一种基于无仲裁总线的智能组网方法
【技术领域】
[0001]本发明属于组网通信领域，涉及一种通信组网方法。
【背景技术】
[0002]目前无仲裁总线组网的常规方式为:在设备组网之前，就对每一台设备进行地址分配，并且指配一只作为主机，该主机掌管该网络的通信主导权。该方法的优点是地址设置直观，可以清楚的知道哪一只设备对应于哪一个地址，缺点是一旦组网的设备数量较大，则设置工作量也成倍增加，若地址分配过程中有设置错误，后期上电后发现有冲突，还必须重新进行排查，并重新设置。
[0003]现有方法在设备上电完毕后，按照地址进行自组网完成组网操作，若在运行过程中，有设备发生损坏，需要换上一个与当前正常运行设备中无重复地址的新设备方能完成设备的组网操作。上述方法还存在以下的缺点:
1.若无法获知当前每台设备的地址，就不能对新进设备设置有效地址，也就极有可能会造成地址冲突，组网崩溃或者地址设置溢出等其他问题。
[0004]2.在组网设备运行过程中，若需要添加新的设备，则会发现与问题I 一样的问题，就必须知道所有当前设备的地址，否则无法完成组网操作，甚至组网崩溃。
[0005]3.在组网设备运行过程中，若主机发生故障需要更换，在主机故障期间，整个组网网络因缺少主机调度而崩溃。
[0006]4.在实际现场施工运行过程中，由于现场条件恶劣；工程施工人员不具备设置组网知识或怕麻烦；很多时候，都是设备上电运行，但并没能组网运行，白白浪费了电能，不能起到应有的社会价值。
【发明内容】
[0007]技术问题:本发明提供一种具有高度智能化和可靠性，不耗用硬件成本，免维护，且具有通信故障自诊断功能的基于无仲裁总线的智能组网方法。
技术方案:本发明的基于无仲裁总线的智能组网方法，包括以下步骤:
1)所有组网设备启动并进入各自的延时，在延时结束时发送点名报文，并按如下规则确定主机:
如果一台设备在其整个延时过程中没有收到其他设备的点名报文，则认为其自身是主机，并在延时结束后发送点名报文；
如果一台设备在其延时过程中收到其他设备的报文，则认为其自身是从机，取消发送点名报文，进入二次随机延时，并进入被点名等待；
2)主机按照初始ID顺序由小到大发送点名报文，从机在二次延时结束时对接收到的与其ID —致的点名报文进行应答，并按如下规则进行组网:
对于合法应答的从机，则将该从机的ID作为其在从机区域的占用ID ；
如果一台从机在二次延时过程中发现其自身的ID与其他应答从机的ID重复，则取消应答，进入备用区等待点名，并将其ID更新为备用区中不重复的占用ID ;
如果应答的从机ID小于主机ID，则将主机降为从机，将其ID更新为备用区中不重复的占用ID，进入被点名等待，并将该应答从机升为主机后重新开始发送点名报文和应答；主机完成对所有从机ID的点名后，如果备用区中有待分配的从机，则继续在备用区进行点名应答，直至完成组网，否则直接完成组网。
[0008]本发明方法的优选方案中，步骤2)中的规则还包括:
主机如果在应答时限内没有收到合法应答报文，则重复发送该ID的点名报文，直到收到合法应答或重复次数超过容错次数后，再发送下一 ID的点名报文。
[0009]本发明方法的优选方案中，步骤2)中在备用区进行点名应答的具体规则为: 主机按照备用区初始ID顺序由小到大发送点名报文，从机对接收到的与其ID —致的点名报文进行应答，并且:
对于合法应答的从机，则将该从机ID修改为从机区域没有被占用的ID。
[0010]本发明方法的优选方案中，还包括步骤3)，具体内容为:
主机对在线从机依次轮询，查询从机状态和参数，从机收到轮询报文后进行应答，主机收到应答后，如果发现有从机故障，则记录故障从机的ID ;
组网约定将ID号与主机ID最接近的从机作为备用主机，所述备用主机侦测主机轮询报文，如侦测不到轮询报文，则认为主机不存在，将该备用主机升为主机后重新开始组网。
[0011]本发明方法的优选方案中，还包括步骤4)，具体内容为:
新设备上电后随机延时过程中在检测到总线上有数据交互，将其ID更新为备用区中不重复的占用ID，主机定期按照备用区初始ID顺序由小到大发送点名报文，备用区中的新设备应答主机的点名报文；
主机接收到应答后，将该应答从机的备用区占用ID更新为从机区域中不重复的占用
ID0
[0012]本发明中，上电智能主机识别，上电智能从机排序，运行过程中，实时判断有无新从机加入并完成组网，实时判断主机状态，在主机发生故障后，能由从机中自动选出新的主机接管整个组网网络。
[0013]本发明方法适用在包括但不仅限于Rs485、Rs232、M-bus等通用串行总线上，应用于需要进行组网通信，组网控制，无人值守免维护等多种场合。按照本发明方法完成组网后，可以实时监测当前组网成员的通信状态:对因有故障而更换的新从机或新添加从机设备重新分配新的地址而无需任何设置，即无论是因故障换新的新从机，还是因设备数量不足而后加入的新从机，都可以由主机智能的对这些新设备进行组网，而无需任何设置。同时对因主机故障而市区组网中枢的情况，由能在从机中智能的选择出新的主机，而不会导致整个组网因缺少中枢主机控制而崩溃，即当组网中的主机因故障损坏后，剩余的从机系统可以智能感知，并从中选择一个新的主机接管整个组网网络。
[0014]本发明能够实现:智能总线主机设备仲裁，智能从机设备分配，智能从机加入及退出，智能从机提权控制和恢复功能。通过多无差异(或有部分差异)终端总线相连后，智能的按照要求将特定的要求进行主机自动甄别，从机排序，在运行的过程中，实时监测是否有新的从机进入，是否有故障从机退出，是否需要在主机故障后从机提权，真正实现了免设置，无操作的组网通信。特别适用于维护场合恶劣，设置复杂，施工人员素质参差不齐的场合。
[0015]有益效果:本发明与现有技术相比，具有以下优点:
传统的设备上电时，主从应答时根据设备已经设置好的ID (地址)进行通讯的，即，要想完成所有设备的组网，必须对ID进行一个无重复设置的过程，若ID相同，则没有办法通过ID区分设备的异同，自然也就没有办法进行主从应答。
[0016]本发明设计了一种上电自动修改ID的方式，使得上电前无需手动设置设备ID，特别是再设备数量较多的时候，极大的简化了上电设置步骤，真正做到了即插即用。设备上电前，无需任何组网设置，完成通讯的物理连接后，即可自主组网。
[0017]设备运行中，无论是新加入设备，设备更换，还是主机故障，均能自动完成组网过程，无需人工参与，省时省力。
[0018]对现场条件恶劣的地方，不具备再设置参数条件的，传统的方法就不能适应这种要求，而本发明只需完成所有的物理连接上电即可。