CN112217702B - 级联式主从模块的自动编址方法及主控模块、从控模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及级联式主从模块的自动编址方法及主控模块、从控模块，属于通信控制技术领域，方法包括主控模块向级联方向上第一个从控模块发送恒流源驱动信号；第一个从控模块根据接收的恒流源驱动信号判断是否允许编址，主控模块通过总线发送编址指令，第一个从控模块根据允许编址的判断，结合编址指令设置自身的编码地址，向级联方向上第二个从控模块发送恒流源驱动信号；第二个从控模块根据接收的恒流源驱动信号判断是否允许编址，主控模块通过总线发送编址指令，第二个从控模块根据允许编址的判断，结合接收的编址指令设置自身的编码地址，向级联方向上下一个从控模块发送恒流源驱动信号，直至所有从控模块编址完毕，提高了自动编址的可靠性。

Description

级联式主从模块的自动编址方法及主控模块、从控模块

技术领域

本发明属于通信控制技术领域，具体涉及级联式主从模块的自动编址方法及主控模块、从控模块。

背景技术

新能源汽车应用中，电池管理系统作为一个重要部件，一般包含一个主控模块和多个从控模块，实际应用中，从控模块安装于电池包内部以采集电池包内电芯的电压、温度数据，为了方便管理这些从控模块的数据，保证从控模块与电池包的一一对应的关系，需要对从控模块进行编址。

现有的从控模块编址方式主要分为手动编址和自动编址两种，手动编址方式采用专用的编址工具，由人工对每个从控模块逐一写入唯一地址，此方式编址效率低，且容易漏编址或者重复编址；其中自动编址方式由于效率高，不易出错在实际应用中越来越广泛，自动编址的可靠性、抗干扰性、完善的异常处理机制等是实现的难点。

目前电池管理系统中多从控模块自动编址方式有如下几种：第一种方式，是通过识别固定电平并配合CAN总线的方式完成；第二种方式，是通过识别PWM方式完成；第三种方式，是通过识别PWM并配合CAN总线的方式完成。

具体而言，电平识别并配合CAN总线的方式是最简单的一种自动编址方式。例如，申请号为201610212857.9的中国发明专利申请，其实现方式是从控模块通过检测I/O端口的电平变化来判断当前是否需要进行自动编址，这种方式上一级节点向下一级节点输出一个固定的电平信号，上级节点无法知道下级节点有没有正确接收到电平信号，编址不可靠。

另外，利用PWM实现自动编址方式，既可以单独完成多采集模块的自动编址，也可以通过配合总线通讯完成多从控模块的自动编址。例如，申请号为201611067600.5的中国发明专利申请，通过识别PWM并配合CAN总线的方式实现，但PWM信号是一种固定频率变化的交变信号，这种信号容易受到线间寄生电容与寄生阻抗的影响，而容易造成检测结果不准导致编码异常失败。

对于上述几种编址方式，虽然能够完成自动编址的功能，但是其存在如下几种弊端：

1、编址信号回路易受线路寄生参数影响，抗干扰能力弱；

2、编址信号无法实现诊断，缺少完善的异常处理机制，容易误操作；

3、在编址失败时，只能通过CAN总线传输故障信息，进行报警，当通讯链路收到损坏时，导致报警失败，因此报警的可靠性差；

4、由于无法对接口连接状态(接触不良，接口导线破损、漏电等)实现诊断，导致在编址失败时，只能上报故障信号，却无法知道具体导致故障的原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种级联式主从模块的自动编址方法及主控模块、从控模块，用于解决现有技术的自动编址方法不可靠的问题。

基于上述目的，一种级联式主从模块的自动编址方法的技术方案如下：

主控处理器，通过总线连接各从控模块，用于通过总线向各从控发出编址指令；

恒流源输出模块，其控制端连接主控处理器，其输出端用于连接级联方向上第一个从控模块，所述恒流源输出模块用于在需要进行编址时，根据主控处理器的指令向第一个从控模块输出恒流源驱动信号，主控处理器通过总线发送第一个从控模块的编址指令，使第一个从控模块根据接收的恒流源驱动信号和编址指令设置自身的编码地址，通过总线向主控模块发送编址完成信息，并向级联方向上下一个从控模块发送恒流源驱动信号；

