串行设备、串行设备系统及串行设备的控制方法

技术领域

本申请实施例涉及串行接口通信技术领域，具体涉及一种串行设备、串行设备系统及串行设备的控制方法。

背景技术

目前机房服务器监控设备是通过串行通信协议使上位机连接多个下位机，每个机柜配置一个下位机，这些下位机实时收集每台服务器的工作状态，温度，湿度等等，可实现同时监控多节点服务器。

本申请发明人研究发现，现有的上位机通过串行通信协议连接多个下位机时，多个下位机都挂在同一组串行总线上，在初始连接时，需要所有的下位机都接好后再上电。当在使用过程中，出现某一个下位机损坏或者需要更换时，则需要上位机关闭所有下位机的电源，才能进行维修或者更换，操作非常麻烦。

发明内容

鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种串行设备、串行设备系统及串行设备的控制方法，用于解决现有技术中存在的上述技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种串行设备，所述串行设备包括：微处理单元和电源控制单元；所述微处理单元包括第一信号输入接口、第一信号输出接口、以及第二信号输出接口；所述电源控制单元包括电源输入接口、电源输出接口以及电源控制接口；所述电源控制单元的电源输入接口用于与外部电源连接，所述电源输出接口用于与下级串行设备电连接，所述电源控制接口与所述微处理单元的第一信号输出接口电连接；所述微处理单元用于在所述第一信号输入接口接入下级串行设备时，等待第一预设时间，通过所述第一信号输出接口向所述电源控制接口发送上电信号，以使所述电源控制单元通过电源输出接口向所述下级串行设备输出电源；所述微处理单元还用于在所述第一信号输入接口空置时，通过所述第一信号输出接口向所述电源控制接口发送下电信号，以使所述电源控制单元停止输出电源；所述微处理单元通过所述第二信号输出接口接地，还用于通过第二信号输出接口与上级串行设备连接。

串行设备通过微处理单元和电源控制单元，实现多个串行设备通过接口进行级联，上级串行设备控制下级串行设备的供电情况，当接入有下级串行设备时，上级串行设备通过电源控制单元向下级串行设备输出电源，当下级串行设备断开时，上级串行设备通过电源控制单元停止向下级串行设备输出电源，实现了串行设备的可带电插拔，便于维护和更换。

在一种可选的方式中，所述第一信号输入接口与第一上拉电阻连接；所述第二信号输出接口与第一下拉电阻连接。

第一上拉电阻将第一信号输入接口的初始状态拉高至高电平，提升了电路的稳定性和抗干扰能力，而在接入下级串行设备时，第一下拉电阻为第一信号输入接口提供低电平信号

在一种可选的方式中，所述电源控制单元还包括N沟道MOS管和P沟道MOS管；所述N沟道MOS管的栅极与所述第一信号输出接口连接，所述N沟道MOS管的源极接地，所述N沟道MOS管的漏极与所述P沟道MOS管的栅极连接；所述P沟道MOS管的源极与外部电源连接，漏极与所述下级串行设备电连接；所述微处理单元在所述第一信号输入接口接入所述下级串行设备时，向所述电源控制接口发送上电信号，所述N沟道MOS管导通，所述外部电源通过所述P沟道MOS管向所述下级串行设备输出电源；所述微处理单元在所述第一信号输入接口空置时，向所述电源控制接口发送下电信号，所述N沟道MOS管和所述P沟道MOS管截止，所述外部电源停止输出电源。

通过N沟道MOS管和P沟道MOS管的组合可以实现对下级串行设备的电源控制，以便在导通时提供电源，而在截止时进行关闭，实现串行设备可带电插拔的同时可以节省能量和延长设备寿命。

在一种可选的方式中，所述微处理单元还包括第二信号输入接口和第三信号输出接口；所述微处理单元还用于在所述第二信号输入接口空置且所述第一信号输入接口空置时，为该串行设备设置地址信息；所述微处理单元还用于在所述第二信号输入接口空置且所述第一信号输入接口接入下级串行设备时，为该串行设备设置地址信息，同时通过所述第三信号输出接口给所述下级串行设备发送第一脉冲信号，等待第二预设时间，再次通过所述第三信号输出接口向所述下级串行设备发送分配的地址信息；所述微处理单元还用于在所述第一信号输入接口接入下级串行设备，且通过所述第二信号输入接口接收上级串行设备发送的第一脉冲信号时，所述微处理单元通过所述第二信号输入接口接收上级串行设备为该串行设备分配的地址信息，同时通过所述第三信号输出接口给所述下级串行设备发送第一脉冲信号，等待第二预设时间，通过所述第三信号输出接口向所述下级串行设备发送为所述下级串行设备分配的地址信息；所述微处理单元还用于在所述第一信号输入接口空置，且通过所述第二信号输入接口接收上级串行设备发送的第一脉冲信号时，等待第二预设时间，再次接收所述上级串行设备发送的为该串行设备分配的地址信息。

