专利名称：一种多联机空调通信系统及通信方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多联机空调通信系统及通信方法。
背景技术：
多联机空调系统只用一台室外机就可实现对多台室内机的集中管理，具有室内机独立控制、使用灵活、扩展性好、外形美观、占用空间小等优点。多联机空调系统一台外机通过通信总线可连接1-128台内机。由于许多通讯芯片无自动竞争发信机制(如MM1192)，不能两片及以上芯片同时向总线发送数据，否则会导致通信总线数据错乱。为保证通信可靠性，内外机通信通常采用异步半双工通信方式。通信总线时序往往采用点播方式，即外机主动发出含有唯一内机地址的数据帧后，只有与此地址相匹配的内机进行应答，发送该内机的数据帧。没有被外机点播的内机不会往总线发送任何数据。该种通信方式能够保证通信总线上任一时刻只有一台内机或外机在发送数据，不会造成总线堵塞。现有的异步通信方式形如外机-内机1-外机-内机2-外机-内机3-…外机-内机1-外机-内机2-外机-内机3-……，使用该种点播方式虽然能够保证通信的可靠性，但是这种一问一答的通信方式，消耗了大量的通信时间。外机在查询内机数据时，必须先发送点播含有该内机地址的数据帧，然后对应地址的内机才能进行应答发送数据，由于通信时间引起的非实时性，会造成整个系统的运行动作和状态延迟，会严重影响一些对时间要求比较苛刻的系统的正常运行。针对以上问题，本方案提出了一种多联机空调内机、外机及内机、外机的工作方法，以解决现有技术中点播通信方式耗时长、通信效率低的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多联机空调系统的通信方法，该方法在保证现有通信速率(波特率，通常硬件决定)不变及通信可靠性的基础上，提高了内外机通信效率，缩短通信时间。为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的一种多联机空调的通信方法，所述多联机空调包括外机和通过通信总线与所述外机相连的至少两台内机，该通信方法包括，SI 内机检测并记录通信总线上连接的具有唯一地址标识信息的所有内机；S2 内机接收广播数据帧；S3:当前所有未发送响应数据帧的内机判断通信总线空闲时间是否达到预设的第一通信总线空闲时间阈值，如达到，执行步骤S4 ；S4:内机判断自身在所有未发送响应数据帧的内机地址中是否最小，如是，执行步骤S5，否则，执行步骤S6;步骤S5 :发送响应数据帧；
S6 :判断通信总线是否空闲，如空闲，执行步骤S7 ;否则，重新检测通信总线空闲时间，执行步骤S3。S7:判断通信总线空闲时间是否达到预设的第二通信总线空闲时间阈值，如达到，执行步骤S4 ；其中，所述第二通信总线空闲时间阈值大于所述第一通信总线空闲时间阈值。所述步骤S2中广播数据帧是由外机按照预设的第三通信总线空闲时间阈值发送的，具体包括，当所有内机发送响应数据帧结束后，外机判断通信总线空闲时间是否达到预设的第三通信总线空闲时间阈值，如达到，外机再次发送广播数据帧；其中，所述第二通信总线空闲时间阈值大于所述第一通信总线空闲时间阈值，所述第三通信空闲时间阈值大于所述第二通信总线空闲时间阈值。相应地，本发明公开一种多联机空调的通信系统，所述多联机空调包括外机和通过通信总线与所述外机相连的至少两个内机，其特征在于，所述内机包括记录存储模块，用于内机检测并记录通信总线上连接的具有唯一地址标识信息的所有内机；接收模块，用于内机接收广播数据帧；第一判断模块，用于当前所有未发送响应数据帧的内机判断通信总线空闲时间是否达到预设的第一通信总线空闲时间阈值，如达到，由第二判断模块处理；第二判断模块，用于内机判断自身在所有未发送响应数据帧的内机地址中是否最小，如是，由发送模块处理；否则，由第三判断模块处理；发送模块，用于发送响应数据帧；第三判断模块，用于判断通信总线是否空闲，如空闲，由第四判断模块处理，否则，重新检测通信总线空闲时间，由所述第一判断模块处理；第四判断模块，用于判断通信总线空闲时间是否达到预设的第二通信总线空闲时间阈值，如达到，由所述第二判断模块处理；其中，所述第二通信总线空闲时间阈值大于所述第一通信总线空闲时间阈值。