主控模块接收到第一个从控模块的编址完成信息后，再通过总线发送下一个从控模块的编址指令，直至所有从控模块编址完毕。

上述技术方案的有益效果是：

本发明的自动编址方法，按照级联方向依次向各从控模块发送恒流源驱动信号，各从控模块根据接收的恒流源驱动信号判断是否允许编址，并在允许编址时结合从总线接收的编址指令，设置自身的编码地址，实现自动编址。相对于现有技术而言，本发明通过恒流源驱动信号的硬线配合总线实现自动编址，不需要利用PWM信号线实现编址，抗干扰能力强，且总线发送的编址指令，需要结合恒流源驱动信号的判断，从控模块才能进行编址，大大提高了自动编址的可靠性。

为了提高故障信息传输的可靠性，作为进一步改进，还包括以下步骤：

(1)当级联方向上的后级从控模块检测到自身异常时，该后级从控模块改变其接收恒流源驱动信号的电压，使前级从控模块发送恒流源驱动信号的电压发生变化，前级从控模块根据检测所发送恒流源驱动信号的电压变化，判定后级从控模块故障；

(2)前级从控模块根据判定的所述故障，按照步骤(1)中的内容，并按照级联的反方向传递判定的所述故障，直到主控模块根据检测所发送恒流源驱动信号的电压变化，判定存在从控模块故障。

基于上述目的，一种主控模块的技术方案如下：

主控模块用于和各从控模块级联，其中主控模块包括：

主控处理器，通过总线连接各从控模块，用于通过总线向各从控发出编址指令；

恒流源输出模块，其控制端连接主控处理器，输出端通过恒流源信号线用于连接级联方向上第一个从控模块，所述恒流源输出模块用于在需要进行编址时，根据主控处理器的指令向第一个从控模块输出恒流源驱动信号，并通过总线发送第一个从控模块的编址指令，使第一个从控模块根据接收的恒流源驱动信号和编址指令设置自身的编码地址，通过总线向主控模块发送编址完成信息，并向级联方向上下一个从控模块发送恒流源驱动信号；

主控模块接收到第一个从控模块的编址完成信息后，再通过总线发送下一个从控模块的编址指令，直至所有从控模块编址完毕。

上述技术方案的有益效果是：

本发明的主控模块，按照级联方向从第一个从控模块开始，依次控制各从控模块发送恒流源驱动信号，各从控模块根据接收的恒流源驱动信号判断是否允许编址，并在允许编址时结合从总线接收的编址指令，设置自身的编码地址；主控模块根据从控模块发送的编址完成信息，再通过总线发送下一个从控模块的编址指令，直至所有从控模块编址完毕，从而实现各从控模块的自动编址。相对于现有技术而言，本发明通过恒流源驱动信号的硬线配合总线实现自动编址，不需要利用PWM信号线实现编址，抗干扰能力强，且总线发送的编址指令，需要结合恒流源驱动信号的判断，从控模块才能进行编址，大大提高了自动编址的可靠性。

为了实现对从控模块的故障诊断，进一步，主控模块还包括：

输出负载检测模块，连接恒流源输出模块，用于检测所述恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电压，并将该电压发送至主控处理器；主控处理器根据检测所发送恒流源驱动信号的电压变化，判定存在从控模块故障。

为了确定具体从控模块的故障诊断，进一步，主控模块还用于通过总线接收各从控模块发送的故障信息，主控模块根据该故障信息，结合存在从控模块故障的判定，确认相应从控模块故障。

