自動(dòng)地址分配技術(shù)的應(yīng)用及在工程中的重要性和必要性

引言

變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，是控制冷媒流通量并通過(guò)冷媒的蒸發(fā)或冷凝來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷或制熱的空調(diào)系統(tǒng)。其工作原理是：由控制系統(tǒng)采集室內(nèi)舒適性參數(shù)、室外環(huán)境參數(shù)和表征制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化準(zhǔn)則和人體舒適性準(zhǔn)則，通過(guò)變頻等手段調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，并控制空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)扇、電子膨脹閥等一切可控部件，保證室內(nèi)環(huán)境的舒適性，并使空調(diào)系統(tǒng)穩(wěn)定工作在最佳工作狀態(tài)。

為實(shí)現(xiàn)上述的信息交換，需要將整個(gè)系統(tǒng)中的機(jī)器設(shè)定一個(gè)特有的地址（也就是系統(tǒng)中各機(jī)器的ID碼），以方便各機(jī)組之間相互識(shí)別。如果沒(méi)有一個(gè)特定的地址，整個(gè)通信系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)通信紊亂或者信道擁擠。本文介紹的一種地址分配技術(shù)就是實(shí)現(xiàn)為每個(gè)機(jī)器自動(dòng)分配確定地址的方法，并對(duì)其應(yīng)用場(chǎng)景、應(yīng)用效果和現(xiàn)有技術(shù)作分析對(duì)比。

1 、多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與地址的必要性

多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)連接圖如圖1所示。其中室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)的系統(tǒng)狀態(tài)（如各種溫度值、壓力值、電磁閥的開(kāi)關(guān)信號(hào)等）和控制器的控制信息（如開(kāi)關(guān)機(jī)、設(shè)定溫度、運(yùn)行模式等），均是通過(guò)總線進(jìn)行信息交互。正如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)中每個(gè)機(jī)器沒(méi)有確定地址（或者叫ID），室外機(jī)如果需要收集內(nèi)機(jī)信息時(shí)就不知道此時(shí)該給哪個(gè)內(nèi)機(jī)發(fā)出信息指令;同時(shí)室內(nèi)機(jī)沒(méi)有地址，也無(wú)法確認(rèn)此時(shí)總線上的數(shù)據(jù)是否與自己相關(guān)。

為解決上述問(wèn)題，一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法就是為內(nèi)機(jī)確定一個(gè)地址，如圖2所示。

2、 現(xiàn)有地址設(shè)置技術(shù)與優(yōu)缺陷

目前實(shí)現(xiàn)地址設(shè)置的常有方法有：（1）采用mac地址方法;（2）通過(guò)寫存儲(chǔ)介質(zhì)方式。例如在EEPROM中寫入一個(gè)數(shù)值作為地址;（3）外部硬件模擬電平設(shè)置，例如撥碼開(kāi)關(guān)（如圖3所示）、旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)等。

其中方法1采用MAC地址方式一般是用于大型聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合，而且需要專門的芯片實(shí)現(xiàn)且成本高，除特別要求場(chǎng)合一般不采用;方法2適用于事先確定的場(chǎng)合，而且需要與存儲(chǔ)媒質(zhì)通信的裝置。一旦由于某種原因需要更新地址時(shí)就顯得困難重重;方法3弊端在于設(shè)置數(shù)量有限，很容易人為設(shè)置錯(cuò)誤，并且整機(jī)應(yīng)用時(shí)設(shè)置困難。因此本文提出一種自動(dòng)地址設(shè)置方法，并且能低成本高效地實(shí)現(xiàn)地址設(shè)置，改善現(xiàn)有方法的不足。

3 、自動(dòng)地址分配技術(shù)

3.1 自動(dòng)地址分配技術(shù)概括

自動(dòng)地址分配的技術(shù)的核心原理：是通過(guò)室外機(jī)發(fā)送一個(gè)通信命令，所有待分配地址的室內(nèi)機(jī)通過(guò)申請(qǐng)，室外機(jī)授權(quán)，然后通信確認(rèn)的流程最終確定該地址分配成功。一旦室內(nèi)機(jī)獲得地址后不再向室外機(jī)申請(qǐng)地址，系統(tǒng)中余下未分配地址室內(nèi)機(jī)再次申請(qǐng)，如此循環(huán)直至所有室內(nèi)機(jī)分配直至完成。3.2 自動(dòng)地址分配通信數(shù)據(jù)格式

為了實(shí)現(xiàn)3.1中的自動(dòng)分配地址核心原理，制定如圖4所示的通信數(shù)據(jù)格式。

目標(biāo)地址：指數(shù)據(jù)接受方的地址;在地址未分配時(shí)所有室內(nèi)機(jī)默認(rèn)一個(gè)地址，作為自動(dòng)地址分配的識(shí)別地址，例如0xEE，0xFF等等。但是該地址不能用作正常通信地址;

