设备自组网方法、装置及空调系统与流程

本申请属于空调技术领域，具体涉及一种设备自组网方法、装置及空调系统。

背景技术：

在现有的商用空调单元机系统中，可以使用一个线控器连接多台内机进行统一控制，从而实现低成本的类多联机方案。系统中各单元机间需要传输大量的控制信息和状态信息，为了确保信息被传送到正确的对象，需要保证每个对象的地址(身份)是唯一的，可识别的。传统地址编码一般都是由拨码开关来设定，在安装现场由安装人员临时设定。为了保证地址的唯一性，128台室内机就需要一个7位的拨码开关，拨码开关采用二进制分配码，通过人工设定拨码开关，完成编址的工作，其缺点是容易出错、操作耗时长。

相关技术中，采用自动编码方式避免人工编码易出错、操作耗时长问题。自动编码方式在等待机组上电后，上位机分配地址或者进行轮询地址点名，从机按随机时间的先后进行竞争，上位机将竞争成功的地址确认。由于上位机使用轮询的方式进行点名，按8位数据最大255个地址的范围来计算，使用轮询方式点名会增加组网时间，影响组网效率。

技术实现要素：

为至少在一定程度上克服空调系统组网时自动编码方式中上位机使用轮询的方式进行点名，增加组网时间，影响组网效率的问题，本申请提供一种设备自组网方法、装置及空调系统。

第一方面，本申请提供一种设备自组网方法，包括：

进入地址匹配模式时，按照预设地址段向从机发送点名信息，以使对应地址段的从机收到上位机点名信息后，在所述地址段内生成从机地址；

进入地址回收模式时，向所述地址段内所有从机发送点名信息，并接收所述地址段内各从机收到上位机点名信息后，按随机延时时间返回的从机地址。

进一步的，所述地址段包括：起始地址，在所述地址段内生成从机地址，包括：

生成随机延时时间；

根据随机延迟时间生成随机延时时间对应的地址；

所述从机地址为：地址段起始地址+随机延时时间对应的地址。

进一步的，所述生成随机延时时间，包括：

从机获取答复数据帧长度对应的答复时间；

通过调用随机数库生成随机数；

设置时间系数；

所述随机延迟时间＝随机数*时间系数*答复时间。

进一步的，所述随机延迟时间在输出有效范围内，所述输出有效范围为所述答复数据帧长度对应的答复时间与上位机发送点名信息的时间间隔。

进一步的，所述进入地址回收模式时，还包括：

记录从机地址状态，所述从机地址状态包括地址单从机状态和地址多从机状态；

所述地址单从机状态为一个从机地址对应一个从机；

所述地址多从机状态为一个从机地址对应多个从机。

进一步的，还包括：

进入地址确认模式时，向已记录从机地址的从机发送点名信息，以使从机根据从机地址状态进入对应的运行模式；

判断是否存在从机地址冲突；

若存在，再次进入地址匹配模式。

进一步的，所述从机根据从机地址状态进入对应的运行模式包括：

若从机地址状态为地址单从机状态，则所述从机地址对应从机进入运行静默模式；

若从机地址状态为地址多从机状态，则所述从机地址对应从机进入运行竞争模式。

进一步的，还包括：

确认从机地址状态为地址单从机状态所对应的从机地址为已确认从机地址；

确认从机地址状态为地址多从机状态所对应的从机地址为未确认从机地址。

进一步的，还包括：

再次进入地址匹配模式时，向未确认从机地址对应的从机发送点名信息，以使未确认从机地址对应的从机收到上位机点名后，根据随机延时时间再次生成从机地址。

进一步的，所述未确认从机地址对应的从机收到上位机点名后，根据随机延时时间再次生成从机地址，包括：

在所述地址段内重新生成随机延迟时间，根据随机延迟时间生成从机地址；

或，

在与所述地址段不同的地址段内重新生成随机延迟时间，根据随机延迟时间生成从机地址。

进一步的，所述判断是否存在从机地址冲突包括：

判断接收具有相同从机地址的帧数据中校验码是否一致；

若不一致，则判定从机地址存在冲突。

进一步的，所述校验码根据每帧数据内的数据累计和生成。

进一步的，还包括：

若从机地址不存在冲突，进入地址再确认模式。

