通信网络的自动配置的方法与流程

本发明涉及网络中的通信领域。更具体地，它涉及在网络中连接的电子设备的自动配置。

背景技术：

1、在电子系统中，通常需要控制大量设备。这些设备可以是致动器、照明单元等。这些系统的复杂性随着设备数量的增加而增加，并且控制信号到每个设备的传输变得非常困难。电子系统通常形成旨在(例如，通过简化布线和/或保护数据传输免受环境寄生影响)简化控制的网络和子网络。

2、设备作为网络节点连接到网络。一些网络要求节点可以被标识以便向它们发送控制信号。例如，连接到网络中的节点中的其余节点的主节点可以向每个节点分配唯一地址。这要求每个节点有大量的连接或引脚。

3、替代方法是可能的。连接具有唯一可用地址的从节点是可能的。在这种情况下，主节点通过仲裁收集唯一从节点地址。

4、然而，一些应用(诸如室内照明系统中的动态光应用)要求有关设备的布局的附加信息，而不仅仅要求用于标识和控制它们的装置。

5、提供具有简单连接和可靠设备控制的网络会是可期望的，即使在具有大量连接的设备的网络中也是如此。

技术实现思路

1、本发明的实施例的目的在于提供一种自动配置的方法、一种用于自动配置的电子设备之间的通信的方法、一种用于网络的电子设备以及一种允许提取节点的地址和在网络中相对于其他节点的位置的网络。

2、在第一方面中，对经由总线连接的、形成线性网络的多个节点进行自动配置的方法，每个节点由标识符标识，标识符针对连接到网络的多个节点中的每个节点是唯一的。方法包括以下步骤：选择网络中的节点并提取该节点的标识符，以及至少针对第一节点到倒数第二节点，在网络中从所选择的节点传输电流。这允许读取至少流过在先前迭代循环中未被选择的节点的电流的方向。有利的是，不存在对于读取电流值的需要，仅需读取方向。将经提取的标识符与针对所述未被选择的节点的电流的方向链接，从而获得所述未被选择的节点相对于所选择的节点的位置。通过选择之前未被选择的不同节点来重复先前的步骤，所以新选择的节点不会被重复。当每个节点的标识符均被提取时，自动配置完成。当每个节点的标识符被链接到至网络中的其他节点的方向信息时，获得网络中的每个节点的物理位置。

3、在一方面中，方法可以在通信帧中实现。方法可以包括在多个节点之间互换包括比特序列的数据帧，该比特序列被划分成连续比特串的字段，该方法包括：

4、-应用标识符字段以用于向总线传输所选择的节点的标识符的比特序列，

5、-至少针对第一节点到倒数第二节点，应用包括含显性比特的预定比特序列的字段，以用于将电流从所选择的节点传输到总线，从而允许读取通过多个节点中的先前未被选择的至少每个剩余节点的电流的方向。读取可以由多个节点中的每个剩余节点执行。方向由作为方向比特的比特的值中的一个值表示，由此允许存储与读取节点相对于当前所选择的节点的位置相关联的方向比特。方法进一步包括：

6、-应用另外的字段以用于传输与作为所选择的节点的那个节点相关联的、并且在不同节点被选择期间的任何先前迭代中获得的任何所存储的方向比特。

7、在该帧被发送(例如)到另一节点之后，另一节点可以被选择，该新节点与在任何先前循环中所选择的节点不同。循环被重复，直到网络的所有节点被标识。

8、本发明的实施例的优点在于，节点的id和它们在网络内的相对位置在一个单个步骤中被获得。进一步的优点在于，自动配置所需的时间被减少。进一步的优点在于，实现该方法的节点可包括减少的数量的连接引脚。进一步的优点在于，该方法可以被编码并被执行，包括在电子设备中的比特传输。

9、应当注意的是，收集节点的经提取的标识符以及链接该节点相对于先前经标识的节点的相对位置可以在每个迭代循环期间来进行，由此对网络中的经标识的节点进行排序。每个节点的标识符有利地在仲裁结束时、与节点的物理位置同时地被确定。

10、在一些实施例中，选择节点(10)进一步包括：将多个节点的标识符(id)的每个比特同时应用到总线中作为通信帧中的字段，其中每个比特在比特序列中具有同一位置；以及在总线上执行仲裁。

11、本发明的实施例的优点在于，具有最小编号的id的节点是所考虑的节点组中具有最多显性比特的节点。一旦找到具有最小编号的节点，该节点就会从组中被移除，并且新的循环允许容易地对下一个节点进行寻址。由于节点具有唯一id，因此这有利地允许用简单且递归的方法对每个节点进行寻址。

12、在本发明的一些实施例中，线性网络的总线是差分总线，因此信号通过差分信令来应用。在一方面中，互换包括比特序列的数据帧包括通过差分信令(诸如应用到can网络的信号)来互换数据帧。

13、本发明的实施例的优点在于，电气干扰可以被抑制，从而提高网络的安全性。本发明实施例的优点在于，由于传统的can网络常规地将仲裁应用于消息上，因此仲裁可容易地应用于can总线。本发明允许在节点标识符上使用公知的仲裁的同时标识节点。

14、在一些实施例中，如果存在关于网络中的节点的数量的在先信息，则传输电流的步骤不会由被标识为最后一个节点的节点执行。在一些实施例中，此类信息可以从该方法被取回。在此类情况下，不存在信息表明最后一个节点之后不存在其他节点，因此最后一个节点也可以传输信息。此外，节点中的其余节点还可以从最后一个节点收集电流方向信息(例如，作为方向比特)，该电流方向信息增加信息冗余并且可以用于验证没有发生错误或噪声影响。