为了判断主控模块输出的恒流源驱动信号是否正常，进一步，主控模块还包括：

输出电流检测模块，用于检测恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电流；主控处理器用于根据所述恒流源驱动信号的电流、电压判定发送的恒流源驱动信号是否正常。

基于上述目的，一种从控模块的技术方案如下：

从控模块设置在级联电路中，该级联电路由主控模块和各从控模块级联构成；其中从控模块包括：

恒流源输入模块，其输入端连接级联方向上前级模块的恒流源输出模块，用于传输前级模块发送的恒流源驱动信号；

从控处理器，通过总线连接主控模块，用于接收主控模块通过总线发出的编址指令，以及用于根据接收恒流源输入模块传输的恒流源驱动信号，判断是否允许编址；根据允许编址的判断，结合接收的编址指令设置自身的编码地址；

恒流源输出模块，其控制端连接从控处理器，输出端连接级联方向上后级从控模块的恒流源输入模块，用于根据从控处理器的指令向后级从控模块输出恒流源驱动信号。

上述技术方案的有益效果是：

本发明的从控模块按照级联方向依次发送恒流源驱动信号，各从控模块根据接收的恒流源驱动信号判断是否允许编址，并在允许编址时结合从总线接收的编址指令，设置自身的编码地址，直至所有从控模块编址完毕，从而实现各从控模块的自动编址。相对于现有技术而言，本发明通过恒流源驱动信号的硬线配合总线实现自动编址，不需要利用PWM信号线实现编址，抗干扰能力强，且需要结合总线发送的编址指令与恒流源驱动信号的判断，从控模块才能进行编址，大大提高了自动编址的可靠性。

为了实现对后级从控模块的故障诊断，进一步，各从控模块均还包括：

输入负载调整模块，连接恒流源输入模块，用于在本级从控处理器检测到自身异常时，改变输入负载的阻抗值，使本级从控模块接收恒流源驱动信号的电压发生变化，以及级联方向上前级从控模块发送恒流源驱动信号的电压发生变化；

输出负载检测模块，连接恒流源输出模块，用于检测所述恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电压，并将该电压发送至从控处理器；从控处理器根据检测所发送恒流源驱动信号的电压变化，判定后级从控模块故障。

本发明通过改变异常从控模块的输入负载的阻抗值，能够使前级从控模块通过检测发送恒流源驱动信号的电压发生变化，判断后级从控模块故障。相对于现有技术而言，本发明通过恒流源驱动信号的硬线传输故障信息，保证了故障信息的传输可靠性。

为了判断输出的恒流源驱动信号是否正常，进一步，各从控模块均还包括：

输出电流检测模块，用于检测恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电流；从控处理器用于根据所述恒流源驱动信号的电流、电压判定发送的恒流源驱动信号是否正常。

为了判断输入的恒流源驱动信号是否正常，进一步，各从控模块均还包括：

输入负载检测模块，用于检测输入恒流源驱动信号的电压；

输入电流检测模块，用于检测输入恒流源驱动信号的电流；

从控处理器用于根据输入恒流源驱动信号的电流和电压，判定接收的恒流源驱动信号是否正常。

附图说明

图1是本发明的自动编址系统示意图；

图2是本发明的主控模块示意图；

图3是本发明的从控模块示意图；

图4是本发明的正常状态参数仿真结果图；

图5是本发明的后级编址模块故障时状态参数仿真结果图；

图6是本发明的前后级模块连接故障断开状态参数仿真结果图；

图7是本发明的自动编址系统流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1所示的自动编址系统，包括主控模块和n个从控模块，n≥2，主控模块与各从控模块通过总线进行通信连接，主控模块和各从控模块通过恒流源信号线级联。

其中，主控模块用于按照级联方向，通过总线发出的编址指令，依次控制级联方向上的从控模块进行自动编址；在需要进行编址时，主控模块用于向级联方向上第一个从控模块发送恒流源驱动信号；第一个从控模块根据接收的恒流源驱动信号判断是否允许编址，根据允许编址的判断，并结合通过总线接收的编址指令设置自身的编码地址，向级联方向上下一个从控模块发送恒流源驱动信号，直至所有从控模块编码完毕。