通过接口串行连接的串行设备之间互相通信，实现了串行设备的自动分配地址，无需上位机操作对每个串行设备配置地址，降低了能耗和内存占用。

在一种可选的方式中，所述第二信号输入接口与第二上拉电阻连接；所述第三信号输出接口与第三上拉电阻连接。

上拉电阻提升了电路的稳定性和抗干扰能力。

根据本申请实施例的另一方面，提供了一种串行设备系统，包括：上位机和多个如上述任一项所述的串行设备；所述串行设备包括串行接口，所述上位机与多个所述串行设备通过所述串行接口连接，多个所述串行设备相串联；所述串行设备的电源输入接口与上级所述串行设备的电源输出接口连接；所述串行设备的电源输出接口与下级所述串行设备的电源输入接口连接；所述串行设备的第一信号输入接口与下级所述串行设备的第二信号输出接口连接；所述串行设备的第二信号输出接口与上级串行设备的第一信号输入接口连接；其中，首个所述串行设备的电源输入接口与所述上位机连接，首个所述串行设备的第二信号输出接口空置；最后一个所述串行设备的电源输出接口空置，最后一个所述串行设备的第一信号输入接口空置。

通过串行设备之间互相串行连接，实现了串行设备的可带电插拔和自动分配地址，方便设备的维护，便于操作且灵活性更高。

在一种可选的方式中，所述上位机通过RS485总线与多个所述串行设备连接；相邻的所述串行设备之间通过RJ45网线连接。

提升了串行设备系统的传输速率和传输距离，提升了串行设备系统的通用性、可靠性和灵活性，并且降低了成本。

根据本申请的另一方面，提供了一种串行设备的控制方法，应用于上述任一项所述的串行设备，该方法包括：获取所述第一信号输入接口的第一信号，根据所述第一信号进行判断，若所述第一信号输入接口接入有下级串行设备，则等待第一预设时间后，向所述电源控制接口发送所述上电信号，以使所述电源控制单元向所述下级串行设备输出电源；若所述第一信号输入接口空置，则向所述电源控制接口发送所述下电信号，以使所述电源控制单元停止输出电源。

微处理单元通过第一信号输入接口REQ-IN的电平状态判断是否有下级串行设备接入，进而通过电源控制单元的通断控制对下级串行设备的供电，实现串行设备的可带电插拔。

在一种可选的方式中，若所述第一信号输入接口接入下级串行设备，所述方法还包括：获取所述第二信号输入接口的第二信号，根据所述第二信号进行判断，若所述第二信号输入接口空置，则为该串行设备设置地址信息，并通过所述第三信号输出接口向所述下级串行设备发送脉冲信号，在等待第二预设时间后，向所述下级串行设备发送为所述下级串行设备分配的地址信息；若所述第二信号输入接口接入上级串行设备，则接收所述上级串行设备为该串行设备分配的地址信息，并通过所述第三信号输出接口向所述下级串行设备发送脉冲信号，等待第二预设时间后，向所述下级串行设备发送为所述下级串行设备分配的地址信息。

通过以上步骤实现了串行设备在有下级串行设备接入的时候的自动分配地址。

在一种可选的方式中，若所述第一信号输入接口空置，所述方法还包括：获取所述第二信号输入接口的第二信号，根据所述第二信号进行判断，若所述第二信号输入接口空置，则为该串行设备设置地址信息；若所述第二信号输入接口接入上级串行设备，则等待第二预设时间后，接收所述上级串行设备为该串行设备分配的地址信息。

通过上述步骤实现了串行设备在没有下级串行设备接入时的自动分配地址。

在一种可选的方式中，所述根据所述第一信号进行判断，具体包括：若所述第一信号为低电平信号，则确定所述第一信号输入接口接入有下级串行设备；若所述第一信号为高电平信号，则确定所述第一信号输入接口空置。

