通信方法以及实现它的家庭自动化设施

摘要

本发明涉及通信方法以及实现它的家庭自动化设施。一种在用来机动操纵用于关闭、隐私或防晒的可动件或者障屏的家庭自动化设施中实现的通信方法，该设施包括一个主单元以及至少一个与电器件链接的从单元，该主单元以及从单元和一条信息传输总线连接。这是一种其中从单元对该主单元发出的报文在该报文的发送期间应答的设施。

权利要求

1.一种用于家庭自动化设施(10，20)的通信方法，该设施用于机动地操纵用来关闭、保护隐私或防晒的可动件或者障屏，该设施包括一个主单元(10)和多个与电器件(LP1，K1)链接的从单元(20)，主单元(10)和从单元(20)与信息传输总线(BUS1，BUS2)连接，其中从单元(20)在该主单元(10)发出的报文的帧中被标识，并且从单元在报文发送期间响应该报文。

2.如权利要求1所述的通信方法，其中每个从单元(20)在主单元(10)发出的报文的帧中通过该帧的某个特定位的位置被标识。

3.如权利要求2所述的通信方法，其中从单元(20)的响应插入在该特定位的发送持续时间的过程中。

4.如权利要求1所述的通信方法，其中以电压调制的形式实现从主单元(10)到从单元(20)的信息传输，并且以电流调制的形式实现从从单元(20)到主单元(10)的信息传输。

5.如权利要求1所述的通信方法，其中以交流电压调制的形式实现从主单元(10)到从单元(20)的信息传输。

6.如权利要求4所述的通信方法，其中从单元(20)发送的信息的值取决于在总线中流过的电流脉冲的强度或取决于该电流脉冲的时间偏移。

7.如权利要求1所述的通信方法，其中，在报文的帧中从单元(20)的标识在配置帧中的本地地址传输期间被定义。

8.如权利要求1所述的通信方法，其中主单元(10)对实现输出功能的从单元发送的报文帧包括对与该从单元(20)链接的电器件(LP1)的状态的命令。

9.如权利要求8所述的通信方法，其中该从单元(20)用一个为该发出的状态命令的图象的信号应答主单元(10)的状态的命令。

10.如权利要求1所述的通信方法，其中主单元(10)向实现输入功能的从单元(20)发送的报文帧包括对与该从单元链接的电器件(K1)的状态的请求。

11.如权利要求10所述的通信方法，其中该从单元(20)用一个为与该从单元链接的电器件(K1)的状态的图象的信号应答主单元(10)的该请求。

12.一种用于机动地操纵用来关闭、保护隐私或防晒的可动件或者障屏的家庭自动化设施(10，20)，该设施包括一个主单元(10)以及至少一个与电器件(LP1，K1)链接的从单元(20)，该主单元和从单元与信息传输总线(BUS1，BUS2)相连接，该主单元(10)向该从单元(20)发送报文，该从单元(20)在该报文的帧中被标识，并且从单元在报文发送期间响应该报文。

13.如权利要求12所述的设施，其中该信息传输总线还允许从主单元(10)向从单元(20)供电。

14.如权利要求12或13所述的设施，其中该主单元包括微控制器(CPU-M)、直流电压发生器(BAT)、反相器电路(INV)和电机，其中该反相器电路(INV)的输出端和该信息传输总线链接并且输入端通过电流测量元件(RM)和该直流电压发生器链接，该电机通过第一继电器与该直流电压发生器(BAT)的正极相连并通过具有与该第一继电器相反接触的第二继电器与该直流电压发生器(BAT)的负极相连，该微控制器(CPU-M)控制该继电器使该电机在第一方向或第二方向上转动。

15.一种控制对用来操纵用来关闭、保护隐私或防晒的可动件或者障屏的电机的供电的主单元(10)，该主单元和电能及信息传输总线(BUS1，BUS2)链接，包括一个直流电压发生器(BAT)和一个微控制器(CPU-M)，还包括一个其输出端和该电能及信息传输总线链接并且其输入端通过电流测量元件(RM)和该直流电压发生器链接的反相器电路(INV)，该反相器电路(INV)由该微控制器(CPU-M)控制，其中该主单元通过电能及信息传输总线(BUS1，BUS2)与从单元(20)相连接并向从单元(20)发送报文，该从单元(20)在该报文的帧中被标识，并且该从单元(20)在所述发送报文期间响应该报文。

16.一种一方面要和电能及信息传输总线链接并且另一方面要和用来控制电机的运动的电器件、电信息器件(LPI)或电安全器件链接的从单元(20)，该从单元通过电能及信息传输总线(BUS1，BUS2)与主单元相连接并接收该主单元发送的报文，该从单元(20)在该报文的帧中被标识，并且从单元在报文发送期间响应该报文。

说明书

通信方法以及实现它的家庭自动化设施

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于机动操纵用来关闭、隐私或防晒的可动件或者障屏的家庭自动化设施中的通信方法，其包括一个主单元以及与各个电器件连接的从单元，该主单元以及这些从单元连接到信息传输总线。本发明还涉及一种用于机动操纵用来关闭、隐私或防晒的可动件或者障屏的家庭自动化设施，其中一个主单元控制用于操纵用来关闭、隐私或防晒的可动件或者障屏的电机的供电并且从单元要和这种主单元连接。