所述外机包括判断模块，用于当所有内机发送响应数据帧结束后，判断通信总线空闲时间是否达到预设的第三通信总线空闲时间阈值，如达到，由发送模块处理；发送模块，用于发送广播数据帧。其中，所述第二通信总线空闲时间阈值大于所述第一通信总线空闲时间阈值，所述第三通信总线空闲时间阈值大于所述第二通信总线空闲时间阈值。本发明的技术方案，通过对外机和内机发送数据帧的时间进行管理，在外机发送广播数据帧后，内机根据地址顺序依次发送响应数据帧，改变外机与内机间的通信模式，在保证现有通信速率不变及通信可靠性的基础上， 提高了内外机通信效率，缩短通信时间。
图1为本发明多联机空调的通信方法流程图；图2为本发明多联机空调内、外机数据帧的发送时间的示意图；图3为本发明第一实施例提供的多联机空调的通信方法流程图4为本发明多联机空调通信系统的结构框图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1为本发明多联机空调的通信方法流程图。多联机空调包括外机和与所述外机通过通信总线连接的至少两台内机。如图1所示，该方法包括如下步骤步骤101 :内机检测并记录通信总线上连接的具有唯一地址标识信息的所有内机。在多联机空调系统中，一台外机与若干台内机通过通信总线进行连接，其中，每台内机都有唯一的通信地址作为标识信息。所有内机向通信总线发送携带有唯一地址标识信息的广播数据帧，在经过总线通信地址确认后，每台内机都能检测到通信总线上连接的所有内外机，每台内机将检测到的通信总线上连接的其它内机的地址等信息保存到内机自身的微处理器芯片RAM区中。步骤102 内机接收广播数据帧。内机在接收到外机发送的广播数据帧后，系统对内机发送响应数据帧的时刻进行管理。首先设置内机发送响 应数据帧的第一通信总线空闲时间阈值tl和第二通信总线空闲时间阈值t2，其中，第一通信总线空闲时间阈值tl、第二通信总线空闲时间阈值t2之间满足如下关系t2>tl。内机何时发送响应数据帧根据检测到的通信总线空闲时间与预设的第一通信总线空闲时间阈值tl和第二通信总线空闲时间阈值t2来确定的。所述广播数据帧是由外机按照预设的第三通信总线空闲时间阈值t3发送的，具体包括，当所有内机发送响应数据帧结束后，外机判断通信总线空闲时间是否达到预设的第三通信总线空闲时间阈值t3，如达到，外机再次发送广播数据帧；否则，继续判断通信总线空闲时间是否达到预设的第三通信总线空闲时间阈值t3。其中，所述tl、t2和t3之间的关系满足t3>t2>tl。在整个通信时序中，系统根据通信总线空闲时间来设定内、外机何时发送数据帧。本实施例中，系统根据通信总线空闲时间预设一个第三通信总线空闲时间阈值t3来确定外机发送数据帧的时刻，当通信总线空闲时间达到预设的第一通信总线空闲时间阈值t3时,外机主动发送数据帧到通信总线。其中,外机通过广播方式发送数据帧。步骤103 :当前所有未发送响应数据帧的内机判断通信总线空闲时间是否达到预设的第一通信总线空闲时间阈值，如达到，执行步骤104 ;否则，继续执行步骤103。步骤104 :内机判断自身在所有未发送响应数据帧的内机地址中是否最小，如是，执行步骤105，否则，执行步骤106。步骤105 :发送响应数据中贞。当通信总线空闲时间达到预设的第一通信总线空闲时间阈值tl时，每台内机根据自身处理器芯片RAM区存储的所有内机的地址标识信息，判断所有未发送数据帧的内机中地址最小的内机，由地址最小的内机进入发送状态，发送响应数据帧；步骤106 :判断通信总线是否空闲，如空闲，执行步骤107 ;否则，重新检测通信总线空闲时间，执行步骤103。