通过第一信号判断第一信号输入接口是否有下级串行设备接入，实现侦测是否有下级串行设备接入或断开。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的串行设备的示意图；

图2示出了本发明实施例提供的串行设备的电路图；

图3示出了本发明实施例提供的电压转换单元的电路图；

图4示出了本发明实施例提供的串行设备系统的示意图；

图5示出了本发明实施例提供的串行设备的控制方法的流程图；

图6示出了本发明实施例提供的串行设备的控制方法中步骤S110-S120的流程图；

图7示出了本发明实施例提供的串行设备的控制方法中步骤S210-S220的流程图；

图8示出了本发明实施例提供的串行设备的控制方法中步骤S310-S330的流程图；

图9示出了本发明实施例提供的串行设备系统的第一次上电的步骤A100-A320的流程图；

图10示出了本发明实施例提供的侦测下级串行设备接入的步骤A311-A315的流程图；

图11示出了本发明实施例提供的侦测下级串行设备丢失的步骤A321-A324的流程图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1000、串行设备系统；

100、串行设备；101、首个串行设备；102、第二串行设备；103、第三串行设备；104、最后一个串行设备；

110、微处理单元；REQ-IN、第一信号输入接口；REQ-OUT、第二信号输出接口；EN-NEXT、第一信号输出接口；ADDR-IN、第二信号输入接口；ADDR-OUT、第三信号输出接口；

120、电源控制单元；PWR-IN、电源输入接口；PWR-OUT、电源输出接口；PWR-C、电源控制接口；Q1、P沟道MOS管；Q2、N沟道MOS管；

130、电压转换单元；U3、电压转换芯片；

R2、第二上拉电阻；R3、第三上拉电阻；R4、第一上拉电阻；R5、第一下拉电阻；

200、上位机。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

使用串行通信协议连接串行设备对服务器机柜的工作状态和环境因素等进行监控是一种常用的方式，特别适用于远距离通信和多节点通信的应用场景。在对机房服务器设备进行监控时，串行设备可以连接多个设备在同一总线上，形成串行网络，实现多设备之间的通信和协同工作。通常一个上位机连接多个下位机，每个下位机实时收集每台服务器的工作状态、温度、湿度等等，在这种架构中，上位机一般充当主节点的角色，负责收集和处理监控数据，而下位机则是从节点，负责采集各种传感器数据或控制执行器。使用串行通信协议连接上位机和下位机进行监控可以稳定、可靠地实现远距离通信和多节点通信的要求。

本申请发明人研究发现，由于多个下位机都挂在串行总线上，上位机下来的RS485串行总线有三条信号线和一条12V的电源线，每个下位机的电源输入都连接上位机的12V电源线进行电源输入，需要每个设备都接好后再上电，当出现某一个下位机损坏时，就需要关闭上位机的总电源后进行更换，安装好后再重新上电，不能带电插拔，更换的操作复杂，不便于设备维护。

基于以上考虑，为了实现下位机可带电插拔，解决更换下位机需要断电后再更换的操作繁琐问题，本申请发明人提出了一种串行设备，该串行设备包括微处理单元和电源控制单元，串行设备除了与上位机的串行总线连接的信号以外，还扩展出多条信号接口，分别用于与上级串行设备和下级串行设备连接，在确定有下级串行设备接入时，该串行设备主动为下级串行设备提供电源，在下级串行设备掉线时，该串行设备主动断掉该下行设备的电源。通过这种方式简化了上位机的操作，当下位机接入时，上位机无需关闭总电源即可实现更换，当下位机出现损坏或者掉落时，也可以自动关闭其电源，实现了串行设备的带电插拔，便于串行设备的维护。