[0002] 在家庭自动化领域中，通过电致动器操纵可动件，诸如特定门、百页窗、滑闸、障屏、挡板或闸门。致动器通常包括电机并且和用于管理所述电机的电源的电路连接。致动器由交流电压源(例如230伏)或直流电压源(例如24伏)供电。

[0003] 电致动器通常连接到或者可以连接到各种电器件，以便能实现该致动器的特定控制功能(称为输入功能)、信息功能(例如对用户)或者安全功能，一些功能是由家庭自动化领域相关的安全标准强加的，这些信息或安全功能称为输出功能。这些电器件具体地可以是光电管、传感器、RF波接收器、闪光灯、紧急制动按钮和数字代码(digicode)。

[0004] 电子管理单元通常包括电源电路，逻辑控制电路，控制电机的电源控制电路以及连接各种电器件的接口电路。所述单元可以是和致动器分离的物理实体。

[0005] 这些电器件的多样性使这种系统的安装和接线相对困难。这造成高成本并且常常引起许多错误。

[0006] 为了补救该问题，已知通过传输总线连接电子管理单元和各种必需的外围电器件。这种系统的体系结构能保证象其中通过电子单元集中连接和信息的系统那样实现各种功能。

[0007] 在各种专利和专利申请中可以发现这样的总线。

背景技术

[0008] 申请WO 03/104907公开一种控制闸门和门的运动的设施，其包括一条用于电能供给和信息传输的总线，一个用于供电和发送/接收信息的单元以及至少三个其它单元；第一单元用于控制对驱动闸门或门的电机的供电，第二单元和用来控制门的运动的接口连接，而第三单元和安全部件连接。

[0009] 申请WO 89/04578公开一种网络，其包括各种能实现一种或多种下述功能的相同单元：检测、控制和通信。它们通过一条总线连接，具体地可以用双绞导体或者电力线载波网实现该总线。

[0010] 专利US 4,788,527公开一种网络，用于通过带有二条导体的直流总线在传感器和远程监视单元间发送消息并且同时对各个部件发送供电。

[0011] 申请FR 2741496公开一种用于控制各个电部件的低压家庭自动化网络。

[0012] 申请EP 0 507 365公开一种网络，其包括用于控制机动障屏的各个器件的数据传输和供电总线。

[0013] 在其中在安全网络中使用这种总线的情况下，必须保证所发送的信息被正确发送并且还由恰当的接收方正确接收。大量或频繁地发送数据导致总线的快速饱和并且在该网络的各个部件层面上导致差的数据发送或接收。把同一条电缆用于供电和数据传输也可能造成损害数据传送的干扰。

[0014] 在专利申请WO 03/104907中解决这种传输完整性问题。设想的解决办法如下：

[0015] -对每个单元使用准确的标识符，

[0016] -采用主/从配置，从单元等待主单元的询问以便发送轮到它们的响应，[0017] -在简单的接收确认或者确认报文的形式下反馈信息，

[0018] -复制那些具有一定优先级的报文从而限制数据通信量增加引起的问题，[0019] -采用监视帧的完整性的过程(校验和或者循环冗余校验)。

[0020] 后一种解决办法趋于增加消息帧的长度，从而增加硬件资源的使用。因此它们仅部分地解决上面提及的问题。

[0021] 还从摩托罗拉发布的“Using the HC912 B32 to implement thedistributed systems interface(DSI)protocol”资料中知道一种通过总线连接部件的网络，其内容本申请收录作为参考。该网络包括一个主单元和若干从单元。通过主单元和从单元之间的双工通信发送信息。主单元发送的信息是电压调制的，而从单元发送的信息是电流调制的。在传输下个命令期间发生从单元对主单元的命令的响应。

[0022] 在相同方式下，专利申请WO 01/54298公开一种使能二个通过一条总线连接到一起的电子单元之间的双工通信的部件。

[0023] 专利申请EP 0443103公开一种用于通过三条导线在二个电子单元之间通信的部件。第一导线用于发送数据信号，第二导线用于发送时钟信号而第三导线用于发送确认信号。仅出于交换数据的目的，该部件要求一条至少具有三根导线的总线。

[0024] 专利申请WO 03/075105公开一种用于在二种产品(计算机和电子部件)之间通信的方法，其中在发送一条报文期间一个产品不响应另一个产品所发送的该报文。

发明内容

[0025] 本发明的目的是提供一种通信方法，以便改进已知的方法并且能缓解上面提到的缺点。该通信方法尤其必须简单、快速、保证数据的完整传输、节约网络资源并且能不出错地识别不同的单元。依据本发明的方法还允许用来操纵建筑物的可动件的机动部件和控制该部件的器件或者安全器件之间的通信。本发明的目的还涉及提供称为“主”单元和“从”单元的电子单元，以便能实现该通信方法并且实现由这些单元构成的设施。

