电器的串行总线控制制造技术

一种具有串行总线控制系统的家用电器包括一个系统控制器、多个从节点和一个串行总线连接器。每个从节点是传感器、致动器等，它们与串行总线连接器相连，并对由主通信模块产生的被选择的从节点地址码作出响应。串行总线连接器是一个导体回路，回路的每一端与主通信模块相连，从节点位于中间位置与回路相连。主通信模块包括向一个或多个从节点地址码产生数字传输的询问电路，以及从与串行总线连接器相连的从节点接收数字传输的接收器电路。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】随着对提高家用电器的效率和操作能力所作的努力，家用电器正在变得越来越复杂。此处所用的“家用电器”一词是指这样一些设备，如洗衣机、干衣机、洗碗机、炉灶、微波炉和冰箱，它们至少有些用电来控制的功能。这样的家用电器一般是独立的单元，它们的制造和销售与在其内使用的建筑物结构无关。为了降低功耗(例如使冰箱、干衣机、炉灶等运行的电能)和其它资源消耗，例如降低洗衣机和洗碗机中所消耗的水，希望提高电器的效率。已经通过采用传感器对电器进行电子控制来提高效率，传感器监测电器的性能并提供数据，根据所要求的操作种类调节电器的操作部件(例如温度传感器改善制冷系统的运行情况，或水传感器检测洗碗机中水的清洁度)。常规的电器制造技术还包括在电源(例如与电源线相连的接点)和电器中需要电源的各个部件之间连接电线。具有电子控制系统的大多数电器已经包括类似的配线，即在电器控制器和种类不同的传感器及致动器之间直接进行连线，导致“星”型配线。这种系统中的所有引线一般都具有比较粗的线规(例如18号线规或更粗)，因为系统通常依靠模拟通信，由此使得所需的电压或电流较大，以及为了便于装配(引线必须在组装线的环境中经历将其穿过电器的多次摆弄)。由于控制系统的复杂性(例如取决于用户对一种特定电器的选择项的数量，以及用于提高能源和资源效率的传感器和系统)提高了，所以配线的量和布线所花费的时间都增加了。考虑到生产方面的问题，如将每个传感器或致动器与控制器相连的引线，布线所花费的时间，以及对具有不同选择或配制的每种电器所必须具有的独特的布线约定，这样的装配技术具有许多困难。此外，由于导线相互连接的数量增加了，所以对电器控制系统而言引线的某些部分出现故障的可能性也增加了。在家用电器中，希望在保持运行可靠性的同时，尽可能地减少用于控制系统传感器和致动器的引线总体数量。对很宽范围内的产品可以采用标准的布线约定，这也将在很大程度上提高生产效率。根据本专利技术，一种家用电器包括串行总线控制系统，该系统包括一个主通信模块、多个从节点和一个串行总线连接器。从节点包括传感器、致动器或类似部件，它们与串行总线连接器相连，并对由主通信模块产生的被选择的从节点地址码作出响应。串行总线连接器通常包括一个导体回路，导体回路的每一端与主通信模块相连，从节点在沿回路的中间位置与回路相连。主通信模块包括一个询问电路，用于向一个或多个所述从节点地址码产生数字传输，以及一个接收器电路，用于从与串行总线连接器相连的所述从节点接收数字传输。串行总线控制系统通常还包括一个系统控制器，主通信模块是系统控制器的一部分。系统控制器进一步包括一个处理器，用于从由通信模块定址的从节点接收传感器信号，并且为与串行总线连接器相连的致动器的控制操作产生各个控制信号。串行总线连接器可以既包括通信总线又包括电源总线，通信总线用于在主通信模块和各个从节点之间传递数字通信信号，而电源总线用于向从节点和它们相关的部分提供电源。据信是新颖的本专利技术的特征在所附权利要求书中给出。然而通过参照以下结合附图所作的描述，可以更好地理解作为结构和操作方法的专利技术本身与专利技术的进一步目的和优点，其中附图是根据本专利技术的电器串行总线控制系统的框图。根据本专利技术，(如上定义的)家用电器100包括利用主—从通信模态的串行总线控制系统110(用虚线画出)。串行总线控制系统包括系统控制器120、多个从节点170和串行总线连接器(或电缆)150，系统控制器120和每个从节点170都与串行总线连接器150电连接。系统控制器120包括主通信模块122并且通常还包括处理器124(二者可以包括在一块芯片或微处理器器件中)；通信模块122控制串行总线连接器150上的通信。