專利名稱：分布式多處理器發(fā)光二極管控制系統(tǒng)的自動定址方法
技術領域：
本發(fā)明屬于發(fā)光二極管(LED)智能景觀照明控制中的微控制器定址技術領域，也適用于其它智能系統(tǒng)或自動化系統(tǒng)內(nèi)需要進行微控制器定址的技術領域。
背景技術：
隨著微電子技術的高速發(fā)展，微處理器的功能越來越強，價格越來越便宜，體積越來越小，這使得分布式多微處理系統(tǒng)得以廣泛應用。由微處理器控制的燈具可具有通信功能，因此由此構(gòu)建的大型LED智能景觀燈光系統(tǒng)廣泛應用于樓宇建筑、娛樂場所等景觀照明中。
在LED智能燈光控制系統(tǒng)中，現(xiàn)有的技術通常采用DMX512協(xié)議，賦予每個燈具處理器一個唯一地址，從而實現(xiàn)燈具間的通信。地址的分配和設定還沒有統(tǒng)一的辦法，常用的方法按設定地址的時間可分為兩種生產(chǎn)時設定和安裝時設定。
生產(chǎn)時設定可以是把地址直接寫入非易失存儲器，也可以是產(chǎn)生唯一的硬件序列號作為地址；安裝時設定是通過安裝時設置一些硬件開關(如雙列直插式或撥盤式開關，跳線)的方式來確定地址。
把地址直接寫入非易失存儲器的方法簡便易行，無需額外的硬件成本，但由于每一個燈具處理器程序皆不相同，需要為每一片處理器單獨進行軟件的編譯、鏈接工作，不適合批量生產(chǎn)。通過該定址方法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在外觀上一致，內(nèi)部配置卻不相同，因此在倉儲、管理和裝配過程中需要區(qū)別對待，不利于產(chǎn)品的調(diào)試、排錯和升級維護。
通過硬件序列號方式定址和以太網(wǎng)類似，該方法在硬件生產(chǎn)時產(chǎn)生唯一的序列號，并以此確定燈具地址。由于燈光控制系統(tǒng)軟件屬于應用層軟件，且燈具地址和燈具物理位置存在著對應關系，因此系統(tǒng)需要完成燈具地址和硬件序列號地址間的匹配。該匹配工作目前只能靠人工在系統(tǒng)安裝調(diào)試過程中完成，對于大型項目，需要耗費大量時間，延長工程交期。而且在后期的維護中，如果遇到燈具的損壞換上新的燈具，還需要重新進行地址匹配工作，因此該方法實際應用效率低且維護困難。
通過開關或跳線方式定址是當前比較常用的方法。該方法簡單易行，允許燈具控制器使用相同的軟硬件設備，適合大量生產(chǎn)。但是，由于燈具地址一般在安裝時設定，大型系統(tǒng)中難免引入人為錯誤；此外，由于開關和跳線都會引入額外的硬件，不僅增加了成本，還增加了燈具控制器的體積，影響了控制器的小型化，也不利于燈具防水防塵。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提出了一種地址分配和設定的新方法。它是在傳統(tǒng)RS485總線上增加一組端對端的控制線路，使LED控制器既掛接在同一RS485總線上，又彼此連接成鏈狀。通過軟件協(xié)議完成系統(tǒng)內(nèi)微處理器的尋址和定址，可確定地址和燈具物理位置間的映射。本發(fā)明包括以下步驟1.定址開始時，定址控制器和各LED控制器均處于RS485總線接收狀態(tài)，隨機等待一段時間后，定址控制器置為RS485總線發(fā)送狀態(tài)，并通過RS485總線發(fā)送定址要求幀；2.定址控制器發(fā)送完定址要求幀后，改為RS485總線接收狀態(tài)，開啟計時器T1等待總線上最后一位LED控制器的響應；3.各LED控制器收到RS485總線上的幀后，判斷是否為定址要求幀，如果是，則丟棄后續(xù)數(shù)據(jù)序列，進入自動定址狀態(tài)；4.各LED控制器進入定址狀態(tài)后，判斷自己是否為總線上最后一個節(jié)點，所有非尾節(jié)點的LED控制器置為RS485總線接收狀態(tài)，尾節(jié)點LED控制器置為RS485總線發(fā)送狀態(tài)，通過RS485總線向定址控制器發(fā)應答信息，告訴定址控制器末位LED控制器已找到；5.若定址控制器在定時器T1定時的時間內(nèi)未收到任何LED控制器反饋，則重復發(fā)送定址命令幀，若重復三次后，仍未得到正確響應，則顯示報警信號；6.定址控制器收到末位LED控制器的應答信息后，通過控制線路向與其鄰接的下位LED控制器發(fā)送定址命令幀，定址命令幀中指定了下一位控制器的地址信息；7.當LED控制器通過控制線路從上位控制器收到并確認為定址命令幀后，判斷CRC校驗碼，若錯誤，通過RS485總線通知定址控制器重發(fā)定址命令幀；若校驗正確，則取出該幀的地址部分作為本控制器的地址，計算出下一個控制器的地址后，生成新的命令幀通過控制線路送往下一個控制器，并通過485總線通知定址控制器本控制器地址己確定；8.重復步驟七直至尾節(jié)點LED控制器通知定址控制器自己定址完畢；9.定址控制器接收到末位LED控制器的定址完畢信號后，提示定址完成，自動定址過程結(jié)束。