其他内机错过当前第一通信总线空闲时间阈值tl时刻发送数据帧，判断通信总线是否空闲，检测到通信总线上已经有数据(当前地址最小的内机在发送数据帧)，通信总线处于忙碌状态，需要重新检测通信总线是否空闲，即需要对下一个第一通信总线空闲时间阈值tl和第二通信总线空闲时间阈值t2重新计时。其中，内机每接收到一次其他内机或外机的数据帧都会重新判断一次通信总线空闲时间是否达到预设的第一通信总线空闲时间阈值tl。重复上述内机发送响应数据帧的步骤，直至所有内机按照地址顺序依次发送响应数据帧结束，整个通信时序中每台内机按照预设的第一通信总线空闲时间阈值间隔依次按地址顺序发送数据帧。步骤107 :判断通信总线空闲时间是否达到预设的第二通信总线空闲时间阈值，如达到，执行步骤104 ;否则执行步骤106。其他内机错过当前第一通信总线空闲时间阈值tl时刻发送数据帧，判断通信总线是否空闲，如空闲，按照预设的第二通信总线空闲时间阈值t2进行等待，需要等待通信总线空闲时间到达第二通信总线空闲时间阈值t2时刻才能发送。当外机检测到通信总线上连接的所有内机发送响应数据帧结束后，外机检测通信总线空闲时间达到预设的第三通信总线空闲时间阈值t3时，外机再次主动发送数据帧。内机在按照地址顺序发送数据帧 时，通过对内机记录的当前最小的内机信息进行清零或者初始化，以保证每轮判断内机地址最小时不会出错，始终从地址最小的内机开始发送数据帧。该种内外机通信方式在无需改变硬件并保证通信可靠性的基础上，保证了任一时刻，总线上只能有唯一一台内机往总线发送数据，提高了通信效率，缩短了通信时间。图2为本发明多联机空调系统内、外机数据帧的发送时间的示意图。如图2所示，在整个通信时序中，外机根据检测到的通信总线空闲时间与预设的第三通信总线空闲时间阈值t3的比较结果，来确定何时发送广播数据帧；内机接收到外机送的数据帧时,所有内机同时设定第一通信总线空闲时间阈值tl和第二通信总线空闲时间阈值t2，在所有未发送响应数据帧的内机中，当每台内机检测到总线空闲时间达到tl时，开始判断自己是否是所有未发送内机中地址最小的。如果是，该内机则开始发送(假设最小地址为Nol)，即在tl时刻开始发送响应数据帧；其他未发送的内机(假设地址为No2，No3, No4……)发现当前地址轮不到自己发送，会错过tl发送时刻点，需要等待到达发送时刻点t2才能发送。这样避开了与Nol的同时发送产生的冲突。其他内机在等待到达t2前，检测到总线上已经有数据(此时是Nol在发送)，通信总线处于忙碌状态，需要重新检测总线是否空闲，即对第一通信总线空闲时间阈值tl和第二通信总线空闲时间阈值t2需要重新开始计时。只有当Nol发送完成后，其他内机(No2, No3, No4……)才检测到通信总线空闲时间是否达到预设的第一通信总线空闲时间阈值tl和第二通信总线时间空闲阈值t2，已发送完成的内机Nol不再发送，对第一通信总线空闲时间阈值tl和第二通信总线空闲时间阈值t2不再判断。在通信总线空闲再次到达tl时(No2，No3, No4……能够同时检测到)，在剩余未发
送的内机No2，No3, No4......中，每台内机开始判断自己是否是所有未发送内机中地址最小
的。此时是No2的地址最小，N02开始发送，其他未发送的内机(N03/N04)会错过tl时刻，需要等待到达t2才能发送。
