混合异构串行通信系统及动态分配设备地址方法技术方案

本发明专利技术涉及一种混合异构串行通信系统及动态分配设备地址方法。包括下行通道和上行通道，所述下行通道用于传输执行数据和同步信号，其逻辑表现为总线型拓扑结构，且执行数据传输时，不受各从机内微处理器的控制；所述上行通道用于传输各从机的应答信号，逻辑表现为环型拓扑结构：上行数据传输过程中，各从机向主机传输应答信号时，受各级从机内微处理器的控制。本发明专利技术应用于主从系统，特别是经编机中；在上位工控机向经编机上安装的所有嵌入式电子贾卡针块下载完工艺文件后，由于不同的嵌入式电子贾卡针块中所需的工艺文件不同，所采用的动态分配设备地址策略在保证花型文件可靠传输的同时，极大便利故障电子贾卡针块的定位和快速检修。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混合异构串行通信系统及动态分配设备地址方法。
技术介绍
经编机作为生产速度最快、生产效率最高的织造机械，已成为国家“数控一代”装备创新工程重点发展的纺织装备之一。随着计算机控制技术、现场总线控制技术、伺服驱动控制技术以及特种元件电气控制技术在经编机数控系统中的应用，现代经编机数控系统已逐渐形成与自身工艺要求及控制特征相匹配的系列化数控关键技术。经编机的数控系统是一个典型的扁平状分布式运动控制系统，其中不仅包含4～8轴的送经/牵拉/卷取运动控制，4～95轴的横移运动控制，还包含多达3640（130in，E28单把贾卡梳栉）～13440（210in,E32两把贾卡梳）点高速输出，各功能单元均需要与主轴保持稳定可靠的同步，与主控单元进行快速高效的信息交互。可见也只有现场总线技术，才能满足在这种强电磁干扰、大数据吞吐率的工作环境中，进行实时高速数据传输的控制要求。目前，Sercos、Ethercat、Ethernet、RS232/RS485、CAN（controlareanetwork）、MotionNET等总线技术在经编机数控系统中广泛应用。经编不但能高效生产，而且其提花能力也相当突出。经编提花的优势在于提花面料花型逼真、凹凸有致、风格新颖，实现了平纹提花、网眼提花、毛绒提花、毛圈提花、立体织物提花等，特别是网眼织物提花，这是其他织造技术如机织、纬编所无法比拟的，被广泛应用于蕾丝面料、高档妇女内衣、无缝服装、床上用品等。经编提花方式和手段多种多样。当前，经编机的贾卡控制方式从早期的机械笼头式、电磁综丝式发展为压电陶瓷式。压电贾卡控制系统可以通过压电效应精确地控制每根压电陶瓷贾卡针的偏移动作实现贾卡提花，通常多个压电陶瓷贾卡针构成一把贾卡针块。传统的压电贾卡控制系统一般由PLC控制器、通信中继板、压电驱动板、贾卡针块等多个分离的电子板卡组成。针对在文献提出的一种新型嵌入式电子贾卡控制系统，本文为该嵌入式电子贾卡控制系统设计了一种混合异构串行通信架构：下行数据采用总线型逻辑拓扑，上行数据采用环形逻辑拓扑。在保证通信实时性的同时，兼顾通信的可靠性和容错性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种解决上述技术不足的混合异构串行通信系统及动态分配设备地址方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种混合异构串行通信系统，应用于主从系统中，所述混合异构串行通信系统包括下行通道和上行通道；所述主从系统包括依次连接的主机、第一从机至第N从机，且第一从机至第N从机由主机控制同步工作；所述下行通道用于传输执行数据和同步信号，其逻辑表现为总线型拓扑结构：（1）执行数据传输：在主从系统工作前，主机将执行数据采用逐级激励的中继方式快速向第一至第N从机传输，且主机向下传输执行数据时，不受各从机内微处理器的控制；（2）同步信号传输：在主从系统开始工作后，主机通过下行通道输出同步信号数据帧到各从机，或采用将同步信号直接连接到各从机，此时，执行数据预先下载到各从机中，即可在同步信号的驱动下独立工作；所述上行通道用于传输各从机的应答信号，逻辑表现为环型拓扑结构：上行数据传输过程中，各从机向主机传输应答信号时，受各级从机内微处理器的控制。在本专利技术一实施例中，所述主机包括主全双工MAX488CSA芯片，各从机均包括微处理器、第一全双工MAX488CSA芯片和第二全双工MAX488CSA芯片，其中，各从机的第一全双工MAX488CSA芯片的输出端与第二全双工MAX488CSA芯片的输入端连接，并与主全双工MAX488CSA芯片的下行输出端构成下行通道；各从机的第二全双工MAX488CSA芯片的输出端经微处理器与第一全双工MAX488CSA芯片的输入端连接，并与主全双工MAX488CSA芯片的上行输入端构成上行通道；各从机的第一全双工MAX488CSA芯片的输出端还与各从机的微处理器连接。在本专利技术一实施例中，所述主从系统为经编机，所述主机为上位工控机，所述第一从机至第N从机为第一嵌入式电子贾卡导纱针块至第N嵌入式电子贾卡导纱针块；所述下行通道用于传输花型数据和同步信号，其逻辑表现为总线型拓扑结构：（1）花型数据传输：在经编机开始工作前，上位工控机中的CAD软件生成的花型工艺文件采用逐级激励的中继方式快速向下传送，且上位工控机向下传送花型文件时，不受各嵌入式电子贾卡导纱针块内微处理器的控制；（2）同步信号传输：在经编机主轴电机开始工作后，上位工控机通过下行通道输出同步信号数据帧到各嵌入式电子贾卡导纱针块，或采用将同步信号直接连接到各嵌入式电子贾卡导纱针块，此时，花型数据文件预先下载到嵌入式电子贾卡导纱针块，即可在同步信号的驱动下独立工作；所述上行通道用于传输各嵌入式电子贾卡导纱针块的应答信号，逻辑表现为环型拓扑结构：上行数据传输过程中，各嵌入式电子贾卡导纱针块向上位工控机传输应答信号时，受各级嵌入式电子贾卡针块内微处理器的控制。