[0026] 依据本发明的通信方法是这样的通信方法，其中主单元发出的报文包含接收从单元的标识符并且其中接收从单元在发送该报文期间响应该报文。

[0027] 从属权利要求2至11定义执行该通信方法的各种方式。

[0028] 通过权利要求12定义依据本发明的家庭自动化设施。

[0029] 从属权利要求13和14定义该设施的各种实施例。

[0030] 通过权利要求15定义依据本发明的主单元。

[0031] 从属权利要求16定义该主单元的变型实施例。

[0032] 通过权利要求17定义依据本发明的从单元。

附图说明

[0033] 作为例子附图表示依据本发明的通信方法的执行方式以及一种能实现该方法的设施的实施例。

[0034] 图1是依据本发明的主单元的实施例图。

[0035] 图2是依据本发明的从单元的实施例图。

[0036] 图3是主单元发出的控制帧图。

[0037] 图4是主单元发出的专用控制帧图。

[0038] 图5是主单元发出的配置帧图。

[0039] 图6的流程图表示同步二个光电安全管的过程。

[0040] 图7的流程图表示在该设施的第一操作变型下各从单元对主单元发出的帧的各种可能的反应。

具体实施方式

[0041] 分别在图1和2中表示依据本发明的主单元10和从单元20。在后面的说明中，主单元还称为“电子单元”并且也把从单元称为“附件”。仅根据通信协议把单元称为“主”和“从”从而不必根据它们在设施中的功能关系。

[0042] 主单元10和从单元20或从单元组通过带有二个导体BUS1、BUS2的基于导线的总线通信。在给出的实施例中，该基于导线的总线还在交流电压下对各个从单元供电，但是能分离供电和通信功能，不过接线会更复杂。

[0043] 通过直流发生器BAT对主单元10供电。其可以是蓄能电池，例如通过光电板充电，但是它也可以是交流/直流转换器的输出，该转换器的输入是通过交流电网(未示出)供电的。直流发生器BAT的输出电压例如是24伏。该发生器的负极接线到主单元10的电气地GND-M上。

[0044] 主单元10最好包括一个致动器MDC以便移动可动件LD例如门、挡板、闸门、滑闸或障屏。在该说明的实施例中，该致动器是一个直流电机MDC。但是，如果可以直接由AC电源供电，交流电机例如单相感应电机是等效适用的。

[0045] 对该电机供电从而在示出的二个相反接触的继电器KOP和KCL的帮助下电机在第一方向或第二方向转动。通过微控制器CPU-M的二个输出OP和CL控制这二个继电器。

[0046] 在通过分立电网供电的交流电机的情况下，继电器KOP和KCL连接到该AC电网上。应注意可以利用其它元件指挥电机，例如反相器或可控硅。

[0047] 通过和调节器RER的输出端连接，向微控制器CPU-M提供降低的直流电压VCC(例如5伏)，调节器RER的二个输入端和直流发生器BAT连接。

[0048] 主单元还包括一个反相器电路INV。该电路由四个受控断路器Q1至Q4的H桥构成。断路器Q1和Q3的控制极都接线到微控制器CPU-M的第一输出端O1上，而断路器Q2和Q4的控制极都接线到微控制器CPU-M的第二输出端O2上。不同时激励输出端O1和O2。受控断路器Q1和Q4的共用点和导体BUS1连接，受控断路器Q2和Q3的共用点和导体BUS2连接。

[0049] 总线电缆最好是双绞线。由于对从单元的链接的部分感性的性质或者由于从单元自身的感性性质，续流二极管D1-D4设置成和受控断路器Q1-Q4并联。如果MOS晶体管充当受控断路器，这些二极管是固有的。

[0050] 低值电阻器RM充当测量给定时刻流过该反相器即该总线的电流强度的电阻器。例如，电阻器RM等于1欧姆，从而当流过各从单元的总电流等于1安时它的二端上的电压达到1伏。

[0051] 在这些条件下并且对于发生器的电压等于24伏，当每一输出端O1现用(active)时在该总线的二端上呈现+23伏的电压，而当输出端O2现用时呈现-23伏的电压。在总线线路上采用交流电压会使信号幅值翻倍，从而明显改进抗噪声性。

[0052] 测量电阻器RM连接到电气地GND-M，并把测量电阻器RM二端上的电压施加到微控制器CPU-M的典型地为模/数转换器输入端的测量输入端IN1上。在此方式下，主单元测量流过总线的并提供到从单元的电流。

[0053] 电阻器RM中的电流测量还用于检测是否数个从单元同时试图和该主单元通信的冲突。

[0054] 从单元包括通过从调节器REG-S1供电的微控制器CPU-S1，而从调节器REG-S1本身是通过该总线上可得到经二极管桥D11-D14整流并由电容器C1滤波的电压供电。该整流器桥的共用阳极和从单元的电气地GND-S1连接。从单元的电气地和主单元的电气地不接线到一起。电容器C1位于电气地GND-S1和二极管D16的阴极之间。二极管D16的阳极接线到该整流器桥的共用阴极上。调节器REG-S1的输入端子还接线到电容器C1的端子上。如业内人士周知那样，按避免当连接一个其电容器尚未充电的从单元时这些二极管上和/或该总线上电流过大的方式，可以使一个未示出的低值电阻器和二极管D16串联。该电阻器还具有在电压调制产生的总线极性颠倒期间限制电流的作用。

[0055] 该调节器的输出(典型地5伏)接线到和微控制器CPU-S1连接的正电源线VDD。该正电源线VDD还和集电极电阻RC的一端连接，电阻RC和晶体管Q12一起按一个逻辑反相器及电压适配器工作。电阻RC的第二端和信号晶体管Q12的集电极以及该微控制器的第二逻辑输入端IN12接线连接。

