[發(fā)明專利]一種基于智能開關(guān)的通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410298512.0
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104065544B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林世端
• 申請（專利權(quán)）人: 福建省光速達(dá)物聯(lián)網(wǎng)科技股份有限公司
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L12/40
• 代理公司: 福州市鼓樓區(qū)京華專利事務(wù)所(普通合伙)35212
• 代理人: 宋連梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通信協(xié)議，特別是涉及一種基于智能開關(guān)的通信方法。

背景技術(shù)

RS485通信總線僅定義物理層的電器規(guī)范，沒有沖突檢測或仲裁機(jī)制。因此，傳統(tǒng)使用RS485進(jìn)行通信時，需要定義上層通信協(xié)議，如MODBUS協(xié)議，只能使用一主多從結(jié)構(gòu)，并且從機(jī)之間無法通信，只能通過主機(jī)輪詢進(jìn)行信息交換，到達(dá)間接控制，在這種一主多從的結(jié)構(gòu)中，一旦主機(jī)失效，網(wǎng)絡(luò)癱瘓無法正常工作，且多個目標(biāo)的控制記錄均存于主機(jī)上，使得控制、調(diào)用時間長，不夠靈活。家居領(lǐng)域中各個開關(guān)控制節(jié)點(diǎn)間都應(yīng)相對獨(dú)立的，不能因?yàn)橐粋€主節(jié)點(diǎn)的損壞而破壞整個系統(tǒng)。目前基于RS485的通信協(xié)議多數(shù)只適合單向數(shù)據(jù)采集等應(yīng)用，不能針對家居領(lǐng)域開關(guān)滿足雙向控制和節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種基于智能開關(guān)的通信方法，該通信方法是基于RS485串行通訊標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的一種能夠?qū)崿F(xiàn)多主多從的通訊方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于智能開關(guān)的通信方法，所述通信方法需提供物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模塊、總線沖突處理模塊和節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理模塊；

所述物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模塊包括一區(qū)域內(nèi)所有開關(guān)面板和總線，各個開關(guān)面板通過總線連接，一個開關(guān)面板為一個節(jié)點(diǎn)，各個節(jié)點(diǎn)相互通信；

所述總線沖突處理模塊包括沖突處理硬件模塊和沖突處理軟件模塊；

所述節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理模塊負(fù)責(zé)對場景的設(shè)置與執(zhí)行，且在設(shè)置過程和執(zhí)行過程中數(shù)據(jù)采用反向記錄，每個節(jié)點(diǎn)分布處理、獨(dú)立接收、存儲和控制，數(shù)據(jù)通信以廣播通信為主，點(diǎn)對點(diǎn)通信為輔進(jìn)行；

所述方法具體步驟如下：

步驟1、一區(qū)域內(nèi)所有開關(guān)面板通過總線連接，形成所述物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模塊，該模塊為多節(jié)點(diǎn)的單總線結(jié)構(gòu)物理網(wǎng)絡(luò)，各節(jié)點(diǎn)在不發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下均為從機(jī)模式，處于監(jiān)聽狀態(tài)，等待接收數(shù)據(jù)；

步驟2、從機(jī)中的任意一節(jié)點(diǎn)需要設(shè)置場景或觸發(fā)場景時，由節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理模塊判斷總線是否處于工作狀態(tài)，若是，則等待網(wǎng)絡(luò)空閑；否則，切換為主機(jī)模式；

步驟3、處于主機(jī)模式的節(jié)點(diǎn)，搶占總線，由總線沖突處理模塊中的沖突處理硬件模塊保護(hù)電路，總線沖突處理模塊中的沖突處理軟件模塊減小即將被廣播的數(shù)據(jù)幀，主機(jī)廣播發(fā)送一數(shù)據(jù)幀，所述數(shù)據(jù)幀包括場景設(shè)置幀或場景觸發(fā)幀；

步驟4、從機(jī)監(jiān)聽并接收到來自主機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)幀，若該數(shù)據(jù)幀為場景設(shè)置幀，則被選中的從機(jī)將自身節(jié)點(diǎn)中被選中的按鍵記錄并存儲在自身列表中；若接收到的數(shù)據(jù)幀為場景觸發(fā)幀，則調(diào)用并執(zhí)行自身列表中相應(yīng)數(shù)據(jù)指令。

進(jìn)一步的，所述開關(guān)面板包括燈光面板、窗簾面板和調(diào)光面板，且每個開關(guān)面板上設(shè)有至少一組按鈕，每組按鈕獨(dú)立控制同一個實(shí)物的不同狀態(tài)，每個開關(guān)面板上設(shè)置任意個場景按鈕，每個場景按鈕自定義一種場景模式。

進(jìn)一步的，所述沖突處理硬件模塊是通過RS485接口改良設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，在RS485接口上設(shè)計(jì)了2級保護(hù)：一級保護(hù)是由單向TVS管組成的接口高壓靜電等保護(hù)；二級保護(hù)是由雙向TVS管組成的MCU信號端的保護(hù)，保護(hù)MCU免受過流過壓級靜電的破壞，從而解決了來自網(wǎng)絡(luò)外部高壓脈沖或靜電的破壞。

進(jìn)一步的，所述RS485接口的具體設(shè)計(jì)電路：該電路包括RS485通信芯片、外圍的TVS管、電阻和電容，且RS485通信芯片、外圍的TVS管、電阻和電容均通過電連接。

進(jìn)一步的，所述沖突處理軟件模塊通過設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)幀的長度和大小來減小發(fā)生數(shù)據(jù)沖突的概率，提高通信效率。

進(jìn)一步的，所述步驟3中數(shù)據(jù)幀包括幀頭、目標(biāo)地址、源地址、幀長、指令、數(shù)據(jù)、校驗(yàn)和幀尾，其中，目標(biāo)地址為廣播地址，源地址為起發(fā)節(jié)點(diǎn)地址，指令為場景設(shè)置指令或場景觸發(fā)指令，數(shù)據(jù)記錄的是起發(fā)節(jié)點(diǎn)中的起發(fā)鍵，校驗(yàn)為LRC校驗(yàn)或CRC校驗(yàn)。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過提供一種多主多從的通信方法，實(shí)現(xiàn)了智能開關(guān)節(jié)點(diǎn)間的相互通信，同時，以上設(shè)置過程和觸發(fā)過程中數(shù)據(jù)采用反向記錄，即每個節(jié)點(diǎn)分布處理、獨(dú)立接收、存儲和控制，大大提高了智能開關(guān)的通信效率、性能和靈活性。

附圖說明

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

圖1為本發(fā)明物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明接口設(shè)計(jì)示意圖。

圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)沖突分析示意圖。

圖4為本發(fā)明節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理流程圖。

具體實(shí)施方式