15、在本发明的一些实施例中，读取通过总线的电流包括读取通过将第一总线连接分流到节点以及将第二总线连接分流到节点的电阻器的电流，其中第一总线连接和第二总线连接是到总线的同一通道的连接。

16、本发明实施例的优点在于，由于绝对值不是必需的，因此可以使用简单的电流传感器容易地测量电流。

17、在本发明的一些实施例中，将标识符与电流方向信息链接可以通过存储在每个迭代循环期间获得的、与在所述每个迭代中传输电流的所选择的节点的标识符(id)链接在一起的方向比特来进行。例如，这可以在主方上进行，和/或在至少另一个节点中(例如，在每个节点中)进行。

18、本发明的实施例的优点在于，节点可以存储它们相对于其他迭代地选择的节点的相对位置。本发明实施例的优点在于，一个或多个从节点可以用于存储电流的方向。

19、在特定实施例中，该方法进一步包括基于在每个迭代循环中从节点获得的和链接所选择的节点的所存储的方向比特来确定每个节点相对于连接到网络的节点中的其余节点的物理位置。这可以在一个节点中(例如，在主节点中)进行，可选地在多个节点中进行。

20、进一步的优点在于，当每个节点的标识符在仲裁结束时被确定时，节点的物理位置同时被获得。

21、在一些实施例中，经提取的标识符和关于方向的信息可以被存储在诸如主节点之类的一个节点中，或者被存储在多于一个节点中。

22、如果排序在多个节点中被执行，则该方法可以包括比较由至少两个节点获得的物理位置。

23、进一步的优点在于，此类信息可以用作信息冗余以校正由杂散电流和/或em噪声引入的错误。

24、在一些实施例中，该方法进一步包括将报头消息作为比特序列进行广播以用于发起自动配置。这可以有利地从主单元(例如，主节点)进行，该主单元可以接收来自更高级别系统的指令。

25、在特定实施例中，连接到网络总线的主节点通过在主方到从方消息帧中对报头消息进行广播来发起自动配置。

26、本发明实施例的优点在于，主节点可以启动通信帧以用于标识从节点，标识从节点的数量以及它们在线性网络中的相对位置。

27、本发明的实施例的优点在于，主方不需要用从节点的标识符进行预编程。

28、在本发明的一些实施例中，在迭代循环期间在节点中读取的方向例如作为方向比特被存储在该节点中。在一些实施例中，当给定节点在迭代循环中变成所选择的节点时，该节点中所存储的任何方向信息可以被传输到总线。这可以通过应用另外的字段以用于传输任何所存储的(一个或多个)方向比特、通过向总线传输由节点存储的任何方向比特来进行。

29、在特定实施例中，任何所存储的方向比特均在具有动态大小的字段内作为从方到主方通信帧的部分被发送，该字段的大小是被传输到总线的方向比特的数量。

30、本发明的实施例的优点在于，通信带宽可以保持较低。

31、本发明的实施例的优点在于，该方法可以被完全实现为通信协议。

32、在进一步的方面中，本发明提供了一种可以用作能连接到线性网络的节点的电子设备。该节点包括标识符(id)，该节点被编程成用于执行在先方面的方法。

33、标识符可以包括比特序列。在一些实施例中，电子设备适于读取通过将两个触点分流到网络的总线的同一线路的分流电阻器(rs)的电流方向。

34、本发明的实施例的优点在于，可以提供一种电子设备，其中，与其他自动寻址设备相比，连接的数量可以被减少，并且由此连接引脚的数量可以被减少。

35、在一些实施例中，电子设备包括作为可编程处理单元的集成电路。例如，电子设备可以是包括诸如引脚之类的连接(例如，网络)的集成电路等。

36、在进一步的方面中，本发明提供了一种包括多个电子设备的线性网络，该多个电子设备作为本发明的在先方面的节点而连接。在一些实施例中，线性网络进一步包括主节点。在一些实施例中，多个节点中的两个或更多个节点被配置成用于基于所存储的方向比特、以及引起每个方向比特的生成的其他节点的标识符来确定相对于网络的节点中的其余节点的物理位置。这会允许获得关于多个节点的物理位置，以及比较每个节点的经计算的物理位置。在一些实施例中，当检测到失配时，节点可以适于可选地重新开始自动配置的方法。

37、进一步的优点在于，由噪声引入的失配可以通过比较来补偿，并且通过例如多数投票来校正，或甚至重新开始自动配置过程(例如，如果多个失配被检测到)。

38、在一些实施例中，线性网络是差分网络。

39、在进一步的方面中，本发明提供了一种包括在先方面的线性网络的系统，该系统进一步包括诸如主节点之类的、用于连接到高级别系统的节点。在一些实施例中，该系统是用于交通工具的照明系统，其中，电子设备被配置成用于控制照明单元。

40、在所附独立权利要求和从属权利要求中阐述了本发明的特定和优选方面。来自从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征以及与其他从属权利要求的特征适当地结合，而不仅仅是如在权利要求书中明确阐述的那样。

41、参考此后所描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些方面和其他方面将是显而易见的，并且参考此后所描述的(一个或多个)实施例阐明了本发明的这些方面和其他方面。