[0056] 通过从导体BUS1和从单元GND-S1的电气地之间得到的电压控制晶体管Q12。在这二个点之间串联设置二极管15、和信号晶体管Q12的基极接线的基极电阻R12以及布置在信号晶体管Q12的基极和发射极之间的阻塞电阻R10。当导体BUS1和导体BUS2之间的电压为负时，二极管D15断开，并且等同地阻断晶体管Q12。第二输入端IN12的电势则为正电源线的电势，这对应于该输入端的高逻辑状态。

[0057] 相反，当导体BUS1和导体BUS2之间的电压为正时，二极管D15导通并且信号晶体管R12的基极发射极结导通，若基极电阻R12足够小该结变成饱和。接着信号晶体管Q12充当集电极和发射极之间的短路电路，并且第二输入端IN12取电气地GND-S1的电势，这对应于低逻辑状态。

[0058] 这样，任何时刻微控制器CPU-S1知道总线的极性，这允许从主单元向从单元传送电压调制信息。该信息包含在通过微控制器CPU-M的输出端Q1和Q2控制的断路器Q1、Q2、Q3和Q4的切换产生的电信号中。然后可以通过微控制器CPU-S1处理该信息。

[0059] 相反，从单元20可以调制通过连接或断开一个消耗电能的元件RC吸收的电流。该元件例如是一个置在该整流器的公共阳极和功率晶体管Q11的集电极的简单电阻器，该晶体管Q11的发射极和电气地GND-S1连接。该晶体管的基极经电阻R11和微控制器CPU-S1的第一输出端Q11接线连接。当第一输出端Q11达到高状态时，电流流过电阻RS，这增大已经流过的为对从单元20供电的电流。主单元可以在测量测量电阻RM的二端上的电压的微控制器CPU-S1的第一输入端IN1上测量该电流。这样，可以从从单元向主单元发送电流调制信息。然后可以由微控制器CPU-M处理该信息。

[0060] 二极管D16的作用是防止该电流的一部分由通过电容C1提供的元件RS吸收，这种吸收会影响向主单元传输该信息。

[0061] 如果微控制器允许的话，在“开放集电极”输出的形式下集成电阻R11和晶体管Q11。也可以象晶体管Q12那样集成电阻RC。这样从电路特别简单。

[0062] 从单元20具有输入型功能和输出型功能。该输入型功能能使从单元的动作具有如同主单元动作的后果，而该输出型功能能使从单元的动作是主单元动作的后果。

[0063] 在从单元20中，输入型功能是通过能把微控制器CPU-S1的输入端IN11连接到调节器REG-S1的正输出或连接到地GND-S1的反相器K1实现的。反相器K1例如是一个控制按钮，它上面的每个脉冲用于给出一个命令以便根据四阶段循环打开、停止、关闭、停止来移动可动件LD。

[0064] 在从单元20中，通过由作用于电接收器的微控制器CPU-S1的输出O12控制的断路器K2实现输出型功能。断路器K2例如控制例如用来警告关闭可动件下的危险的信号灯LP1的闪光。信号灯LP1通过由可从该整流器二端上得到的电压控制的断路器供电。如果该电接收器接收交流电压并且如果受控断路器K2如继电器那样呈现对该控制的电流隔离，还能对该灯或该电接收器直接在导体BUS1和BUS2之间的电源和通信总线上直接供电。断路器K2可以对替代信号灯LP1的任何类型的电接收器供电。

[0065] 这样，可以想象驱动可动件的电机本身接线到一个从单元上。在此情况下，断路器K2应变成多极型，并且应允许把该电机连接到一个分立的电源上。

[0066] 从单元可以呈现各种类型的输出功能。在此情况下，微控制器CPU-S1展现和输出功能类型一样多的控制输出(输出O12所代表的类型)。这些输出控制受控断路器控制对各种电部件供电从而能实现各种功能。

[0067] 可以在一个二极管和一个电阻器的二端上设置第二电容器以形成一个和电容器C1、二极管D16组成的组件并联的电路(未示出)。这种电容会充当电能储备供对间歇使用的电部件供电。在不激励该电接收器期间该电容器会缓慢地在该总线充电。

[0068] 类似地，该从单元可呈现各种类型的输入功能。在此情况下，微控制器CPU-S1展现和输入功能类型一样多的控制输入(输入IN11代表的类型)。通过各种装置控制这些输入的状态以便能实现这些不同的功能。

[0069] 在带有数种功能(例如分别通过打开控制按钮、关闭控制按钮以及停止控制按钮得到的“打开”、“关闭”和“停止”功能)的部件的情况下，多种功能通过它自己的标识符标记从而被看成是类型不同的单元。

[0070] 所描述的从单元20允许在同一个和该总线接线连接的物理组件中使数种输入型和输出型功能共享相同的硬件资源。在此情况下，使用单个整流器桥、单个滤波电容器、单个调节器和单个微控制器。和共享元件RS以及功率晶体管Q11一样，共享单个含有信号晶体管Q12的反相器。另一方面，在微控制器CPU-S1上需要设置和它呈现的“输入”功能一样多的输入以及和它的“输出”功能一样多的输出。

