一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制系统及方法，系统包括：供电单元，连接交流市电，包括若干通用接口；操作单元，通过通用接口连接供电单元，用于输出控制指令和接收反馈信号；驱动单元，连接电机，并通过通用接口连接供电单元，用于根据接收到的控制信号对电机进行控制，并输出反馈信号。本发明专利技术的实质性效果包括：将电机的驱动单元从集成控制盒剥离，使集成控制盒简化为只存在开关电源的供电单元，缩小控制盒的整体体积；采用RS485总线式通讯，电器物理接口定义统一，用户可以按照任意顺序接插；具有较高的扩展性。具有较高的扩展性。具有较高的扩展性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及电机控制领域，特别涉及一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制系统及方法。

技术介绍

[0002]传统的升降桌控制系统，控制方式基本全都采用集成控制盒直接控制的形式，将开关电源、电机驱动器集成在一个控制盒内，同时将手控器、电机与控制盒连接。电机与控制盒的电器连接需要包括：电机相线、HALL信号线、HALL电源线，电机全部采用有刷电机。
[0003]电机与集成控制盒的电器连接至少需电机相线、HALL信号线及HALL电源线，接口线数多、体积大，导致集成式控制盒的体积偏大；电机驱动需要由主控MCU实现，电机数较多时对主控MCU的引脚资源消耗巨大，可供扩展的资源有限，扩展性极低。