从节点170包括诸如传感器(例如确定被测参数的条件或状态)、致动器(例如操作机械、电、液压或气压部件)等设备。此处所采用的“串行总线”是指一种通信系统，其中每个部件分别与相同的总线相连，因此与每个从节点的通信经过相同的总线，每个从节点通过地址码访问。采用相同的总线(即相同的导线或一组导线)与各个从节点通信避免了每个节点通过各自的导线(或一组导线)直接与控制器连线。此处所采用的“主—从”或类似术语是指一种控制系统，其中由主通信模块启动对各个从节点的全部通信，即每个从节点只根据来自主通信模块的询问在串行通信总线上产生信号。这种“主—从”系统不同于对等或“令牌环”类型的控制系统，在这些系统中一个以上的节点可以开始通信或者作用或修改其它节点的通信，于是使得能够在节点之间进行通信，而在主—从系统中，从节点只与主通信模块进行通信。在典型的电器控制系统中，控制器120适用于检测电器的状态和向电器的部件产生控制信号，引起所要求的操作状态，例如使能量效率最优化等。主通信模块122在控制器120和各个从节点170之间进行通信。主通信模块122通常包括适用于与一个或多个传感器和致动器进行数字通信的电路，比如产生访问被选择从节点的数字地址码信号的询问电路和将由从节点接收的信号传输给处理器124的接收器电路。主通信模块的一个例子是诸如Intell8051系列芯片或类似芯片的微控制器(或微处理器)。每个从节点170具有数字地址码；当这一主通信模块传输该地址时，建立控制器120和该节点之间的通信。一个从节点和主通信模块之间已经建立通信以后，来自处理器电路124的控制信号直接到达该节点，命令对诸如报告检测的参数、用户输入等那样的询问作出响应。虽然在某些结构中多个从节点可以具有一个共同的地址，这就是说，来自主通信模块的一个地址码使得多个从节点中的每个从节点作出响应，比如命令几个部件(例如分隔室中的多盏灯)接通或关断，但是一般情况下从节点都具有各自的地址。控制器120的处理器124适用于接收从从节点传输过来(经过主通信模块122)的数据信号并且为致动器等产生控制信号，以便控制电器的操作。处理器124通常还包括时钟电路，用以协调控制系统中的数据交换。处理器124还包括微处理器芯片上的各种应用程序(或程序)，用于有选择地控制对来自从节点的信息进行更新的速率。对电器操作的不同模式采用不同的取样速率(例如从不同节点采集数据)。例如，当洗碗机或炉灶那样的电器不用时，用相当长的周期更新信息是合适的，而当电器在使用时，较短的周期是合适的。类似地，冰箱冷藏室门已经开启以后，冰箱中的更新间隔时间应较短，直到冷藏室已经返回稳定状态。在典型的电器环境中，甚至控制器120中的更新信息的最大速率都可以相对较低(即更新周期在几秒的数量级)，这样便降低了控制器电路的复杂性和成本。例如，控制器120的波特率可以在大约50波特至10,000波特的范围之间，典型值是大约200至1,000波特。此外，控制器120和从节点170包括功率下降控制电路，以便当电器停机或发生类似情况时减小能耗。例如，功率下降电路通常减缓控制器的更新周期，并且在不使用电器时切断不用的辅助设备如内部显示模块或温度传感器的电源。另外，控制器120还包括应用程序，因此在预定时间内如果致动器不被主通信模块寻址，那么通常切断包括用于电器控制的致动器的从节点，于是电器工作在“故障自动防护”模式。例如如果在预定时间(例如1-3分钟)内不被控制系统120寻址，那么炉中的加热元件将被切断电源，这只是个例子，不作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种家用电器包括串行总线控制系统，所述串行总线控制系统包括一个主通信模块、一个与所述主通信模块相连的串行总线连接器、以及多个从节点，每个所述从节点与所述串行总线连接器相连，并对被选择的从节点地址码作出响应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W韦普，HA苏瑟兰，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]