主控模块包括以下结构：

主控处理器，通过总线连接各从控模块，用于通过总线向各从控发出编址指令。

恒流源输出模块，其控制端连接主控处理器，输出端通过恒流源信号线连接第一个从控模块，用于根据主控处理器的指令向第一个从控模块输出恒流源驱动信号；主控处理器通过总线发送第一个从控模块的编址指令，使第一个从控模块根据接收的恒流源驱动信号和编址指令设置自身的编码地址。

输出负载检测模块，与恒流源输出模块的输出端连接，用于检测相应恒流源输出模块的输出端电压(即恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电压)，并将该输出端电压发送至主控处理器；主控处理器根据检测所发送恒流源驱动信号的电压变化，判定存在从控模块故障。

输出电流检测模块，用于检测恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电流；主控处理器用于根据所述恒流源驱动信号的电流、电压判定发送的恒流源驱动信号是否正常。

本实施例中，所有从控模块结构相同，每个从控模块包括：

恒流源输入模块，其输入端通过恒流源信号线连接前级模块的恒流源输出模块，其输出端连接从控处理器，用于传输前级模块发送的恒流源驱动信号。

从控处理器，通过总线连接主控模块，用于通过总线接收主控模块发出的编址指令，以及根据接收恒流源输入模块的恒流源驱动信号，判断是否允许编址；根据允许编址的判断，并结合接收的编址指令设置自身的编码地址。

恒流源输出模块，其控制端连接从控处理器，输出端通过恒流源信号线连接下一个从控模块，用于根据从控处理器的指令向下一个从控模块输出恒流源驱动信号。

输入负载检测模块，用于检测恒流源输入模块的输入端电压；该输入负载检测模块包括输入负载调整模块，用于在从控处理器检测到自身异常时，改变输入负载的阻抗值，使本级从控模块接收恒流源驱动信号的电压发生变化，从而使级联方向上前级从控模块发送恒流源驱动信号的电压发生变化。

输出负载检测模块，与恒流源输出模块的输出端连接，用于检测恒流源输出模块的输出端电压(即恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电压)，并将该输出端电压发送至相应的从控处理器；从控处理器根据检测所发送恒流源驱动信号的电压变化，判定后级从控模块故障。

输出电流检测模块，用于检测恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电流；从控处理器用于根据所述恒流源驱动信号的电流、恒流源输出模块的输出端电压判定发送的恒流源驱动信号是否正常。

输入电流检测模块，用于检测恒流源输入模块输入恒流源驱动信号的电流；从控处理器用于根据所述输入端电压、恒流源驱动信号的电流，判定接收的恒流源驱动信号是否正常。

由于在级联方向上最后一个从控模块n不需要输出恒流源驱动信号，因此该从控模块n即使包括有恒流源输出模块、输入电流检测模块和输出负载检测模块，也不必使用。

一种主控模块的结构如图2所示，恒流源输出模块利用一个恒流源发生电路输出一个稳定的恒流源驱动信号(50mA)到第一个从控模块的恒流源输入模块，输出电流检测模块通过检测串入的电阻R1的电压值来判断当前输出电流大小，输出负载检测模块通过检测恒流源输出模块的输出端电压值来确定输出负载大小。

根据图2所示的主控模块，主控模块输出电流值为：

Iout＝V1/R1

其中，V1为R1上电压经过运放跟随器输出的电压，Iout为主控模块输出电流值。

主控模块输出负载测量值为：

V2＝Iout×(R3//(Ron+R4+R6//R7’))

其中，V2为输出负载测量值，通过计算恒流源输出模块的输出端电压值确定；Ron为两级模块(主控模块和从控模块M1)的端口间的连接阻抗值，正常时阻值为毫欧级可以忽略；R4、R6、R7’均属于从控模块M1，当有从控模块故障发生，开关闭合时R7’＝R7，正常情况下，开关断开时R7’＝∞。