本专利技术还提供了一种基于上述所述的混合异构串行通信系统的动态分配设备地址方法，包括如下步骤，S1：主机广播发送命令，即以广播的形式将主机默认设备地址表下传到各从机，通知各从机将出厂时分配的唯一ID编号发送到主机；S2：各从机根据自己的ID编号通过查表的方式获得唯一设备地址，同时将出厂时分配的唯一ID编号依次单播发送到主机；S3：主机在接收到所有从机发送的ID编号后，根据接收到的先后次序为原则形成新设备地址表，并与旧设备地址表对比，若不一致则重复步骤S1。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术应用于主从系统中，具体应用于经编机中：（1）在每把嵌入式电子贾卡针块接收到上一把嵌入式电子贾卡针块发送的花型工艺文件后，会发回一个含有逻辑地址的响应表示成功接收到花型工艺文件；采用这种校验模式有利于系统的扩展，即可在原系统菊花链尾部任意增、减贾卡针块；（2）在上位工控机向经编机上安装的所有嵌入式电子贾卡针块下载完工艺文件后，由于不同的嵌入式电子贾卡针块中所需的工艺文件不同，所采用的动态分配设备地址策略在保证花型文件可靠传输的同时，极大便利故障电子贾卡针块的定位和快速检修；（3）同步数据协调机制：每个贾卡针块接收到广播同步数据后，向上位嵌入式电子贾卡针块发送响应帧，接收到该响应帧的嵌入式电子贾卡针块应用此数据验证自身接收到的广播同步数据的正确性，并且不再往前传递该数据。这就意味着，采用该协调机制后，每个贾卡针块能够收到两个内含同步信号特征的数据帧（一个是自己接收到的数据帧，一个是下位机的响应数据帧），提高了可靠性。附图说明图1为嵌入式电子贾卡导纱针块内部结构。图2为嵌入式电子贾卡控制系统。图3为本专利技术的混合异构串行通信系统拓扑结构图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。如图3所示，本专利技术的一种混合异构串行通信系统，应用于主从系统中，所述混合异构串行通信系统包括下行通道和上行通道；所述主从系统包括依次连接的主机、第一从机至第N从机，且第一从机至第N从机由主机控制同步工作；所述下行通道用于传输执行数据和同步信号，其逻辑表现为总线型拓扑结构：（1）执行数据传输：在主从系统工作前，主机将执行数据采用逐级激励的中继方式快速向第一至第N从机传输，且主机向下传输执行数据时，不受各从机内微处理器的控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合异构串行通信系统，应用于主从系统中，其特征在于：所述混合异构串行通信系统包括下行通道和上行通道；所述主从系统包括依次连接的主机、第一从机至第N从机，且第一从机至第N从机由主机控制同步工作；所述下行通道用于传输执行数据和同步信号，其逻辑表现为总线型拓扑结构：（1）执行数据传输：在主从系统工作前，主机将执行数据采用逐级激励的中继方式快速向第一至第N从机传输，且主机向下传输执行数据时，不受各从机内微处理器的控制；（2）同步信号传输：在主从系统开始工作后，主机通过下行通道输出同步信号数据帧到各从机，或采用将同步信号直接连接到各从机，此时，执行数据预先下载到各从机中，即可在同步信号的驱动下独立工作；所述上行通道用于传输各从机的应答信号，逻辑表现为环型拓扑结构：上行数据传输过程中，各从机向主机传输应答信号时，受各级从机内微处理器的控制。

【技术特征摘要】
1.一种混合异构串行通信系统，应用于主从系统中，其特征在于：所述混合异构串行通信系统包括下行通道和上行通道；所述主从系统包括依次连接的主机、第一从机至第N从机，且第一从机至第N从机由主机控制同步工作；所述下行通道用于传输执行数据和同步信号，其逻辑表现为总线型拓扑结构：（1）执行数据传输：在主从系统工作前，主机将执行数据采用逐级激励的中继方式快速向第一至第N从机传输，且主机向下传输执行数据时，不受各从机内微处理器的控制；（2）同步信号传输：在主从系统开始工作后，主机通过下行通道输出同步信号数据帧到各从机，或采用将同步信号直接连接到各从机，此时，执行数据预先下载到各从机中，即可在同步信号的驱动下独立工作；所述上行通道用于传输各从机的应答信号，逻辑表现为环型拓扑结构：上行数据传输过程中，各从机向主机传输应答信号时，受各级从机内微处理器的控制。2.根据权利要求1所述混合异构串行通信系统，其特征在于：所述主机包括主全双工MAX488CSA芯片，各从机均包括微处理器、第一全双工MAX488CSA芯片和第二全双工MAX488CSA芯片，其中，各从机的第一全双工MAX488CSA芯片的输出端与第二全双工MAX488CSA芯片的输入端连接，并与主全双工MAX488CSA芯片的下行输出端构成下行通道；各从机的第二全双工MAX488CSA芯片的输出端经微处理器与第一全双工MAX488CSA芯片的输入端连接，并与主全双工MAX488CSA芯片的上行输入端构成上行通道；各从机的第一全双工MAX488CSA芯片的输出端还与各从机的微处理器连接。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：任雯，赖森财，
申请(专利权)人：三明学院，
类型：发明
国别省市：福建;35