本发明公开的串行设备包括但不限用于机房服务器的监控领域，还可以用于需要远距离通信和多节点通信的应用场景。

根据本申请的一些实施例，请参阅图1，图1示出了本发明串行设备的结构示意图，该串行设备100包括：微处理单元110和电源控制单元120。其中微处理单元110包括第一信号输入接口REQ-IN、第一信号输出接口EN-NEXT以及第二信号输出接口REQ-OUT；电源控制单元120包括电源输入接口PWR-IN、电源输出接口PWR-OUT以及电源控制接口PWR-C；电源控制单元120的电源输入接口PWR-IN用于与外部电源或外部电源经过电压转换单元130转换后的电源连接，电源输出接口PWR-OUT用于与下级串行设备100电连接，电源控制接口PWR-C与微处理单元110的第一信号输出接口EN-NEXT电连接；微处理单元110用于在第一信号输入接口REQ-IN接入下级串行设备100时，等待第一预设时间，通过第一信号输出接口EN-NEXT向电源控制接口PWR-C发送上电信号，以使电源控制单元120通过电源输出接口PWR-OUT向下级串行设备100输出电源；微处理单元110还用于在第一信号输入接口REQ-IN空置时，通过第一信号输出接口EN-NEXT向电源控制接口PWR-C发送下电信号，以使电源控制单元120停止输出电源；微处理单元110通过第二信号输出接口REQ-OUT接地，还用于通过第二信号输出接口REQ-OUT与上级串行设备100连接。

如图2所示，微处理单元110可采用单片机等微处理器，本申请实施例以采用M031TC1AE单片机为例进行说明，当然也可以采用其他类型的微处理器。本申请实施例中，将M031TC1AE的PB.14管脚作为第一信号输入接口REQ-IN，将PB.15管脚作为第二信号输出接口REQ-OUT，将PA.1作为第一信号输出接口EN-NEXT，VSS为电源输入管脚，用于输入5V电源。

所述微处理单元110的VSS管脚与电压转换单元130连接，电压转换单元130的电路结构图如图3所示，该电压转换单元130包括电压转换芯片U3，电压转换芯片U3与外部电源的12V电源相连接，其中，所述外部电源可以为上位机输出的12V电源，电压转换芯片U3经过电压转换后，通过VCC5接口输出5V电压，微处理单元110的VSS管脚与该电压转换单元130的VCC5接口连接，用于接收电压转换单元130输出的5V电压。该电压转换单元130除了输出转换后的5V电压外，还可以向下级串行设备100输出12V电压。

电源控制单元120包括电源输入接口PWR-IN、电源输出接口PWR-OUT以及电源控制接口PWR-C。继续参考图2，电源输入接口PWR-IN对应于VCC12管脚，用于连接外部电源，可以与上述电压转换单元130外接的12V电源连接，也可以与单独的外部电源相连接。所述电源输出接口PWR-OUT对应于VCC12_NEXT管脚，用于与下级串行设备100的电源输入端电连接，所述电源输出接口PWR-OUT输出12V电压。所述电源控制接口PWR-C应用于与微处理单元110的第一信号输出接口EN-NEXT，即PA.1管脚相连接，用于接收微处理单元110通过第一信号输出接口EN-NEXT输出控制信号。该电源控制单元120根据该控制信号控制是否向下级串行设备100输出12V电压。

微处理单元110的第一信号输入接口REQ-IN用于与下级串行设备100的第二信号输出接口REQ-OUT连接，即微处理单元110的PB.14管脚与下级串行设备100的PB.15管脚连接，当前串行设备100为最后一个时，则该第一信号输入接口REQ-IN空置；所述微处理单元110的第一信号输出接口EN-NEXT与电源控制单元120的电源控制接口PWR-C连接；所述微处理单元110的第二信号输出接口REQ-OUT与上级串行设备100的第一信号输入接口REQ-IN连接，即微处理单元110的PB.15管脚与上级串行设备100的PB.14管脚连接，当当前串行设备100为第一个时，则该第二信号输出接口REQ-OUT空置。

如图4所示，当上位机200与多个该串行设备进行串行连接时，上位机200的电源输出接口与首个串行设备101的电源输入接口PWR-IN连接，输出12V电源；上位机200的A接口和B接口分别与串行设备原有的A接口和B接口连接；各串行设备通过第二信号输出接口REQ-OUT和第一信号输入接口REQ-IN分别与上级串行设备和下级串行设备串行连接；当前串行设备的电源输入接口PWR-IN与上级串行设备的电源输出接口PWR-OUT连接，用于输入电源。首个串行设备101的第二信号输出接口REQ-OUT空置，最后一个串行设备104的第一信号输入接口REQ-IN和电源输出接口PWR-OUT分别空置。