各从控模块的结构如图3所示，恒流源输入模块用来接收前级模块输出的恒流源驱动信号(50mA)，输入电流检测模块通过检测串入的电阻R4的电压值来判断当前输入电流大小，输入负载检测模块通过检测恒流源输入模块的输入端电压值来确定输入负载大小；如果从控处理器检测到故障信息，通过闭合开关接入下拉电阻R7实现硬线报警(其硬线报警原理见本实施例最后部分)。

从控模块包括的恒流输出模块、输出电流检测模块和输出负载检测模块的结构，与主控模块的恒流输出模块、输出电流检测模块和输出负载检测模块的结构相同，工作原理也相同，这里不再赘述。

基于图3所示的从控模块，计算其输入电流值为：

Iin＝V3/R4

其中，V3为R4上电压经过运放跟随器输出的电压，Iin为输入电流值。

从控模块的输入负载测量值为：

V4＝Iin×(R6//R7’)

其中，V4为输入负载测量值，通过计算输入恒流源驱动信号的电压确定，该电压即为恒流源输入模块的输入端电压，当有故障发生，且开关闭合时R7’＝R7，正常情况下开关断开时R7’＝∞。

从控模块的输出电流值为：

Iout2＝V5/R8

其中，V5为R8上电压经过运放跟随器输出的电压，Iout2为输出电流值。

从控模块的输出负载测量值为：

V6＝Iout2×(R10//(Ron+R’))

其中，Ron为两级模块(此时是前级从控模块和后级从控模块)的端口间的连接阻抗值，正常时阻值为毫欧级可以忽略；R’为后级从控模块的输入阻抗值。

基于上述自动编址系统，给出一种级联式主从模块的自动编址方法，具体包括以下步骤：

1、主控模块广播指令“进入编址”，系统初始化，寄存器复位，电路自检，所有模块(包括主控模块和各从控模块)的恒流源输出模块的输出端口默认均为关闭状态(前级模块的恒流源输出模块通过开关连接后级模块的恒流源输入模块，常态下开关为关闭状态)。100ms内所有模块均上报自检正常，则正式进入编址状态，否则置编址失败状态位为1并报警，主控广播指令“退出编址”，结束编址。

2、主控模块对从控模块M1进行编址：

2.1、主控模块输出编址使能恒流源信号(即恒流源驱动信号，下称使能恒流源信号)；通过输出电流反馈(即Iout)判断输出激励正常；并通过输出电压反馈(即V2)判断负载(从控模块M1)正常；

2.2、从控模块M1判断接收到编址使能恒流源信号的电压V4与电流Iin是否正常；正常则置编址使能标志位1；

2.3、主控模块广播准备编址指令，进行编址；

2.4、从控模块M1接收到广播准备编址指令，并判断编址使能标志位1，且地址寄存器为0X00，反馈Ready(准备)；否则反馈Error(错误)；

2.5、主控模块接收到Ready后，广播地址信息0X01以及节点总数信息0X0n；

2.6、从控模块M1接收到广播地址信息0X01后，完成对自身编址，并反馈编址完成信息；

2.7、从控模块M1判断当前编址地址是否为0X0n(即判断当前从控模块是否为最后一个节点)；

2.8、若当前从控模块不是最后一个节点，输出编址使能恒流源信号；通过输出电流反馈(即Iout2)判断输出激励正常；并通过输出电压反馈(即V6)判断负载(从控模块M2)正常；

2.9、当前从控模块若是最后一个节点，则完成编址；

主控模块接收到地址为0X01的从控模块上报的完成编址信息(且无硬线反馈报警)，从控模块M1编址完成，否则置编址失败状态位为1并报警，主控广播指令“退出编址”，结束编址。