源地址：指通信數(shù)據(jù)發(fā)送方的地址;

控制指令：也是作為一種自動(dòng)分配地址的識(shí)別碼。根據(jù)3.1設(shè)計(jì)的分配原理和實(shí)際工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，將控制指令分為如下的指令：地址復(fù)位控制指令、地址檢索控制指令、地址申請(qǐng)控制指令、地址分配控制指令、地址確認(rèn)控制指令;

數(shù)據(jù)：N的取值可以根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境適當(dāng)?shù)倪x擇;

CRC檢驗(yàn)：該數(shù)據(jù)是為提高保證通信可靠性而設(shè)定。

3.3 自動(dòng)地址分配工程應(yīng)用

以4臺(tái)室內(nèi)機(jī)的實(shí)例詳細(xì)講解自動(dòng)地址分配過(guò)程。第1步：室外機(jī)發(fā)出地址復(fù)位控制指令，如圖5所示紅色框標(biāo)注的是室外機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù);第2步：所有室內(nèi)機(jī)響應(yīng)地址復(fù)位指令，無(wú)論室內(nèi)機(jī)是否有地址均將現(xiàn)有地址復(fù)位為默認(rèn)地址（該地址只能作為地址分配時(shí)的識(shí)別）;第3步：所有室內(nèi)機(jī)向室外機(jī)發(fā)出地址申請(qǐng)，但是為了保證通信的正確和地址分配的唯一，此時(shí)室內(nèi)機(jī)通過(guò)調(diào)停的方法進(jìn)行總線調(diào)停，最終只有一臺(tái)室內(nèi)機(jī)成功向室外機(jī)發(fā)送地址申請(qǐng)指令（由于需要設(shè)計(jì)一高效的總線調(diào)停機(jī)制，筆者計(jì)劃在以后單獨(dú)一篇文章講述調(diào)停機(jī)制）;第4步：室外機(jī)正確收到某一室內(nèi)機(jī)的地址申請(qǐng)控制指令，通過(guò)地址分配指令分配一固定地址給當(dāng)前申請(qǐng)的室內(nèi)機(jī);第5步：所有室內(nèi)機(jī)收到室外機(jī)發(fā)送的地址分配指令中得到的地址，但是只有第3步中總線調(diào)停獲勝的室內(nèi)機(jī)才能響應(yīng)該數(shù)據(jù)。該室內(nèi)機(jī)將地址設(shè)定為1然后向室外機(jī)發(fā)送地址確認(rèn)信息;第6步：室外機(jī)收到1#室內(nèi)機(jī)發(fā)送的地址確認(rèn)信息，向剩下未分配地址的室內(nèi)機(jī)發(fā)送地址檢索指令。余下的室內(nèi)機(jī)重復(fù)上述2-5步操作，依次分配地址2、3、4，如圖6所示。3.4 自動(dòng)地址分配工程實(shí)用效果分析

圖5所示 紅色框標(biāo)注的是室外機(jī)周期發(fā)出地址分配指令，此時(shí)由于沒(méi)有室內(nèi)機(jī)連接，只能在總線上看見(jiàn)室外機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)?？梢钥闯龉P者設(shè)計(jì)的通信周期為28ms左右，該時(shí)間可以由不用應(yīng)用場(chǎng)合修改。

圖6所示為成功分配4臺(tái)室內(nèi)機(jī)地址的總線波形。其中紅色標(biāo)注的代表主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，綠色為室內(nèi)機(jī)應(yīng)答數(shù)據(jù)。采用本自動(dòng)分配地址技術(shù)實(shí)現(xiàn)4臺(tái)室內(nèi)機(jī)地址成功分配時(shí)間約為232ms。

綜合在工程測(cè)試中的測(cè)試結(jié)果可以得出分配1臺(tái)室內(nèi)機(jī)地址時(shí)間約為58ms（232 / 4 = 58ms）。此時(shí)間還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用簡(jiǎn)單調(diào)整室外機(jī)發(fā)送的時(shí)間間隔而提高效率。根據(jù)工程應(yīng)用實(shí)例來(lái)看，成功分配1個(gè)地址時(shí)間花費(fèi)58ms已是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)水平。

4 、結(jié)束語(yǔ)

本文從實(shí)際工程應(yīng)用出發(fā)詳細(xì)闡述了地址在工程應(yīng)用中的重要性和必要性，而且還分別分析了現(xiàn)有地址設(shè)置方法在成本、效率、可靠性方面的缺點(diǎn)。雖然本文是基于多聯(lián)機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)介紹自動(dòng)分配技術(shù)，但是本技術(shù)不限于多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，可以將該方法推廣到其它相似的應(yīng)用場(chǎng)合。自動(dòng)地址分配方法原理清晰、算法效率高是需要現(xiàn)場(chǎng)高效、正確地址設(shè)定的應(yīng)用場(chǎng)合不二選擇。

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