当上位机200向首个串行设备101上电时，当前串行设备需要判断该串行设备是否有连接下级串行设备，当前串行设备可为任意一个已经上电的串行设备。在本申请实施例中，如果微处理单元110的第一信号输入接口REQ-IN空置，则可以使该接口始终处于高电平状态，比如：可以通过接入上拉电阻或者其他方式，使其始终处于高电平的状态，则表明该串行设备没有和下级串行设备连接，或者该串行设备的下级串行设备断开连接。如果如图2所示的微处理单元110的第一信号输入接口REQ-IN与下级串行设备的第二信号输出接口REQ-OUT连接，在本申请实施例中，可以在第二信号输出接口REQ-OUT处设置下拉电阻或其他方式，使下级串行设备接入时，当前串行设备的REQ-IN接口与下级串行设备的REQ-OUT连接，当前串行设备的第一信号输入接口REQ-IN的电压为低电平状态。当微处理单元110检测到第一信号输入接口REQ-IN为低电平时，则认为该串行设备有下级串行设备接入。

当前串行设备有接入下级串行设备时，微处理单元110等待第一预设时间，第一预设时间优选为100ms，以使系统稳定，当前串行设备通过第一信号输出接口EN-NEXT向电源控制接口PWR-C发送上电信号，以使如图2所示的电源控制单元120通过电源输出接口PWR-OUT向下级串行设备输出电源，即当有下级串行设备接入时，则表明需要向下级串行设备提供电源，则当前串行设备自动为下级串行设备提供电源，不需要通过上位机200进行任何操作。

当前串行设备没有接入下级串行设备时，或者当下级串行设备下线时，即当前串行设备的REQ-IN接口与下级串行设备的REQ-OUT断开或者空置时，当前串行设备的REQ-IN接口的电平信号恢复为高电平信号，则微处理单元110通过第一信号输出接口EN-NEXT向电源控制接口PWR-C发送下电信号，以使如图2所示的电源控制单元120停止输出电源。

本申请实施例提供的串行设备100通过微处理单元110和电源控制单元120，实现多个串行设备100通过接口进行级联，上级串行设备100控制下级串行设备100的供电情况，当接入有下级串行设备100时，上级串行设备100通过电源控制单元120向下级串行设备100输出电源，当下级串行设备100断开时，上级串行设备100通过电源控制单元120停止向下级串行设备100输出电源，实现了串行设备100的可带电插拔，便于维护和更换。

为了提升信号的抗干扰能力，根据本申请的一些实施例，可选地，请参阅图2，第一信号输入接口REQ-IN与第一上拉电阻R4连接；第二信号输出接口REQ-OUT与第一下拉电阻R5连接。

如图2所示，第一上拉电阻R4一端与电源连接，另一端与第一信号输入接口REQ-IN连接；第一下拉电阻R5一端与地连接，另一端与第二信号输出端REQ-OUT连接。当当前串行设备100的第一信号输入接口REQ-IN连接第一上拉电阻R4，使得当没有下级串行设备100接入时，第一上拉电阻R4将第一信号输入接口REQ-IN的信号拉高到高电平，微处理单元110通过第一信号输出接口EN-NEXT向电源控制单元120发送下电信号，电源控制单元120通过电源控制接口PWR-C接收下电信号，使得电源控制单元120停止输出电源；当有下级串行设备100接入时，下级串行设备100的第二信号输出接口REQ-OUT的第一下拉电阻R5给上级串行设备100的第一信号输入接口REQ-IN一个低电平信号，上级串行设备100的微处理单元110通过第一信号输出接口EN-NEXT向电源控制单元120发送上电信号，电源控制单元120通过电源控制接口PWR-C接收上电信号，使得电源控制单元120向下级串行设备100输出电源。需要注意的是，上拉电阻和下拉电阻的取值需要根据具体的电路设计和信号线电平来选择，以保证合适的电平转换和电流限制，本申请实施例优选的上拉电阻为10KΩ，下拉电阻为1KΩ。

上拉电阻和下拉电阻将逻辑电平确定一个默认的状态，确保信号在不被外接输入干扰时有一个明确的状态，第一上拉电阻R4将第一信号输入接口REQ-IN的初始状态拉高至高电平，提升了电路的稳定性和抗干扰能力，而在接入下级串行设备100时，第一下拉电阻R5为第一信号输入接口REQ-IN提供低电平信号

