，如果控制器202未接收到η+1个脉冲，则该过程可以从块302重新开始 /重复。在块314，控制器202分析接收到的η+1个脉冲并且确定其与η个设备处于通信并 且所述设备中的每个被顺序编号为1至η。在通过通信回路222完成脉冲的传送时，控制器202可以利用设备或者模块204 至214中的每个设备或者模块的唯一的、自动分配的地址来与其直接进行通信。该唯一的、 自动分配的地址可以是模块的物理地址或者可以被用作临时地址，以允许控制器在设置、 安装或者维护环境期间与模块进行通信。随后，控制器202和/或操作者提供的永久地址 和/网络标识可以替换和/或补充该临时地址。在这个实施例中，为便利起见，第一和第二通信接触部中的每个通信接触部被讨 论为仅传送或者接收脉冲。然而，将理解所有设备或者模块和控制器上的第一和第二通信接触部可以被配置来沿着通信支路224a和224b传送和接收或者感测脉冲。这种配置考虑 到在安装时以物理方式交换的通信支路224a的导线并且使得设备204至214能够检测或 者确定a和b接触部或者实际接触部(a或者b)接收脉冲的管脚。在一个实施例中，模块204至214中的每个均被配置来沿着相同路径和经由接收 (多个)脉冲的相同通信接触部来传送确认脉冲。例如，设备或者模块206可以在经由第 二接触部206b传送n+1个脉冲之后经由第一接触部206a传送确认脉冲。控制器202又可 以对接收到的若干在接触部202a接收到的确认脉冲进行计数和分析，以确定沿着通信支 路224a处于通信的设备或者模块的数目和/或确定在断裂或者破坏之前进行通信的最后 的设备或者模块。确认脉冲可以被用来在控制器202驱动或者激活LED，由此向用户提供视 觉指不器。在另一实施例中，模块204至214中的任何模块都可以被配置来作为未被寻址的 模块(UMA)来起作用或者操作。例如，如果任何模块204至214在延长的时段(例如在上电 之后30秒)内并未接收到脉冲，则UAM可以在第一和第二通信接触部上都生成扩展脉冲、 (三(3)个脉冲的模式)等。从UAM接收信号的任何其余模块存储用于向控制器202传送 的信息。这个UAM流程或者例程可以被用来在复杂版本的自动寻址的通信系统200中对布 线问题进行故障排除。图3B图示了另一实施例，其中模块204至214中的每个模块均包括在通信支 路224b终结的或者以其它方式与通信支路224b处于通信的第三通信接触部204c、206c、 208c、210c、212c和214c。在这种配置中，如果在相对应的第一通信接触部接收到所述数目 (η)的脉冲之前在第三通信接触部之一处接收到诸如脉冲的UAM信号，则在已经被寻址之 前认识到脉冲存在于返回线路上的模块等待直至在第一通信接触部持续一段时间未接收 到脉冲，并且然后使用所有三个通信接触部a、b和c向控制器或者任何其它设备传送UAM 信号。在又一实施例中，模块可以如上文讨论的那样经由通向通信支路224c的终结连接而 向控制器重传或者传送UAM信号。在又一实施例中，各个终端204c至214c可以允许从一种配置除去EOL连接器 226。在这个实施例中，如果模块从后续模块接收确认脉冲失败，则该模块可以经由终结的 通信支路(204c至214c)向控制器202重传适当的n+1脉冲。这样，EOL连接器226可以 被除去，或者控制器202可以确定沿着通信回路222在何处可能已经出现断裂。图4和图4A图示了在自动寻址流程期间的脉冲以及在自动寻址流程期间的脉冲 和确认脉冲的图形表示。为简单起见，这些图并未示出由于在每个设备进行采样所引起的 微小的脉冲移位。图4图示了脉冲图400，该脉冲图400示出了从控制器202的第一接触部 202a传送的脉冲402。类似地，从模块204的第二接触部204b传送脉冲402和404。在这 个例子中，包括单个附加脉冲(脉冲404)表明用标识符一(01)对模块204进行自动寻址。 继续包括和发送每个附加模块的附加脉冲的过程，直至向控制器202的第二接触部202b传 送最终脉冲串(n+1)。图4A图示了替换脉冲图400’，该替换脉冲图400’示出了从第一接 触部202a传送的脉冲402和随后在第一接触部202a接收到的相对应的确认脉冲406。根据这里公开的一个或者更多单元配置的通信系统提供对与之硬连线的设备、模 块和/或单元进行自动寻址。