本發(fā)明的有益效果是定址過程通過軟件協(xié)議完成，無需增加額外的硬件成本；各控制器使用相同的軟硬件平臺，適合批量生產(chǎn)；定址工作由計算機自動完成，快速可靠，可縮短工程安裝調(diào)試時間；使用獨立的尋址設備，定址后LED控制器確定唯一的地址，可配合其它不具備定址功能的控制器使用，提高了系統(tǒng)的兼容性。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接示意圖。
具體實施例方式
基于上述定址方法，我們設計了一套可自動定址的“LED裝飾照明控制系統(tǒng)”。此案例中，系統(tǒng)由一個定址控制器和若干個LED控制器組成，定址控制器和LED控制器均掛接在同一RS485總線上，拓展了DMX512協(xié)議；相鄰兩個控制器之間有一對控制線彼此相連，通過串口彼此通信。本案例中，定址控制器和LED控制器采用相同的硬件結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。串口1用于和上級控制器通信，串口2用于和下級控制器通信，定址控制器的串口1和最后一個LED控制器的串口2閑置不用。
在具體協(xié)議設計上，拓展了DMX512協(xié)議的開始代碼(Start Code)字節(jié)來增加尋址的功能，拓展后的幀格式如下




現(xiàn)有DMX512協(xié)議的數(shù)據(jù)幀在BREAK、MAB字段之后跟隨的開始代碼缺省為0x00，本方法通過對該字段進行拓展，引入了定址要求幀、尾節(jié)點應答幀和定址完畢幀，再通過前述的步驟完成系統(tǒng)各控制器的定址。
權(quán)利要求
1.一種分布式多處理器發(fā)光二極管(LED)控制系統(tǒng)的自動定址方法，其特征是各分布式控制器通過一組控制線路彼此連接成鏈狀，同時各控制器均掛接在同一RS485總線上，自動定址方法包括以下步驟一、定址開始時，定址控制器和各LED控制器均處于RS485總線接收狀態(tài)，隨機等待一段時間后，定址控制器置為RS485總線發(fā)送狀態(tài)，并通過RS485總線發(fā)送定址要求幀；二、定址控制器發(fā)送完定址要求幀后，改為RS485總線接收狀態(tài)，開啟計時器T1等待總線上最后一位LED控制器的響應；三、各LED控制器收到RS485總線上的幀后，判斷是否為定址要求幀，如果是，則丟棄后續(xù)數(shù)據(jù)序列，進入自動定址狀態(tài)；四、各LED控制器進入定址狀態(tài)后，判斷自己是否為總線上最后一個節(jié)點，所有非尾節(jié)點的LED控制器置為RS485總線接收狀態(tài)，尾節(jié)點LED控制器置為RS485總線發(fā)送狀態(tài)，通過RS485總線向定址控制器發(fā)應答信息，告訴定址控制器末位LED控制器已找到；五、若定址控制器在定時器T1定時的時間內(nèi)未收到任何LED控制器反饋，則重復發(fā)送定址命令幀，若重復三次后，仍未得到正確響應，則顯示報警信號；六、定址控制器收到末位LED控制器的應答信息后，通過控制線路向與其鄰接的下位LED控制器發(fā)送定址命令幀，定址命令幀中指定了下一位控制器的地址信息；七、當LED控制器通過控制線路從上位控制器收到并確認為定址命令幀后，判斷CRC校驗碼，若錯誤，通過RS485總線通知定址控制器重發(fā)定址命令幀；若校驗正確，則取出該幀的地址部分作為本控制器的地址，計算出下一個控制器的地址后，生成新的命令幀通過控制線路送往下一個控制器，并通過485總線通知定址控制器本控制器地址已確定；八、重復步驟七直至尾節(jié)點LED控制器通知定址控制器自己定址完畢；九、定址控制器接收到末位LED控制器的定址完畢信號后，提示定址完成，自動定址過程結(jié)束。
全文摘要
一種分布式多處理器發(fā)光二極管(LED)控制系統(tǒng)的自動定址方法。它是在傳統(tǒng)RS485總線上增加一組端對端的控制線路，使LED控制器既掛接在同一RS485總線上，又彼此連接成鏈狀。通過軟件協(xié)議完成系統(tǒng)內(nèi)微處理器的尋址和定址，可確定地址和燈具物理位置間的映射。適用于LED智能景觀照明控制中的微控制器定址技術領域，也適用于其他智能系統(tǒng)或自動化系統(tǒng)內(nèi)需要進行微控制器定址的技術領域。該方法由計算機自動完成定址，準確快捷，定址過程無需人工干預。該方法通過軟件協(xié)議實現(xiàn)，不增加額外的硬件成本。
文檔編號G05B19/418GK101021728SQ20061002630
公開日2007年8月22日 申請日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者林鋒 申請人:上海復展照明科技有限公司