[0071] 但是，很清楚，为了通信协议的好处以及能实现该协议的设施的好处，可能容易允许使这些功能不受位置限制。

[0072] 控制报文

[0073] 在依据本发明的通信方法中，主单元发送例如包含4个信息字节的控制帧。每个帧通过一个帧开始位(未示出)引入。如图3中所示那样，该控制帧的第一字节包括一个和动作或者致动器、信息或与某从单元链接的安全部件的状态对应的控制码。第二和第三字节的各个位和与该主单元链接的各从单元相关。在传输第二或第三字节的某个位的过程中，信息可以同时从主单元向一从单元以及从一从单元向主单元流动。第四字节包括和前三个字节的内容有关的检验计算结果(完整性码)。它只由电单元发送。

[0074] 从而第二和第三字节的8个位中的每个位(A1至B8)专用于一个附件。

[0075] 通过一个定义位在帧中的位置的本地位置保证第二或第三字节中的一个位和一个特定附件的关联。该电子单元在后面说明的配置方法期间对每个附件分配一个本地地址。

[0076] 例如，本地地址等于A1的从单元将和帧的第二字节的第一位关联，而本地地址等于A8的从单元将和该字节的最后一位关联。

[0077] 选择二个字节标识各个从单元是任意的。但是，这能关联16个从单元(一个从单元一个位)，这看来在机动操纵障屏的系统中是充足的。

[0078] 这样利用16个位一个位一个地址地表示控制帧中的本地地址，并在后面看到的配置帧中用4个位(代表16种可能的选择)编码本地地址。

[0079] 例如，对于1千赫的馈电频率并把帧当成为4字节长(能和16个附件通信)，传输整个控制报文(帧的起始位除外)耗时32ms。该时间完全适应该领域中的典型应用。

[0080] 该帧的编码允许已知格式，例如曼彻斯特编码(每个发送位的高/低或低/高电平跃迁)。它也可以是摩托罗拉公司发表的文档“Using theHC912 B32 to implement the distributed systems interface(DSI)protocal”中给出的类型。所采用的编码最好是自动同步的并且它的平均值等于零。

[0081] 在该通信方法中区别几种类型的通信。一方面，主单元必须能就它们的状态询问从单元。该询问主要涉及完成输入型功能的从单元。另一方面，主单元必须能向从单元发送状态指令。该指令主要涉及完成输出型功能的从单元。

[0082] 作为响应，从单元必须能发送它们的状态，从而响应询问或者确认状态指令的记录。

[0083] 最后，主单元必须能读或比较从单元反馈的状态从而推断出要完成的动作。

[0084] 该通信方法的功能性允许主单元分析实现输入功能的从单元的状态的改变以便完成关联的功能，或者监视实现输出功能的从单元的状态以便检查它们控制的电器件的可使用性和/或正确操作。

[0085] 在单个控制帧的进程中管理主单元对所有不同从单元发送的命令。通过第二和第三字节中的一个具体位在该控制帧中标识每个从单元。为了在单个帧的进程中管理命令，这意味着在该帧的进程中必须从主单元向从单元发送一条信息项并且必须从一个从单元向该主单元发送一条信息项。

[0086] 对于该命令所定址的每个从单元，在传输该从单元的标识位的进程中出现双向通信。

[0087] 替代地，可以在传输该报文帧内一个相继位(例如该接收位后面的位)期间出现该从单元的响应。

[0088] 通过第一字节中的地址C1至C8表示的控制字能区别发生的通信的类型。所有从单元至少部分地接收和读该控制字。

[0089] 实现输入型功能的从单元的反应

[0090] 每个实现输入型功能的从单元必须能向主单元信令它的状态(或者相对于上次询问的状态改变)。

[0091] 主单元周期地(准连续地)询问从单元，从而确定它们的状态或者通过比较检测实现输入型功能的从单元的状态改变。当检测实现输入型功能的从单元例如自动设施的动作或者检测施加到实现输入型功能的从单元上的动作时，例如是否按控制该可动件的移动的按钮时，主单元按照被激励的从单元的状态的函数控制该致动器并且还管理其它从单元例如实现输出型功能的从单元的各种状态。

[0092] 每个从单元通过生成一个代表它的状态的电流脉冲响应主单元。

[0093] 主单元可以发送和第一报文相同或不同的第二报文，以允许从单元对主单元确认它的状态的改变。在此情况下，仅当在给定时隙内向主单元连续发送二次时，才在主单元中确认从单元的新状态。

[0094] 实现输出型功能的从单元的反应

[0095] 在单个帧中，主单元向不同的实现输出型功能的从单元发送它们必须保持的状态。可以周期地或者在某实现输入型功能的从单元给出命令后进行传输。

[0096] 例如，一旦启动该可动件的运动，必须把安全缘和光电安全管保持在有效“接通”状态，防落下部件可能应持续地有效并且仅当该可动件非常特定情况(例如检测出障碍物)时才接通某指示灯。

[0097] 每个实现输出型功能的从单元确认该信息的接收，例如通过发送对标识它的位中接收到的值的回声，通过激励功率晶体管Q11或其它方式修改总线导体上的电流。

[0098] 但是，不必立即执行该命令。具体地，实现输出型功能的从单元等待接收完整个帧并且检查第四字节中包含的完整性码的准确性，在执行该命令前确定该码是否正确。

[0099] 在后面说明的某些情况下，可在检验完整性码之前执行命令。

[0100] 从而从单元根据帧的前三个字节算出的值和该帧的第四字节中含有的值的匹配检验导致实现输出功能的从单元对命令的执行。可以通过采用循环冗余检验(或CRC)实现该检验。