配置设备、模块和/或单元的第一和第二接触部以传送和接 收脉冲或者信号可以有助于系统的装配和/或布线。包括通信回路222有助于系统200内的诊断和故障排除。图5图示了包括T抽头或者其它分支结构的自动寻址的通信系统500的另一实施 例。在这个实施例中，通过沿着第一通信支路504a对通信支路224a进行重布线并且沿着 第二通信支路504b返回而在T抽头或者分路器506建立通信分支502。在这个实施例中， 通信分支502包括模块508、510和EOL连接器512。模块206和514可以被配置来监控和 接收由通信分支502的模块508和510生成和传送的任何UAM信号。图6和6A图示了被配置成以机械方式耦合和电耦合到连接器650的管道600的替 换视图。在这个示例性实施例中，管道600是包括成对的电力线218a和218b的带状线缆， 电力线218a和218b具有相对于成对的通信线220a和220b以及通信支路224a和224b而 具有更大的直径。这样，带状线缆600被键控或者被配置成允许防止未对准或者装配。将 理解，在这种配置和/或图中，连接器650仍然可以被放置于带状线缆600的任意侧上。
连接器650是包括第一部分652的两段式部件，该第一部分652经由铰链656可绕 着枢轴转动地附着到第二部分654。第一和第二部分652、654可以包括由附图标记658a至 658f大体表示的多个通道或者槽，这些通道或者槽被尺寸设定成和被布置成接合相对应的 直径和配置的带状线缆600。通道658a至658f中的每个通道均可以包括导体，以刺穿线 缆的套或者壳并且将各个导体以通信联络方式耦合到第二部分654上的相对应的接触部 660a至660f。第一通道658a可以包括如下非传导的切割器668，该非传导的切割器668被 承载在第一部分中并且被布置来在布置于第二部分654的第一通道658a中时切断第一通 信支路224a。在这个实施例中，第一通道658a包括设置于非传导的切割器668的相对侧上 的成对导体。这样，可以在带状线缆650与设置于每个模块上的第一和第二接触部之间建 立通信。图6A图示了沿着带状线缆600的相对侧配合接合的成对的连接器650和650’。 在这种配置中，逆转连接器660和660’的相对位置。所逆转的相对位置使得能够在希望便 于设置和维护的第一和第二接触部中的每个接触部传送和接收脉冲。图7图示了被配置来作为扩展器700来操作的连接器650。扩展器700在中心部 分704之间支撑第一带状线缆600和第二带状线缆600’。中心部分704分别经由铰链656 和656’可绕着枢轴转动地附着到第一部分702和第二部分706。在操作中，扩展器700在 第一带状线缆600和第二带状线缆600’的每个通信线和/或电力线之间提供直接的导电 连接。这样，第一带状线缆600的端部可以被接到第二带状线缆600’的端部。图5和图8图示了被配置来作为分路器连接器800来操作的扩展器700的替换实 施例。在这个实施例中，第一部分702可以包括如下非传导的切割器668，该非传导的切割 器668被布置来切断通信支路224a并且在非传导的切割器668的任意侧上建立第一和第 二接触部。在这个示例性实施例中，第一通信支路504a可以在非传导的切割器668的一侧 上与第一接触部和通信支路224a处于通信。第二通信支路504b可以经由图5中所示的 EOL连接器512在非传导的切割器668的相对侧上被交叉连接到通信支路224a的第二接触 部和其余部分。应当理解，本领域技术人员将清楚对这里描述的目前优选的实施例的各种改变和 修改。可以进行这样的改变和修改，而不偏离本发明的精神和范围并且也不减少其预期优 点。因此，旨在于让这样的改变和修改由所附的权利要求书来覆盖。
权利要求