重复上述发送步骤，直到所有内机都发送完毕。即每台内机是间隔tl时间依次按地址顺序发送。其中，时间阈值的设定可根据实际情况进行选择，但三个阈值满足如下关系预设的第三通信总线空闲时间阈值大于预设的第二通信总线空闲时间阈值(图中未示出)，所述第二通信总线空闲时间阈值大于预设的第一通信总线空闲时间阈值。图3为本发明第一实施例提供的多联机空调的通信方法流程图。如图3所示，该方法的具体步骤包括步骤301 :程序启动,单片机芯片初始化；步骤302 :内机检测并记录通信总线上连接的具有唯一地址标识信息的所有内机；步骤303 :检测通信总线空闲时间是否达到预设的第三通信总线空闲时间阈值(t3)，如是，执行步骤304 ;如否，继续等待；步骤304 :外机发送广播数据帧；步骤305 :内机接收数据帧，预设发送响应数据帧的第一通信总线空闲时间阈值(tl)和第二通信总线空闲时间阈值(t2)；步骤306 :判断通信总线空闲时间是否达到预设的第一通信总线空闲时间阈值(t2),如果达到，执行步骤307 ;否则，继续等待；步骤307 :判断所有未发送响应数据帧的内机地址，地址最小的内机，执行步骤308 ;其他内机，执行步骤309 ；步骤308 :该内机发送响应数据帧；执行步骤306 ；步骤309 :其他内机按照预设的第二通信总线空闲时间阈值(t2)进行等待，在检测到有内机发送数据帧时，重新检测通信总线空闲时间是否达到预设的第一通信总线空闲时间阈值(11)，执行步骤306 ；步骤310 :判断所有内机发送数据帧是否结束，如是，则执行步骤303，否则，执行步骤309。图4为本发明多联机空调通信系统的结构框图。如图4所示，所述系统包括外机和和与所述外机通过通信总线连接的至少两台内机，所述内机包括记录存储模块，用于内机检测并记录通信总线上连接的具有唯一地址标识信息的所有内机；接收模块，用于内机接收广播数据帧；第一判断模块，用于当前所有未发送响应数据帧的内机判断通信总线空闲时间是否达到预设的第一通信总线空闲时间阈值，如达到，由第二判断模块处理；第二判断模块，用于内机判断自身在所有未发送响应数据帧的内机地址中是否最小，如是，由发送模块处理；否则，由第三判断模块处理；发送模块，用于发送响应数据帧； 第三判断模块，用于判断通信总线是否空闲，如空闲，由第四判断模块处理，否则，重新检测通信总线空闲时间，由所述第一判断模块处理；第四判断模块，用于判断通信总线空闲时间是否达到预设的第二通信总线空闲时间阈值，如达到，由所述第二判断模块处理；
其中，所述第二通信总线空闲时间阈值大于所述第一通信总线空闲时间阈值。所述外机包括判断模块，用于当所有内机发送响应数据帧结束后，判断通信总线空闲时间是否达到预设的第三通信总线空闲时间阈值，如达到，由发送模块处理；发送模块，用于发送广播数据帧。其中，所述第二通信总线空闲时间阈值大于所述第一通信总线空闲时间阈值，所述第三通信总线空闲时间阈值大于所述第二通信总线空闲时间阈值。当所有未发送响应数据帧的内机每接收到一次其他内机或外机发送的数据帧时，所述第一判断模块都重新判断通信总线空闲时间是否达到所述第一通信总线空闲时间阈值和第二通信总线空闲时间阈值。本发明的技术方案，通过对外机和内机发送数据帧的时间进行管理，在外机发送广播数据帧后，内机根据地址顺序依次发送响应数据帧，改变外机与内机间的通信模式，在现有通信速率(波特率，通常硬件决定)不变及保证通信可靠性的基础上，提高了内外机通信效率，缩短通信时间。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如R0M/RAM、磁碟、光盘。 上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种多联机空调的通信方法，所述多联机空调包括外机和通过通信总线与所述外机相连的至少两台内机，其特征在于，该通信方法包括， S1:内机检测并记录通信总线上连接的具有唯一地址标识信息的所有内机； 52:内机接收广播数据帧； 53:当前所有未发送响应数据帧的内机判断通信总线空闲时间是否达到预设的第一通信总线空闲时间阈值，如达到，执行步骤S4 ； S4:内机判断自身在所有未发送响应数据帧的内机地址中是否最小，如是，执行步骤S5，否则，执行步骤S6 ； 55:发送响应数据帧； 56:判断通信总线是否空闲，如空闲，执行步骤S7 ;否则，重新检测通信总线空闲时间，执行步骤S3。