3、第Mi个从控模块配合主控完成对第i个从控编址(2≤i≤n)：

3.1、从控模块Mi(2≤i≤n)判断接收到编址使能恒流源信号的电压与电流是否正常；正常则置编址使能标志位1；

3.2、主控模块广播编址指令，进行编址；

3.3、从控模块Mi接收到广播编址指令，并判断编址使能标志位1，且地址位寄存器为0X00，反馈Ready；否则反馈Error；

3.4、主控模块接收到Ready后，广播地址信息0X0i以及地址总数信息0X0n；

3.5、从控模块Mi接收到广播地址信息0X0i后，完成对自身编址，并反馈编址完成信息；

3.6、从控模块Mi判断当前编址地址是否为0X0n(即判断当前模块是否为最后一个节点)；

3.7、当前模从控块若不是最后一个节点，输出编址使能恒流源信号；通过输出电流反馈判断输出激励正常；并通过输出电压反馈判断负载(从控模块M i+1)正常；

3.8、当前模块若是最后一个节点，则完成编址；

重复上述步骤3，完成剩余从控模块的自动编址；主控模块接收到地址为0X0n的从控模块上报完成编址信息(且无硬线反馈报警)，则所有从控模块编址完成。

4、主控广播指令“退出编址”，结束编址。

在上述过程中，若从控模块Mi检测到自身异常(自身异常包括：CAN通信故障和恒流源输出故障，CAN通信故障通过读取处理器自身CAN故障寄存器检测到；恒流源输出故障为处理器已执行打开恒流源输出动作，但实际没有输出电流，通过检测输出电流值为0同时输出电压值为0可判断自身恒流源输出故障)，则该从控模块Mi闭合开关接入下拉电阻，改变前级从控模块Mi-1输出负载值，前级从控模块Mi-1检测到其输出负载测量值小于设定值3V，且输出电流值正常(仿真结果见图5，其输出负载测量值为2.52V，输出电流值为49.5mA，图中S2表示相邻前后级模块的恒流源输出模块之间连接的开关(图5中开关S2只是仿真需要，实际连接中没有开关S2)，S1表示用于接入下拉电阻的开关)，则认为后级从控模块故障，停止编址并逐级上传故障信息，从而将故障信息通过硬线信号(此处硬线指的是恒流源信号线)回传到主控模块，具体的处理流程如图7所示。

当从控模块M1检测到自身异常时，闭合开关接入下拉电阻，改变的是主控模块输出负载至，当主控模块检测到其输出负载测量值小于设定值3V，且输出电流值正常，判断后级从控模块故障，主控模块广播指令“退出编址”。

本实施例中，各从控处理器用于根据输出恒流源驱动信号的电流(即输出电流)、恒流源输出模块的输出端电压(即输出负载)判定发送的恒流源驱动信号是否正常。正常状态参数仿真结果如图4所示，输出负载测量值为4.95V，输出电流值49.0mA。

各从控处理器还用于根据输入恒流源驱动信号的电压和电流(即输入负载和输入电流)，判定接收的恒流源驱动信号是否正常。正常状态参数仿真结果如图4所示，输入负载测量值为4.90V，输入电流值为49.0mA。当输入电流值为零，输入负载测量值为零时，判定为当前从控模块与前级模块(前级模块为前级从控模块或主控模块)故障断开，如图6所示。当前级模块显示的输出负载值过大(图6中显示为10.1V)时，能够确认前级模块与后级模块发生故障断开。

当各从控模块中的从控处理器检测到自身异常时，相应从控处理器还用于通过总线向主控模块发送故障信息，主控模块根据该故障信息，结合后级从控模块故障的判断，确认相应从控模块故障。

本实施例中，通过闭合开关接入下拉电阻R7实现硬线报警，开关和电阻R7的支路构成输入负载调整模块，实现硬线报警反馈的原理在于：

从控处理器检测到自身异常时，通过闭合开关改变输入负载的阻抗值，输入负载的阻抗值改变后，前级模块根据输出负载检测模块检测的输出端电压，判定后级从控模块故障，控制前级模块的输入负载调整模块改变输入负载的阻抗值，直到主控模块根据输出负载检测模块检测的输出端电压，判定后级从控模块故障。即按照级联的反方向，依次传输从控模块的故障信息，直到主控模块检测到相关故障信息。