1.一种用于对与控制器处于通信的设备进行自动寻址的方法，所述方法包括 从控制器的第一接触部传送脉冲；在与所述控制器处于通信的设备的第二接触部接收所述脉冲； 从所述设备的第一接触部传送一定数目的脉冲；并且在所述控制器的第二接触部接收所述一定数目的脉冲，其中所述脉冲数目表明与所述 控制器处于通信的一定数目的设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脉冲数目表明比与所述控制器处于通信的 设备的数目多一个。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于接收到的脉冲，从所述设备的第二接触部传送第二脉冲，并且 在所述控制器的第一接触部接收所述第二脉冲，其中脉冲数目表明比与所述控制器处 于通信的设备的数目多一个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，传送一定数目的脉冲还包括 生成与所述设备的地址相对应的多个脉冲；以及传送所述多个脉冲和所接收到的脉冲。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，传送所述脉冲包括经由带状线缆传送所述脉冲。
6.一种用于对与控制器处于通信的设备进行自动寻址的方法，所述方法包括 从控制器的第一接触部向与所述控制器处于通信的设备的第二接触部传送脉冲；在所述控制器的第二接触部从所述设备的第一接触部接收一定数目的脉冲，其中所述 脉冲数目表明与所述控制器处于通信的一定数目的设备。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述脉冲数目表明比与所述控制器处于通信的 设备的数目多一个。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括响应于所接收到的脉冲，从所述设备的第二接触部传送第二脉冲，并且 在所述控制器的第一接触部接收所述第二脉冲，其中所述脉冲数目表明比与所述控制 器处于通信的设备的数目多一个。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，传送一定数目的脉冲还包括 生成与所述设备的地址相对应的成组的多个脉冲；并且传送所述成组的多个脉冲和所接收到的脉冲。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，传送所述脉冲包括经由带状线缆或者底板传送 所述脉冲。
11.一种被配置用于对与之处于通信的设备进行自动寻址的控制器，所述控制器包括第一通信接触部； 第二通信接触部；通信处理器，所述通信处理器与第一和第二通信接触部处于通信，其中所述通信处理 器被配置来经由第一通信接触部向与所述控制器处于通信的设备传送脉冲；并且在第二通信接触部从所述设备接收一定数目的脉冲，其中所述脉冲数目表明与所述控制器处于通信的一定数目的设备。
12.根据权利要求11所述的控制器，还包括存储器，所述存储器与所述通信处理器处于通信，所述存储器被配置来存储所接收到 的一定数目的脉冲。
13.根据权利要求11所述的控制器，其中，所述脉冲数目表明比与所述控制器处于通 信的设备的数目多一个。
14.根据权利要求11所述的控制器，其中，所述通信处理器还被配置来在所述控制器的第一通信接触部从所述设备接收第二脉冲，其中所述脉冲数目表明比 与所述控制器处于通信的设备的数目多一个。
15.根据权利要求11所述的控制器，其中，所述通信处理器还被配置来接收与所述设备的地址相对应的多个脉冲，其中所述多个脉冲包括所述通信处理器所 传送的所述脉冲。
16.根据权利要求11所述的控制器，其中，第一和第二通信接触部被耦合到传感器总线。
17.根据权利要求16所述的控制器，其中，所述传感器总线是带状线缆。
18.根据权利要求17所述的控制器，其中，所述带状线缆包括电力总线和通信总线。
19.根据权利要求11所述的控制器，其中，所述设备是线路供电的设备。
20.根据权利要求19所述的控制器，其中，所述线路供电的设备是建筑物自动化传感器。
全文摘要
公开了一种用于对与控制器处于通信的设备进行自动寻址的方法。该方法包括从控制器的第一接触部传送脉冲；在与控制器处于通信的设备的第二接触部接收脉冲；从设备的第一接触部传送一定数目的脉冲；并且在控制器的第二接触部接收所述一定数目的脉冲，其中脉冲数目表明与控制器处于通信的一定数目的设备。
文档编号H04L12/40GK102007755SQ200980107660
公开日2011年4月6日 申请日期2009年3月6日 优先权日2008年3月6日
发明者N·R·麦法兰 申请人:西门子工业公司