进一步的，还包括：

进入地址再确认模式后，上位机发送响应信息，以使未确认从机地址对应的从机收到上位机响应信息后进行答复；

判断有无从机答复；

若有，再次进入地址匹配模式；

否则，从机地址分配完成。

进一步的，所述进入地址匹配模式时，向所有从机发送点名信息，包括：

进入地址匹配模式时，以第一预设周期数向所有从机发送点名信息。

进一步的，所述第一预设周期数为5个周期。

进一步的，所述进入地址回收模式时，向所有从机发送点名信息，包括：

进入地址回收模式时，以第二预设周期数向所有从机发送点名信息。

进一步的，所述第二预设周期数为5个周期。

进一步的，所述进入地址确认模式时，向已记录从机地址的从机发送点名信息，包括：

进入地址确认模式时，以第三预设周期数向已记录从机地址的从机发送点名信息。

进一步的，所述第三预设周期数为3个周期。

进一步的，所述进入地址再确认模式后，上位机发送响应信息，包括：

进入地址再确认模式后，以第四预设周期数发送响应信息。

进一步的，所述第四预设周期数为1个周期。

第二方面，本申请提供一种设备自组网装置，包括：

地址匹配模块，用于进入地址匹配模式时，按照预设地址段向从机发送点名信息，以使对应地址段的从机收到上位机点名信息后，在所述地址段内生成从机地址；

地址回收模块，用于向向所述地址段内所有从机发送点名信息，并接收所述地址段内各从机收到上位机点名信息后，按随机延时时间返回的从机地址。

第三方面，本申请提供一种空调系统，包括：

上位机和多个从机；

所述上位机包括如第二方面中所述设备自组网装置。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明实施例提供的设备自组网方法、装置及空调系统，设备自组网方法包括进入地址匹配模式时，按照预设地址段向从机发送点名信息，以使对应地址段的从机收到上位机点名信息后，在地址段内生成从机地址，进入地址回收模式时，向地址段内所有从机发送点名信息，并接收地址段内各从机收到上位机点名信息后，按随机延时时间返回的从机地址，无需上位机轮询点名或者与从机间逐一确认地址的交互方案，解决传统组网时存在的人工操作过程繁琐、易出错的问题以及通过上位机分配地址耗时较长的问题，并且，通过引入地址段后进一步降低地址冲突概率，提高了首次组网时的组网速度和组网效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请一个实施例提供的一种设备自组网方法的流程图。

图2为本申请另一个实施例提供的一种设备自组网方法的流程图。

图3为本申请一个实施例提供的一种上位机各模式下主从机时序图。

图4为本申请另一个实施例提供的一种设备自组网方法的流程图。

图5为本申请一个实施例提供的另一种设备自组网方法的流程图。

图6为本申请一个实施例提供的一种设备自组网装置的功能结构图。

图7为本申请一个实施例提供的一种空调系统的功能结构图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

图1为本申请一个实施例提供的设备自组网方法的流程图，如图1所示，该设备自组网方法，包括：

s11：进入地址匹配模式时，按照预设地址段向从机发送点名信息，以使对应地址段的从机收到上位机点名信息后，在所述地址段内生成从机地址；

s11：进入地址回收模式时，向所述地址段内所有从机发送点名信息，并接收所述地址段内各从机收到上位机点名信息后，按随机延时时间返回的从机地址。

传统地址编码一般都是由拨码开关来设定，在安装现场由安装人员临时设定。通过人工设定拨码开关，完成编址的工作，其缺点是容易出错、操作耗时长。自动编码方式在等待机组上电后，上位机分配地址或者进行轮询地址点名，从机按随机时间的先后进行竞争，上位机将竞争成功的地址确认。由于上位机使用轮询的方式进行点名，按8位数据最大255个地址的范围来计算，使用轮询方式点名会增加组网时间，影响组网效率。