[0101] 尽管分别参照实现输入或输出型功能的从单元，同一个控制报文可以管理所有实现输入功能的从单元以及所有实现输出功能的从单元。

[0102] 专用控制报文

[0103] 对于某些从单元，不仅仅交换简单的二进制状态是有用的。

[0104] 例如，如果一个无线接收器和该总线连接，在该设施中它看成是一个实现输入功能的从单元。每次该接收器接收从该设施的无线发送器发射的无线信号，它会改变状态：它从待用“断开”状态变成现用“接通”状态。

[0105] 当主单元发送控制报文时，该无线接收器通过发送电流脉冲通知它的从待用状态到现用状态的改变。作为结果，主单元可以向该无线接收器发送一个专用控制报文，从而例如得到所发送的无线命令的要点。

[0106] 在此情况，如图4中所示，对该从单元信令的控制字的内容是一个专用命令，并且由此第二和第三字节的位组不再对应于标识各个从单元的位组。这些从单元忽略该命令或者检查出该命令不具体地对它们定址(通过从单元的标识符)。

[0107] 如图4中所示，该专用命令帧中的某些位是空闲的。接收该专用控制帧的从单元利用和这些空闲位关联的时间间隔在电流调制形式下发送有关该无线接收器接收到的命令的信息和/或有关已接收其命令的无线发送器的身份的信息。

[0108] 具体地，该专用控制帧比常规控制帧长，从而在该同一报文定时内具有足够的用于该从单元的响应的空闲位。接着这些空闲位在时间上用于同步该从单元的响应。

[0109] 可以实施二种检查主单元发出的专用控制帧的完整性；

[0110] 1.在帧的传输进程中从单元可以向主单元提供信息的情况下，从单元读CRC完整性码的各个位并且相同地重复它们。在传输最后一个完整性码的时刻，该从单元检查完整性码。如果证明它是不正确的，则该从单元足以在修改它的响应的最后一位。主单元从中推断出完整性码不正确并且重新发送专用控制报文。

[0111] 2.在控制帧的某些位是空闲的情况下，还能分离源于主单元的完整性计算传输和源于从单元的完整性计算传输。这样，从单元在利用空闲位做出响应之前先检查发送的命令的完整性。

[0112] 实际上，和该总线连接的从单元能管理控制报文和配置报文，并且只有一些从单元能管理和它们的标识符对应的专用控制报文。

[0113] 配置

[0114] 配置主要采取二种形式：

[0115] 1.主单元顺序地在所有类别的附件中扫描逐个标识符，并且当点到它的标识符时从单元响应该配置。

[0116] 2.主单元询问该总线上的新参加者(一种可在主单元级上实现的进程，从而一旦对该总线连接新附件立即到配置方式)。

[0117] 通过已知方法，例如摩托罗拉公司发表的文档“Using the HC912B32 to implement the distributed systems interface(DSI)protocal”的第6和第7页上说明的方法，自动检测新的从单元对该总线的连接。从单元可以置成并联或者环链式配置。

[0118] 新附件的自动检测应只在非常特别的配置阶段中有效，例如在对该从单元编程的特定方式和/或在给定的安全等级下。如果不这样，任意连接新附件(直接对该总线的某个部分或者并联于某个已安装的附件)会让恶意的人操纵该可动件。

[0119] 如图5中所示，配置帧的结构和控制帧的结构相当相似。

[0120] 主单元提供的一字节的配置控制字在第一帧起始位(未示出)之后。

[0121] 在第二字节中编码该从单元的用来响应配置命令的“唯一”标识符，而第三字节包括对该从单元分配的用来响应配置报文的本地地址。该本地地址对应控制帧中和该附件关联的位的位置。最后，第四字节包含对该帧的检验计算的结果。

[0122] 如前面看到那样，从单元分为二种类型，第一类型包括实现输出功能的从单元而第二类型包括实现输入功能的从单元。

[0123] 从单元还可以通过说明所涉及的产品的类别标记。这样，无线接收器可代表第一类别，按钮代表第二类别，键接触代表第三类别，并且依次类推。

[0124] 但是，在该设计中可以包括数个相同类别的从单元。

[0125] 接着再在该设施内用该类别中的标明它的唯一代码标记每个从单元。该唯一代码例如是一个四位后缀。从而该从单元的标识符包括类别代码和该后缀。例如类别代码是在工厂中对它提供的，而该后缀是安装期间安装者为它选择的(例如，切掉印刷电路的触点，定位多位置开关)。

[0126] 这样，所谓的输入附件包括数种类别并且所谓的输出附件包括另一组互补类别。

[0127] 第一配置情况：主单元系统扫描该系统的各个标识符

[0128] 在编程方式下，主单元发送含有可能的标识符以及自由本地地址的识别报文。用该标识符标记的从单元记录该本地地址并且在传输该地址的进程中通过发送该本地地址的回声加以响应。这样，主单元预告本地地址的分配。

[0129] 第二配置情况：主单元询问新参加者

[0130] 编程方式下一旦在该总线上引入新的从单元，主单元发送一条含有虚地址的识别报文，例如把所有标识符位都置为零。主单元还发送要对该附件分配的空闲本地地址，即在标识该从单元的位在该第二和第三字节中的位置。在传输该虚标识符的进程中，该从单元通过按向该电子单元发送它自己的标识符的方式发出电流脉冲予以响应。该从单元还发送该本地地址的回声。