S7:判断通信总线空闲时间是否达到预设的第二通信总线空闲时间阈值，如达到，执行步骤S4 ； 其中，所述第二通信总线空闲时间阈值大于所述第一通信总线空闲时间阈值。
2.根据权利要求1所述的多联机空调的通信方法，其特征在于，所述步骤S2中广播数据帧是由外机按照预设的第三通信总线空闲时间阈值发送的，具体包括，当所有内机发送响应数据帧结束后，外机判断通信总线空闲时间是否达到预设的第三通信总线空闲时间阈值,如达到,外机再次发送广播数据帧； 其中，所述第二通信总线空闲时间阈值大于所述第一通信总线空闲时间阈值，所述第三通信空闲时间阈值大于所述第二通信总线空闲时间阈值。
3.根据权利要求1所述的多联机空调的通信方法，其特征在于，所述步骤S3中当前所有未发送响应数据帧的内机判断通信总线空闲时间是否达到预设的第一通信总线空闲时间阈值包括，所有未发送响应数据帧的内机每接收到一次其他内机或外机发送的数据帧都重新检测通信总线空闲时间是否达到所述第一通信总线空闲时间阈值和第二通信总线空闲时间阈值。
4.根据权利要求1所述的多联机空调的通信方法，其特征在于，所述步骤SI中内机检测并记录通信总线上连接的具有唯一地址标识信息的所有内机包括，所有内机向通信总线发送携带有唯一地址标识信息的广播数据帧，内机接收数据帧并将所有内机的唯一地址标识信息存储到自身单片机芯片RAM区中。
5.一种多联机空调的通信系统，所述多联机空调包括外机和通过通信总线与所述外机相连的至少两个内机，其特征在于，所述内机包括 记录存储模块，用于内机检测并记录通信总线上连接的具有唯一地址标识信息的所有内机； 接收模块，用于内机接收广播数据帧； 第一判断模块，用于当前所有未发送响应数据帧的内机判断通信总线空闲时间是否达到预设的第一通信总线空闲时间阈值，如达到，由第二判断模块处理； 第二判断模块，用于内机判断自身在所有未发送响应数据帧的内机地址中是否最小，如是，由发送模块处理；否则，由第三判断模块处理； 发送模块，用于发送响应数据帧；第三判断模块，用于判断通信总线是否空闲，如空闲，由第四判断模块处理，否则，重新检测通信总线空闲时间，由所述第一判断模块处理； 第四判断模块，用于判断通信总线空闲时间是否达到预设的第二通信总线空闲时间阈值，如达到，由所述第二判断模块处理； 其中，所述第二通信总线空闲时间阈值大于所述第一通信总线空闲时间阈值。
6.根据权利要求5所述的多联机空调的通信系统，其特征在于，所述外机包括 判断模块，用于当所有内机发送响应数据帧结束后，判断通信总线空闲时间是否达到预设的第三通信总线空闲时间阈值，如达到，由发送模块处理； 发送模块，用于发送广播数据帧。
其中，所述第二通信总线空闲时间阈值大于所述第一通信总线空闲时间阈值，所述第三通信总线空闲时间阈值大于所述第二通信总线空闲时间阈值。
7.根据权利要求5所述的多联机空调的通信系统，其特征在于，当所有未发送响应数据帧的内机每接收到一次其他内机或外机发送的数据帧时，所述第一判断模块都重新判断通信总线空闲时间是否达到所述第一通信总线空闲时间阈值和第二通信总线空闲时间阈值。
全文摘要
本发明公开一种多联机空调通信系统及通信方法，内机检测并记录通信总线上连接的具有唯一地址标识信息的所有内机，内机接收外机发送的广播数据帧并按照地址顺序依次发送响应数据帧，该方法在保证现有通信速率不变及通信可靠性的基础上，提高了内外机通信效率，缩短通信时间。
文档编号F24F11/00GK103036754SQ20121047879
公开日2013年4月10日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者禚百田, 时斌, 程绍江, 由秀玲, 王军 申请人:青岛海尔空调电子有限公司, 海尔集团公司