根据本申请的一些实施例，可选地，请参阅图2，电源控制单元120包括N沟道MOS管Q2和P沟道MOS管Q1；N沟道MOS管Q2的栅极与第一信号输出接口EN-NEXT连接，N沟道MOS管Q2的源极接地，N沟道MOS管Q2的漏极与P沟道MOS管Q1的栅极连接；P沟道MOS管Q1的源极与外部电源连接，漏极与下级串行设备100电连接；微处理单元110在第一信号输入接口REQ-IN接入下级串行设备100时，向电源控制接口PWR-C发送上电信号，N沟道MOS管Q2导通，从而使R14接地，使得P沟道型MOS管Q1导通，使外部电源通过P沟道MOS管Q1向下级串行设备100输出电源；微处理单元110在第一信号输入接口REQ-IN空置时，向电源控制接口PWR-C发送下电信号，N沟道MOS管Q2和P沟道MOS管Q1截止，外部电源停止向下级串行设备100输出电源。

如图2所示，当有下级串行设备100接入至第一信号输入接口REQ-IN时，第一信号输出接口EN-NEXT向N沟道MOS管Q2的栅极发送上电信号使Q2导通，上电信号为持续的高电平，导通的N沟道MOS管Q2的漏极使P沟道MOS管Q1导通，从而使得外部电源通过P沟道MOS管的源极向下级串行设备100输出电源；当没有下级串行设备100接入时，第一信号输入接口REQ-IN空置，微处理单元110通过第一信号输出接口EN-NEXT向N沟道MOS管Q2的栅极发送下电信号使Q2截止，从而P沟道MOS管Q1截止，外部电源无法通过P沟道MOS管Q1输出电源。

通过这种方式，使用N沟道MOS管Q2和P沟道MOS管Q1的组合可以实现对下级串行设备100的电源控制，以便在导通时提供电源，而在截止时进行关闭，实现串行设备100可带电插拔的同时可以节省能量和延长设备寿命。

现有的服务器监控设备，由于多个下位串行设备都挂在一条RS485串行总线上，上位机为了区分不同的下位串行设备，需要给每个下位串行设备分配地址，传统的地址分配方法是先给每个下挂的下位串行设备份的MCU写入一个ID号，然后上位机通过RS485总线给每个下挂下位设备分配不同的地址。但是由于上位机通过串行接口连接时，只有三条信号线和一条12V电源线，上位机在进行地址分配时，需要记住每个下挂下位设备的ID，再通过RS485总线下发地址分配指令进行地址分配，操作非常的麻烦。而且，现有的服务器监控设备，当下位串行设备掉电后，重新接入时，其地址会被重置为初始状态，需要上位机重新为其分配地址，需要上位机重新进行地址分配操作，操作更加繁琐。

为了实现每个串行设备100自动分配地址，根据本申请的一些实施例，可选地，请参阅图1，微处理单元110还包括第二信号输入接口ADDR-IN和第三信号输出接口ADDR-OUT；微处理单元110还用于在第二信号输入接口ADDR-IN空置且第一信号输入接口REQ-OUT空置时，为该串行设备100设置地址信息；微处理单元110还用于在第二信号输入接口空置ADDR-IN且第一信号输入接口REQ-IN接入下级串行设备100时，为该串行设备100设置地址信息，同时通过第三信号输出接口ADDR-OUT给下级串行设备100发送第一脉冲信号，等待第二预设时间，再次通过第三信号输出接口ADDR-OUT向下级串行设备100发送分配的地址信息；微处理单元110还用于在第一信号输入接口REQ-IN接入下级串行设备100，且通过第二信号输入接口ADDR-IN接收上级串行设备100发送的第一脉冲信号时，等待第二预设时间，微处理单元110通过第二信号输入接口ADDR-IN接收上级串行设备100为该串行设备100分配的地址信息，同时通过第三信号输出接口ADDR-OUT给下级串行设备100发送第一脉冲信号，再次等待第二预设时间，通过第三信号输出接口ADDR-OUT向下级串行设备100发送为下级串行设备100分配的地址信息；微处理单元110还用于在第一信号输入接口REQ-IN空置，且通过第二信号输入接口ADDR-IN接收上级串行设备100发送的第一脉冲信号时，等待第二预设时间，再次接收上级串行设备100发送的为该串行设备100分配的地址信息。