本实施例中，在进入地址匹配模式时，按照预设地址段向从机发送点名信息，以使对应地址段的从机收到上位机点名信息后，在地址段内生成从机地址，进入地址回收模式时，向地址段内所有从机发送点名信息，并接收地址段内各从机收到上位机点名信息后，按随机延时时间返回的从机地址，无需上位机轮询点名或者与从机间逐一确认地址的交互方案，解决传统组网时存在的人工操作过程繁琐、易出错的问题以及通过上位机分配地址耗时较长的问题，并且，通过引入地址段后进一步降低地址冲突概率，提高了首次组网时的组网速度和组网效率。

本发明实施例提供另一种设备自组网方法，如图2所示的流程图，该设备自组网方法，包括：

s21：进入地址匹配模式时，向地址段内所有从机发送点名信息，以使地址段内各从机收到上位机点名信息后，在所述地址段内生成从机地址；

一些实施例中，地址段包括：起始地址，在所述地址段内生成从机地址，包括：

生成随机延时时间；

根据随机延迟时间生成随机延时时间对应的地址；

需要说明的是，在实际使用中，针对匹配阶段上位机发送的数据长度可以进行灵活调整，如随机延迟时间为20ms、40ms、60ms，但是对应的地址可以为随机延迟时间的1/10，20ms对应地址2，40ms对应地址4，随机延迟时间与地址对应关系可根据数据长度进行调整，本申请不做限定。

从机地址为：地址段起始地址+随机延时时间对应的地址。

一些实施例中，生成随机延时时间，包括：

从机获取答复数据帧长度对应的答复时间；

通过调用随机数库生成随机数，随机数为0～1之间的数；

设置时间系数；

随机延迟时间＝随机数*时间系数*答复时间。

例如，上位机预设地址段为5段，分别为地址段a：1-50，地址段b：51-100，地址段c：101-150，地址段d：151-200，地址段e：201-255，(对应ip1～255)。当线控器进入组网后，按300ms为周期进入随机点名5个地址段的地址匹配模式。从机回复地址数据长度为10ms，在从机a从机b接收到第一次点名信息时，从机a生成随机延时时间为20ms，对应地址为20，地址段为b段，因此生成从机地址为51+20＝71。从机b生成随机延时时间为40ms，对应地址为40，地址段为e段，因此生成从机地址为201+40＝241。

一些实施例中，随机延迟时间在输出有效范围内，所述输出有效范围为所述答复数据帧长度对应的答复时间与上位机发送点名信息的时间间隔。

假设数据帧长度为10ms，上位机点名时间间隔为400ms(上位机点名时间间隔为预设值)，随机延迟时间输出阈值范围就在10ms-400ms之间，如果随机延迟时间超出400ms，会出现数据误解析的情况。