综上，相对于现有技术，本发明具有以下优点：

1、通过恒流源信号线的串联回路不受线路寄生参数影响，抗干扰能力强；

2、通过恒流源信号线配合总线实现自动编址，解决了编址信号无法实现诊断的问题，提高了自动编址的可靠性；

3、通过恒流源信号线传输故障信息，能够实现级联的正向编址和反向故障报警，具有硬线编址与报警的双重功能；

4、能够实现模块间故障断开的诊断，为维修人员及时发现接口连接状态(接触不良，接口导线破损、漏电等)提供了预判信息。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，例如：

本实施例中所有的从控模块结构相同，作为其他实施方式，由于在级联方向上最后一个从控模块n不需要输出恒流源驱动信号，因此该从控模块n的结构仅包括从控处理器、恒流源输入模块、输入电流检测模块和输入负载检测模块，而不包括恒流源输出模块、输入电流检测模块和输出负载检测模块。

本实施例中，主控模块和从控模块是应用至电池管理系统中，但不限于该应用场景，还可以应用至其他需要进行自动编址的系统中。

本实施例中，图3中的V3和V5的检测端可以直接连接从控处理器的采集接口，还可以通过电压隔离器连接从控处理器的采集接口。

因此，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

需要说明的是，本发明中的前、后、上和下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

Claims (10)

1.一种主控模块，其特征在于，主控模块用于和各从控模块级联，其中主控模块包括：

主控处理器，通过总线连接各从控模块，用于通过总线向各从控发出编址指令；

恒流源输出模块，其控制端连接主控处理器，其输出端用于连接级联方向上第一个从控模块，所述恒流源输出模块用于在需要进行编址时，根据主控处理器的指令向第一个从控模块输出恒流源驱动信号，所述恒流源驱动信号用于从控模块是否允许编址的判断中，主控处理器用于通过总线广播准备编址指令，进行编址，并用于在接收到第一个从控模块反馈的准备信号后，广播第一个从控制模块的地址信息及节点总数信息，使第一个从控模块根据接收的恒流源驱动信号和地址信息设置自身的编码地址，通过总线向主控模块发送编址完成信息，并向级联方向上下一个从控模块发送恒流源驱动信号；

主控模块接收到第一个从控模块的编址完成信息后，再通过总线发送下一个从控模块的编址指令，直至所有从控模块编址完毕。

2.根据权利要求1所述的主控模块，其特征在于，主控模块还包括：

输出负载检测模块，连接恒流源输出模块，用于检测所述恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电压，并将该电压发送至主控处理器；主控处理器根据检测所发送恒流源驱动信号的电压变化，判定存在从控模块故障。

3.根据权利要求2所述的主控模块，其特征在于，主控模块还用于通过总线接收各从控模块发送的故障信息，主控模块根据该故障信息，结合存在从控模块故障的判定，确认相应从控模块故障。

4.根据权利要求2所述的主控模块，其特征在于，主控模块还包括：

输出电流检测模块，用于检测恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电流；主控处理器用于根据所述恒流源驱动信号的电流、电压判定发送的恒流源驱动信号是否正常。

5.一种从控模块，其特征在于，从控模块设置在级联电路中，该级联电路由主控模块和各从控模块级联构成；其中从控模块包括：恒流源输入模块、主控处理器和恒流源输出模块；

恒流源输入模块的输入端连接级联方向上前级模块的恒流源输出模块，恒流源输入模块的输出端连接从控处理器，用于将接收到的前级模块发送的恒流源驱动信号发送至从控处理器；从控处理器用于在接收到恒流源驱动信号后，根据恒流源驱动信号判断是否允许编址；