[0131] 在这二种情况下，该从单元还可以发送第四字节中接收的检验码的回声。可以重复该过程以便确认该标识符的传输。

[0132] 在配置帧中，第二字节分配给类别标识符，第三字节的高位部分分配给后缀，第三字节的低位部分分配给本地地址。

[0133] 取决于产品不同类别的数量和/或根据设施中设置的本地地址的数量，可以采用其它方式的分配。

[0134] 在配置期间能通过类别对不同的附件“分离”，即对新参加者的本地地址不必使用该帧中的第一自由地址。在同一个组件中包括数个附件(例如光电发射器/接收器)的从单元还能按照严格定义的次序响应新的参加者的配置命令(例如，首先对该光电发射器在第二字节的前几位中分配本地地址，然后该接收器做出响应并且对该接收器分配更靠近该帧的结尾的本地地址)。在后面详述的同步监视的情况下这种分配方式特别有益。

[0135] 监视报文

[0136] 主单元可采取措施以按规律的间隔发送监视从单元的报文，从而检查从单元的存在以及正确操作。

[0137] 如果从单元按以下规则响应该过程是必要的：通过电流脉冲表示高电平状态和通过没有电流脉冲表示低电平状态。下面说明该监视过程。

[0138] 该控制字通知测试以替代命令。从单元，尤其输出附件，接着在不等待完整性计算检验下随意地执行发出的命令。

[0139] 主单元发出用于所有或者部分从单元的第一帧，该帧中第二和第三字节的位全部(或者部分)处于高状态。它的目的是建立和某些从单元的联系并且检查它们对特殊命令的响应。

[0140] 在标识它的位的引导下，每个从单元发出一个指向主单元的关于它的状态的信息项。

[0141] 接着主单元发送第二控制报文，从而例如前一个命令中置成高状态的定址位全都处于低状态。该报文的用途是把从单元复位到中性状态。

[0142] 在和它们关联的位的引导下，各附件响应该报文以向主单元确认它们返回到中性状态。

[0143] 在执行该检查从单元的操作的过程的第二模式下，传给从单元的帧基于检验命令时刻的网络状态。主单元在存储器中保存最近命令后各个从单元的状态。

[0144] 一旦发出第一检验帧，第一控制消息过程中与各从单元关联的位上给出的值是在该主单元中保存的从单元状态值的逆。

[0145] 如前面那样从单元响应，接着发出第二帧。和各从单元关联的位的值则重新取这些单元的初始状态值。

[0146] 这样，在这二个检验帧之后，各个从单元返回到它们的初始状态并且主单元能检查从单元的响应是低电平状态还是高电平状态的响应。

[0147] 但是，从单元的响应所依据的规则最好是成体系的，即成体系地发送电流脉冲，其中电流脉冲在时间上(仍在传输对应的特定位的进程)或者强度上的偏移定义状态的值。在此情况下，每条控制报文允许主单元监视网络的不同附件并且不需要其它的监视报文。

[0148] 同步

[0149] 从单元和主单元之间交换的简单性能快速实现从单元的同步。

[0150] 例如，习惯利用一对或多对光电管检测可动件移动时其附近人体的存在。

[0151] 每对光电管包括一个光波发射器和一个光波接收器。通常必须同步化以避免彼此靠近安装的不同光电管对之间的干扰。类似地，必须检验光信号的正确传输，以便确定光电管对操作的正确状态。

[0152] 通常通过在光电管时间交换同步信号实现同步。

[0153] 依据本发明，非常容易控制光波发射器的先“接通”接着“断开”的活动顺序并且同时发出有关光波接收器的状态的请求。由于通信协议，该同步非常快并且可在该可动件的每次受控运动之前实现。

[0154] 如前面对监视报文提到那样，光电管执行响应监视或同步报文的命令不必先等待完整性码检验。这样，在传输帧的进程中，发射光电管接收高状态(接通)命令并转成接通。对来自该发射光电管的光束的实际接收造成接收光电管的状态的改变，当它转而从该同一个帧中接收状态请求位时会发出相同的信号。

[0155] 下面参照图6说明一个示例过程。在用箭头100表示的第一步骤中，主单元发送第一帧(SET)。所有涉及的从单元尤其是各包括一个光电管的一个光电发射器和一个光电接收器顺序地接收该帧。首先，在步骤101，该光电发射器接收并读对它定址的位的内容。由于该帧中和该光电发射器的本地地址对应的定址位的(高)状态，该发射器通过在和它关联的该定址位期间发送电流脉冲予以反应。该发送用箭头102代表并且对应于确认正确地接收该命令。在步骤103，该光电发射器执行该命令从而发射光束。该光电接收器在它的一侧于步骤104接收来自该光电发射器的光束，此刻它尚未接收对它定址的控制帧位。该光电接收器接着修改它的状态。该状态修改例如可包括修改存储器中存储的值。

[0156] 同时，主单元继续控制帧的传输。该光电接收器接着接收和它对应的位(步骤105)并把该接收的脉冲解释为状态请求。在给定该保存在存储器中的由于接收光信号而产生的该修改值的情况下，该接收器通过在和它关联的定址位期间发送一个专用电流脉冲做出反应。该发送用箭头106表示。这样通知主单元该光电接收器接收该光电发射器发射的光束。