通过设置输出阈值范围，可以防止出现数据冲突的情况。

s22：进入地址回收模式时，向地址段内所有从机发送点名信息，并接收各从机收到上位机点名信息后，按随机延时时间返回的从机地址；记录从机地址状态。

一些实施例中，从机地址状态包括地址单从机状态和地址多从机状态；

地址单从机状态为一个从机地址对应一个从机；

地址多从机状态为一个从机地址对应多个从机。

s23：进入地址确认模式时，向已记录从机地址的从机发送点名信息，以使从机根据从机地址状态进入对应的运行模式；

一些实施例中，从机根据从机地址状态进入对应的运行模式包括：

若从机地址状态为地址单从机状态，则所述从机地址对应从机进入运行静默模式；

若从机地址状态为地址多从机状态，则所述从机地址对应从机进入运行竞争模式。

一些实施例中，还包括：

确认从机地址状态为地址单从机状态所对应的从机地址为已确认从机地址；

确认从机地址状态为地址多从机状态所对应的从机地址为未确认从机地址。

s24：判断是否存在从机地址冲突；

一些实施例中，判断是否存在从机地址冲突包括：

判断接收具有相同从机地址的帧数据中校验码是否一致；

一些实施例中，校验码根据每帧数据内的数据累计和生成。

由于每个从机所处不同的环境，收集到不同环境参数，因此每个从机发送的帧数据也会不同，进而可保证不同从机发送的帧数据的校验码不一致。

若不一致，则判定从机地址存在冲突。

s25：若存在，再次进入地址匹配模式。

一些实施例中，再次进入地址匹配模式时，向未确认从机地址对应的从机发送点名信息，以使未确认从机地址对应的从机收到上位机点名后，根据随机延时时间再次生成从机地址。

一些实施例中，未确认从机地址对应的从机收到上位机点名后，根据随机延时时间再次生成从机地址，包括：

在所述地址段内重新生成随机延迟时间，根据随机延迟时间生成从机地址；

或，

在与所述地址段不同的地址段内重新生成随机延迟时间，根据随机延迟时间生成从机地址。

通过以上不同从机地址生成方式，可以进一步拓宽二次地址分配范围。

未确认从机地址对应的从机存储已确认从机地址，生成从机地址时排除已确认从机地址。

s26：若从机地址不存在冲突，进入地址再确认模式。

通过地址再确认模式可以再次确认无遗漏从机。

一些实施例中，进入地址再确认模式后，包括：

s261：上位机发送响应信息，以使未确认从机地址对应的从机收到上位机响应信息后进行答复；

s262：判断有无从机答复；

s263：若有，再次进入地址匹配模式；

s264：否则，从机地址分配完成。

一些实施例中，进入地址匹配模式时，向所有从机发送点名信息，包括：

进入地址匹配模式时，以第一预设周期数向所有从机发送点名信息。

第一预设周期数为5个周期。

进入地址回收模式时，向所有从机发送点名信息，包括：

进入地址回收模式时，以第二预设周期数向所有从机发送点名信息。

第二预设周期数为5个周期。

进入地址确认模式时，向已记录从机地址的从机发送点名信息，包括：

进入地址确认模式时，以第三预设周期数向已记录从机地址的从机发送点名信息。

第三预设周期数为3个周期。

进入地址再确认模式后，上位机发送响应信息，包括：

进入地址再确认模式后，以第四预设周期数发送响应信息。

第四预设周期数为1个周期。

上位机各模式下主从机时序图如图3所示，需要说明的是，上述周期个数可根据实际情况自由调整，本申请不做限定。

本实施例中，上位机周期性点名，无需上位机分配地址或轮询点名地址，可以大幅提高组网速度，引入了地址段分段点名的方式，除了判断随机延时时间是否相同，还需要判断地址段是否相同，在随机延迟时间和所在地址段都相同时才会出现地址冲突，进一步降低了首次组网时地址冲突的概率，快速提高了首次无地址冲突时从机的组网速度，对需要地址竞争的从机也有可靠的分配方式，进一步提高组网可靠度。

图4为本申请另一个实施例提供的设备自组网方法的流程图，如图4所示，该设备自组网方法包括：

s41：上位机以第一预设周期数向所有从机发送点名信息；

s42：从机接收上位机周期性发送的点名信息，在接收到点名信息后，生成从机地址；

s43：从机向上位机发送应答数据，应答数据包括从机地址。

s44：上位机以第二预设周期数接收每个从机发送的应答数据；

s45：判断各个从机的从机地址是否存在冲突；

s46：若不存在，记录从机及其对应的从机地址。

如图5所示，自组网时上位机与从机交互方法包括：当工程人员完成机组接线及安装后，对机组进行上电，设置线控器进入地址匹配模式后，上位机在总线上进行周期性点名，发送点名信息，整个点名周期为10t(turn，点名周期)，其中0～5t进入地址匹配模式，5t～10t进入地址回收模式，点名信息中不指定具体目标地址，此时上位机等待从机自行获取地址。从机接到上位机发送的点名信息后，生成随机延迟时间和本机的地址，并进行记录。

当5t～10t时，上位机进入地址回收模式，从机按已获得的随机延迟时间在上位机点名信号发出后进行周期性答复，直至10t点名完成。

例如，现有上位机线控器一台，从机a从机b两台，上位机预设地址段为5段，分别为地址段a：1-50，地址段b：51-100，地址段c：101-150，地址段d：151-200，地址段e：201-255。当线控器进入组网后，按300ms为周期进入随机点名5个地址段的地址匹配模式。从机回复地址数据长度为10ms，在从机a从机b接收到第一次点名时，从机a根据随机延时模块输出延时时间为20ms，对应地址为20，地址段为b段，因此真实ip地址为51+20＝71。从机b根据随机延时模块输出延时时间为40ms，对应地址为40，地址段为e段，因此真实ip地址为201+40＝241。当上位机进行完第一次地址段点名，结束地址匹配模式。进入地址回收模式，上位机进入第二次地址段点名，从机a在上位机点名a地址段时不会答复，点名到b段时，20ms后回复含有地址71的数据。从机b则在上位机点名e段时，40ms后回复含有地址241的数据。此时，上位机已完成地址回收，地址存储模块存储了地址71及地址241。