从控处理器，通过总线连接主控模块，用于接收主控模块通过总线发出的准备编址指令及地址信息，以及用于根据接收恒流源输入模块传输的恒流源驱动信号，判断是否允许编址；还用于根据准备编址指令及允许编址的判断向主控模块反馈准备信号，并结合接收的地址信息完成对自身的编码，并反馈编址完成信息；还用于判断当前从控模块是否为最后一个节点，若当前从控模块不是最后一个节点，通过恒流输出模块输出恒流源驱动信号；若是最后一个节点，完成编址；

恒流源输出模块，其控制端连接从控处理器，输出端连接级联方向上后级从控模块的恒流源输入模块，用于根据从控处理器的指令向后级从控模块输出恒流源驱动信号。

6.根据权利要求5所述的从控模块，其特征在于，各从控模块均还包括：

输入负载调整模块，连接恒流源输入模块，用于在从控处理器检测到自身异常时，改变输入负载的阻抗值，使本级从控模块接收恒流源驱动信号的电压发生变化，以及级联方向上前级从控模块发送恒流源驱动信号的电压发生变化；

输出负载检测模块，连接恒流源输出模块，用于检测所述恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电压，并将该电压发送至从控处理器；从控处理器根据检测所发送恒流源驱动信号的电压变化，判定后级从控模块故障。

7.根据权利要求6所述的从控模块，其特征在于，各从控模块均还包括：

输出电流检测模块，用于检测恒流源输出模块输出恒流源驱动信号的电流；从控处理器用于根据所述恒流源驱动信号的电流、电压判定发送的恒流源驱动信号是否正常。

8.根据权利要求6所述的从控模块，其特征在于，各从控模块均还包括：

输入负载检测模块，用于检测输入恒流源驱动信号的电压；

输入电流检测模块，用于检测输入恒流源驱动信号的电流；

从控处理器用于根据输入恒流源驱动信号的电流和电压，判定接收的恒流源驱动信号是否正常。

9.一种级联式主从模块的自动编址方法，其特征在于，包括以下步骤：

主控模块向级联方向上第一个从控模块发送恒流源驱动信号；

第一个从控模块根据接收的恒流源驱动信号判断是否允许编址，主控模块通过总线广播准备编址指令，进行编址；第一个从控模块根据接收到的准备编址指令及允许编址的判断，向主控模块反馈准备信号；主控模块接收到第一个从控模块反馈的准备信号后，广播地址信息以及节点总数信息；第一个从控模块接收到地址信息后，完成对自身编址，并反馈编址完成信息；第一个从控模块判断当前从控模块是否为最后一个节点，若不是最后一个节点，向级联方向上第二个从控模块发送恒流源驱动信号；

第二个从控模块根据接收的恒流源驱动信号判断是否允许编址，主控模块通过总线广播准备编址指令，进行编址；第二个从控模块根据接收到的准备编址指令及允许编址的判断，向主控模块反馈准备信号；主控模块接收到第二个从控模块反馈的准备信号后，广播地址信息以及节点总数信息；第二个从控模块接收到地址信息后，完成对自身编址，并反馈编址完成信息；第二个从控模块判断当前从控模块是否为最后一个节点，若不是最后一个节点，向级联方向上下一个从控模块发送恒流源驱动信号，直至所有从控模块编址完毕。

10.根据权利要求9所述的级联式主从模块的自动编址方法，其特征在于，还包括以下步骤：

（1）当级联方向上的后级从控模块检测到自身异常时，该后级从控模块改变其接收恒流源驱动信号的电压，使前级从控模块发送恒流源驱动信号的电压发生变化，前级从控模块根据检测所发送恒流源驱动信号的电压变化，判定后级从控模块故障；

（2）前级从控模块根据判定的所述故障，按照步骤（1）中的内容，并按照级联的反方向传递判定的所述故障，直到主控模块根据检测所发送恒流源驱动信号的电压变化，判定存在从控模块故障。

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