技术实现思路

[0004]针对现有技术体积大成本高，扩展性差的问题，本专利技术提供了一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制系统及方法，将集成式控制器的主控板的电机驱动电路剥离出来，利用通用接口与供电单元进行连接，使得扩展性大幅提高，也减少了供电单元的体积。
[0005]以下是本专利技术的技术方案。
[0006]一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制系统，包括：供电单元，连接交流市电，包括若干通用接口；操作单元，通过通用接口连接供电单元，用于输出控制指令和接收反馈信号；驱动单元，连接电机，并通过通用接口连接供电单元，用于根据接收到的控制信号对电机进行控制，并输出反馈信号。
[0007]本专利技术的通用接口使得所有外接设备可按任意顺序随意接插，大幅提高可扩展性。
[0008]作为优选，所述通用接口包括四个引脚，分别为：pin1—GND、pin2—VBUS、pin3—485
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A以及pin4—485
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B；其中同一供电单元的所有通用接口之间，相同编号的引脚通过OR电阻连接。
[0009]作为优选，所述供电单元为多个，多个供电单元之间通过通用接口连接。使得电源功率可扩展，防止系统重载条件下功率不足导致的性能降低；进而也实现被控电机数可扩展，不再单个供电单元MCU的引脚资源限制。
[0010]本专利技术还提供了一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制方法，包括以下步骤：预先搭建包括供电单元、操作单元和驱动单元的控制系统，为每个电机分配ID并进行组网；控制系统中的驱动单元根据操作单元发出的带有ID的控制指令，对不同ID的电
机进行分别控制，并返回反馈信号至操作单元；操作单元接收反馈信号后根据需求调整控制指令，完成升降桌的控制。
[0011]由于此方案用于升降桌系统，所有立柱需要同时运行或同时停止，且立柱升降过程中须时刻保持所有桌腿高度一致，因此，必须具备每个电机的单独控制能力。本方法为每个电机分配了ID，可以实现不同电机的单独控制，以此保证桌腿高度的同步控制和特殊调整需求。
[0012]作为优选，所述为每个电机分配ID，包括：将每个电机对应的通用唯一识别码(UUID)压缩为更低位的编码值，作为电机的ID。STM32处理器自带96位(12字节)UUID(通用唯一识别码Universally Unique Identifier)，此码虽无重复，但96位太过于冗长，不适合直接作为ID在通讯协议中传输，因此需要压缩。
[0013]作为优选，所述更低位的编码值为32位的CRC值，压缩采用的算法为CRC32算法。32位最多可表示4,294,967,295个不同的节点ID，可认为重复的概率为零。
[0014]作为优选，所述组网，包括以下步骤：由控制单元发出组网广播指令，驱动单元收到该组网广播指令后，利用预设的延时回复机制，根据每个电机的ID计算对应的延时值，驱动单元根据该延时值延时发送对应的电机ID至控制单元。
[0015]作为优选，所述预设的延时回复机制，为ID段选Mod190延时回复机制，包括：将32位ID拆分成4个段，每个段由8位二进制数表示，0
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7位是第1段，8
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15位是第2段，16
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23位是第3段，24
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31位是第4段，每个段的值范围是0
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255；组网时，控制单元发出带有指定段选值的组网广播指令，驱动单元收到此命令后根据段选值从32位ID中选取相应ID段做mod 190运算，运算结果是0
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189，根据运算结果的不同延时不同时间将电机的ID发送至控制单元。由于系统需实现电机数量的可扩展、随意插的特性，因此在电机侧，不能通过硬件做区分的方式(如使用“拨码开关”产生硬件差异)实现组网，必须通过纯软件机制，让总线中的每个电机有序地将自身ID发给控制单元，如在同一时间发送ID，总线数据会混叠导致控制单元无法收到任何有效的ID，本方案采用的“ID段选Mod190延时回复机制”可以保证组网的高效性。
[0016]作为优选，如有不同ID的电机在同一段选值下做mod 190运算所计算出的结果相同，则由控制单元重新选择段选值，并执行预设的延时回复机制。必要时，段选值会从0
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3进行遍历，防止有2个以上的电机某个特定ID段mod 190的结果相同，导致同时回复ID致使总线数据混叠。
[0017]本专利技术的实质性效果包括：将电机的驱动单元从集成控制盒剥离，使集成控制盒简化为只存在开关电源的供电单元，缩小控制盒的整体体积；采用RS485总线式通讯，电器物理接口定义统一，用户可以按照任意顺序接插；具有较高的扩展性。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例的系统连接示意图；图2是本专利技术实施例的引脚定义图；图3是本专利技术实施例的mod 190运算结果图；图4是本专利技术实施例的延时回复机制示意图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例，对本技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]应当理解，在本专利技术的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本专利技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0021]应当理解，在本专利技术中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0022]应当理解，在本专利技术中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A相关联，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。A与B的匹配，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制系统，其特征在于，包括：供电单元，连接交流市电，包括若干通用接口；操作单元，通过通用接口连接供电单元，用于输出控制指令和接收反馈信号；驱动单元，连接电机，并通过通用接口连接供电单元，用于根据接收到的控制信号对电机进行控制，并输出反馈信号。2.根据权利要求1所述的一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制系统，其特征在于，所述通用接口包括四个引脚，分别为：pin1—GND、pin2—VBUS、pin3—485
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A以及pin4—485
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B；其中同一供电单元的所有通用接口之间，相同编号的引脚通过OR电阻连接。3.根据权利要求2所述的一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制系统，其特征在于，所述供电单元为多个，多个供电单元之间通过通用接口连接。4.一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制方法，其特征在于，包括以下步骤：预先搭建包括供电单元、操作单元和驱动单元的控制系统，为每个电机分配ID并进行组网；控制系统中的驱动单元根据操作单元发出的带有ID的控制指令，对不同ID的电机进行分别控制，并返回反馈信号至操作单元；操作单元接收反馈信号后根据需求调整控制指令，完成升降桌的控制。5.根据权利要求4所述的一种基于RS485总线式通讯的无刷电机升降桌控制方法，其特征在于，所述为每个电机分配ID，包括：将每个电机对应的通用唯一识别码(UUID)压缩为更低位的编码值，作为电机的ID。6.根据权利要求5所述的一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭宇辰，舒逢楠，袁野，
申请(专利权)人：浙江捷昌线性驱动科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：