上位机退出地址回收模式，此时上位机已获取到所有从机的从机地址。由于上位机对某一个地址进行点名时，如果有多个从机存在地址冲突，同时答复上位机点名，此时上位机由于接收到了两帧相同地址的数据，但是两帧数据校验码不一致，会出现解析数据异常的情况。因此上位机可以依此开放地址竞争空间，实时将此信息传递给需要再次进行地址竞争的从机。

最后，上位机进入地址确认模式，上位机把之前在地址回收模式中收集的从机地址进行点名确认，已被点名确认的从机收到后进入运行静默模式。上位机不会对已确认从机地址进行点名，以节省组网时间。在此期间总线上其他从机将使用记录被点名从机的地址信息，未被点名的从机进入运行竞争模式。

如果上位机侦测到有地址冲突的情况，当上位机发送确认信息3t结束后，上位机再次进入地址匹配模式，从机记录下已确认的从机地址，重新生成随机延时时间和从机地址上位机按0-10t点名，5-10t接收，从机5-10t接收应答数据的步骤，再进入地址确认模式的循环，直到所有从机均分配到地址。当上位机没有侦测到有地址冲突，进入地址再确认模式，上位机会向总线发送一帧地址响应帧。如果有从机答复，切换回地址匹配模式，如果无从机答复，则退出地址再确认模式。

本实施例中，上位机周期性点名，从机自行生成随机延迟时间和从机地址，根据随机延时时间向总线上发送地址应答数据，上位机通过总线上获取所有从机地址。存在地址冲突时，从机排除已确认从机地址，重新生成从机地址再次进行竞争，待所有从机均分配地址后完成组网过程，从而实现高效式的地址竞争方案，提高组网速度和组网效率。

本发明实施例提供一种设备自组网装置，如图6所示的功能结构图，该设备自组网装置包括：

地址匹配模块61，用于进入地址匹配模式时，按照预设地址段向从机发送点名信息，以使对应地址段的从机收到上位机点名信息后，在所述地址段内生成从机地址；

地址回收模块62，用于向向所述地址段内所有从机发送点名信息，并接收所述地址段内各从机收到上位机点名信息后，按随机延时时间返回的从机地址。

一些实施例中，还包括：

记录模块63，用于记录从机地址状态，所述从机地址状态包括地址单从机状态和地址多从机状态；

地址确认模块64，用于进入地址确认模式时，向已记录从机地址的从机发送点名信息，以使从机根据从机地址状态进入对应的运行模式；

地址再确认模块65，用于在从机地址不存在冲突时，进入地址再确认模式，上位机发送响应信息，以使未确认从机地址对应的从机收到上位机响应信息后进行答复。

本实施例中，通过地址匹配模块进入地址匹配模式时，向所有从机发送点名信息，以使各从机收到上位机点名信息后，根据随机延时时间生成从机地址；地址回收模块向所有从机发送点名信息，并接收各从机收到上位机点名信息后，按随机延时时间返回的从机地址，无需上位机轮询点名或者与从机间逐一确认的交互方案，提高了首次无地址冲突时从机的组网速度和组网效率，解决传统内机组网时存在的人工操作过程繁琐、易出错的问题以及通过上位机分配地址耗时较长的问题。

本发明实施例提供一种空调系统，如图7所示的功能结构图，该空调系统包括：

上位机71和多个从机72；

上位机71包括如上述实施例中所述的设备自组网装置73；

一些实施例中，从机72包括随机延时时间生成模块，用于收到上位机点名信息后，生成随机延迟时间；

地址存储模块，用于存储已确认从机地址，实现本机地址管理。

无需上位机分配地址或轮询点名地址，可以大幅加快提高组网速度。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

需要说明的是，本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域技术人员在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。