如图2所示，第二信号输入接口ADDR-IN对应PB.12管脚，第三信号输出接口ADDR-OUT对应PB.13管脚，微处理单元110的第二信号输入接口ADDR-IN用于与上级串行设备的第三信号输出接口ADDR-OUT连接，即微处理单元110的PB.12管脚与上级串行设备100的PB.13管脚连接，该串行设备100为首个时，微处理单元110的第二信号输入接口ADDR-IN空置，该串行设备100为最后一个时，微处理单元110的第三信号输出接口ADDR-OUT空置。微处理单元110通过第二信号输入接口ADDR-IN接收上级串行设备100分配的地址信息，通过第三信号输出接口ADDR-OUT向下级串行设备100分配地址信息。

如图4所示，当上位机200与多个串行设备进行串行连接时，上位机200的电源输出接口与首个串行设备101的电源输入接口PWR-IN连接，输出12V电源；上位机200的A接口和B接口分别与串行设备原有的A接口和B接口连接；各串行设备通过第二信号输出接口REQ-OUT和第一信号输入接口REQ-IN分别与上级串行设备和下级串行设备串行连接，同时各串行设备还通过第二信号输入接口ADDR-IN和第三信号输出接口ADDR-OUT分别于上级串行设备和下级串行设备串行连接；当前串行设备的电源输入接口PWR-IN与上级串行设备的电源输出接口PWR-OUT连接，用于输入电源。

当当前串行设备的第二信号输入接口ADDR-OUT空置，且第一信号输入接口REQ-IN空置时，则表明只有一个下位串行设备与上位机200连接，则当前串行设备为自身设置地址信息，一般设置为01。由于当前系统中，只有一个串行设备，因此其只需要为自身分配地址即可，不需要为其下级串行设备分配地址信息，也不需要为下级串行设备输出电源。

当当前串行设备的第二信号输入接口ADDR-OUT空置且第一信号输入接口REQ-IN接入下级串行设备时，即当前串行设备的第一信号输入接口REQ-IN没有空置时，则表明当前串行设备为首个串行设备101，但不是最后一个串行设备104。则该串行设备首先为自身设置地址信息，比如设置为01，同时通过第三信号输出接口ADDR-OUT给下级串行设备发送第一脉冲信号，向下级串行设备表明当前设备为其上级串行设备，以使下级串行设备准备好接收当前串行设备为其分配的地址信息；当前串行设备在向下级串行设备发送完第一脉冲信号后，等待第二预设时间，优选的，所述第二预设时间为20ms，以等待下级串行设备做好接收地址信息的准备。该当前串行设备在等待第二预设时间后，再次通过第三信号输出接口ADDR-OUT向下级串行设备发送地址信息，该地址信息当前串行设备的地址+1，比如：当前串行设备为首个串行设备101时，其地址为01，则其为下级串行设备分配的地址为02，当然，当串行的设备比较多时，可以通过ADDR-OUT发送8bit的地址信息给下级设备。

当当前串行设备的第一信号输入接口REQ-IN接入了下级串行设备，且通过第二信号输入接口ADDR-IN接收到了上级串行设备发送的第一脉冲信号时，则表明当前串行设备不是最后一个串行设备104，也不是首个串行设备101，即其处于中间位置。则当前串行设备通过第二信号输入接口ADDR-IN接收上级串行设备发送的为其分配的地址信息。在当前串行设备接收到上级串行设备为其分配的地址信息后，由于其不是最后一个，需要其继续为与其连接的下级串行设备分配地址，则当前串行设备首先通过第三信号输出接口ADDR-OUT下与其连接的下级串行设备发送第一脉冲信号，告知与其连接的下级串行设备做好接收地址信息的准备，在等待第二预设时间后，优选的，所述第二预设时间为20ms，即等待与其串行的下级串行设备做好接收地址的准备后，向下级串行设备发送为其分配的地址信息，该地址信息当前串行设备的地址+1，比如：当前串行设备为的地址为00000010，则其为下级串行设备分配的地址为00000011。

当当前串行设备的第一信号输入接口REQ-IN空置，且通过第二信号输入接口ADDR-IN接收到了上级串行设备发送的第一脉冲信号时，则表明当前串行设备不是首个串行设备101，而是最后一个串行设备104，则该串行设备只需要接收上级串行设备发送的地址信息即可，不需要为下级串行设备分配地址。因此，其在接收到上级串行设备发送的第一脉冲信号后，等待第二预设时间，所述第二预设时间优选为20ms，做好接收地址信息的准备后，接收上级串行设备发送的为该串行设备分配的地址信息。比如：上级串行设备地址为00000011，则当前设备的地址信息为00000100。