[0157] 接着主单元结束该同步控制帧的传输。

[0158] 然后在步骤200的进程中发送一个新帧(RE SET)。按照上面对步骤101至106说明的相同的图进行对应的相继步骤。另一方面，在此情况下对光电发射器定址的位的内容置为零(步骤111)，其效果类似光电发射器处于零的情况下的响应(步骤112)从而停止光束的发射(步骤113)。不再接收光束的光电接收器(步骤114)修改它的状态，它响应对它定址的控制帧位向主单元通信(步骤115和116)。

[0159] 这样，在步骤100至116序列之后，主单元检查光电管的光束发射和接收之间的正确同步。

[0160] 可以在致动器的受控操作之前迭代地重复这些步骤数次，用户由传输和响应的速度不会觉察到。

[0161] 在本例中，对不同附件的定址次序显然是重要的，因为它是和光电发射器的反应速度有关的传输位率。

[0162] 如果在读和它关联的位之前该接收器尚未接收光束(或者它的本地地址和一个放在该发射器的位的前面的位对应)，其含有状态改变的响应延迟下一个帧。

[0163] 还能利用控制报文检查该附件对的同步。在此情况下，仅当控制帧完整发送时该接收器才接收光束。直到下个帧期间它不对主单元确认对该报文的接收。

[0164] 图7的流程图表示从单元对主单元发送的帧的各种可能的反应。

[0165] 如图7中所示，从单元和它们关联的帧定址位的值无关地响应。这些单元按它们的类别功能(实现输入功能的从单元或实现输出功能的从单元)对命令作出反应。

[0166] 实现输出功能的从单元在传输和它关联的定址位的进程中发送对该定址位的回声(和该接收到的位的状态对应的电流脉冲)以确认接收该命令。接着主单元检验它发出的该命令是否在正确的值下的确到达目的地。

[0167] 实现输入功能的从单元也在和它关联的定址位期间发送电流脉冲。该发送取决于它的状态。

[0168] 电流脉冲在定址位的传输时间内的位置或者也有可能该电流脉冲的强度指示该从单元的状态。

[0169] 在第一步骤210中，从单元开始接收主单元发出的帧。在第二步骤220，把构成该帧的开始的控制位组放在从单元的存储器中。在第三步骤230中，该从单元开始接收定址位组。

[0170] 当定址位和涉及的单元关联时出现下个步骤。

[0171] 如果该从单元实现输入功能(检查240)并且如果该单元处于有源状态(检查250)，它在步骤260于接收和它关联的定址位期间(从接收和它关联的该定址位期间的时刻t1开始)发送一个电流脉冲以向主单元通知它的有源状态。该响应在步骤265造成主单元的反应(驱动致动器，发出专用命令，等等)。

[0172] 如果该从单元实现输入功能(检查240)并且该单元处于无源状态(检查250)，它在步骤270中发送(从接收和它关联的定址位期间的时刻t0开始)一个电流脉冲以向主单元通知它的无源状态。

[0173] 该过程允许主单元系统地检验命令的确得到识别。尤其，可以手动地或自动地把从单元置为断开状态。如果响应中主单元不接收电流脉冲，主单元则可认为该从单元处于断开状态。

[0174] 如果该从单元实现输出功能(检查240)并且如果和它关联的定址位处于低电平状态(检查280)，它在步骤290中从接收和它关联的地址位期间的时刻t0开始发送一个电流脉冲以向主单元通知帧的接收。在步骤310，通过计算该帧的前三个字节的图象值并且把该图象和该帧的第四字节比较，该从单元检查该发送的帧的完整性。如果该值等于该帧最后一个字节的值，在步骤320根据步骤280中接收的位的状态执行该命令(例如，在灯的情况下断开该灯)。

[0175] 如果该从单元实现输出功能(检查240)并且如果和它关联的定址位处于高电平状态(检查280)，它在步骤300中从接收和它关联的定址位期间的时刻t1开始发送一个电流脉冲。在步骤310，通过计算该帧的前三个字节的图象值并且把该图象和该帧的第四字节比较，该从单元检查该发送的帧的完整性。如果该值等于该帧最后一个字节的值，在步骤320根据步骤280中接收的位的状态执行该命令(例如，在灯的情况下接通该灯)。

[0176] 在未示出的第二情况下，为了限制例如监视命令或者选择某些从单元(从实现输入功能的从单元之中)下的响应，仅当和它们关联的地址位等于1时这些从单元才反应。

[0177] 这样，在某个帧中未选择的从单元(和它关联的定址位等于0)不向主单元发送用来对主单元通信它的状态的响应。这样能从主单元禁止某些从单元。

[0178] 最后，在简单设施的情况下，本发明的原理可用于进一步简化协议。例如第一变型包括删掉控制帧的第一字节。每个实现输入功能和实现输出功能的单元系统地通过复制它的当前状态应答，应答是在涉及它的位的期间进行的。

[0179] 主单元在该帧中发送的高电平状态则是改变状态的命令。

[0180] 还可以省略循环冗余检验字节。在此情况下，仅当在m个相继传输进程中确认n次(例如n等于2而m等于3)报文才是最终有限的。

[0181] 类似地，可以实现其它过程以得到来自主单元的电压脉冲，这些脉冲由从单元读或者另外用于冲突管理。