上述实施方式，通过接口串行连接的串行设备之间互相通信，实现了串行设备的自动分配地址，无需上位机200操作对每个串行设备配置地址，降低了能耗和内存占用。

根据本申请的一些实施例，可选地，请参照图2，第二信号输入接口ADDR-IN与第二上拉电阻R2连接；第三信号输出接口ADDR-OUT与第三上拉电阻R3连接。

如图2所示，上级串行设备100通过第三信号输出接口ADDR-OUT发送给下级串行设备100的第一脉冲信号为低电平信号，该低电平信号控制地址分配，第二上拉电阻R2和第三上拉电阻R3分别将第二信号输入接口ADDR-IN和第三信号输出接口ADDR-OUT的初始电平固定在高电平，提升了电路的稳定性和抗干扰能力。

本申请的一些实施例还提供了一种串行设备系统1000，如图4所示，该串行设备系统1000包括上位机和多个上述实施例中提供的串行设备；串行设备包括串行接口，上位机200与多个串行设备通过串行接口连接，多个串行设备互相串行连接；串行设备的电源输入接口PWR-IN与上级串行设备的电源输出接口PWR-OUT连接；串行设备的电源输出接口与下级串行设备的电源输入接口PWR-IN连接；串行设备的第一信号输入接口REQ-IN与下级串行设备的第二信号输出接口REQ-OUT连接；串行设备的第二信号输出接口REQ-OUT与上级串行设备的第一信号输入接口REQ-IN连接；其中，首个串行设备101的电源输入接口PWR-IN与上位机连接，首个串行设备101的第二信号输出接口REQ-OUT空置；最后一个串行设备104的电源输出接口空置，最后一个串行设备104的第一信号输入接口REQ-IN空置。

如图4所示，上位机200与串行设备通过同一条串行总线连接，每个串行设备的GND接口通过GND信号线连接至上位机200的GND接口，每个串行设备的A接口通过A信号线线连接至上位机200的A接口，每个串行设备的B接口通过B信号线连接至上位机200的B接口，在这种架构中，上位机200充当主节点的角色，负责收集和处理监控数据，多个串行设备作为下位机则是从节点，负责采集每个机柜的各种传感器数据或控制器执行，并且相邻的串行设备之间通过接口互相进行串行通信。首个串行设备101的电源输入接口PWR-IN与上位机200的12V连接，由上位机200控制首个串行设备的电源。多个串行设备之间串行连接时，例如图4所示的第二串行设备102的第二信号输出接口REQ-OUT、第二信号输入接口ADDR-IN和电源输入接口PWR-IN分别与首个串行设备101第一信号输入接口REQ-IN、第三信号输出接口ADDR-OUT和电源输出接口PWR-OUT连接，第二串行设备102的第一信号输入接口REQ-IN、第三信号输出接口REQ-OUT和电源输出接口PWR-OUT分别与第三串行设备103的第二信号输出接口REQ-OUT、第二信号输入接口ADDR-IN和电源输入接口PWR-IN连接，首个串行设备101的第二信号输入接口ADDR-IN和第二信号输出接口REQ-OUT分别空置，最后一个串行设备104的第一信号输入接口REQ-IN、电源输出接口PWR-OUT和第三信号输出接口ADDR-OUT分别空置。多个串行设备使用同一个上位机200的12V电源，当前串行设备控制下级串行设备的供电和地址信息的分配，上位机200的电源与首个串行设备101的微处理单元110之间可连接电压转换单元130，串行设备的电源输出接口PWR-OUT与下级串行设备的微处理单元110之间可连接电压转换单元130，电压转换单元用于将12V电压转换为5V电压给微处理单元110供电。

当前串行设备的第一信号输入接口REQ-IN和第二信号输入接口ADDR-IN保持在高电平时，则表示该串行设备为首个串行设备101且没有下级串行设备接入，即该系统中只有首个串行设备101，此时该首个串行设备101为自身分配地址信息为01并控制电源输出接口PWR-OUT关闭电源输出。

当前串行设备的第一信号输入接口REQ-IN保持在高电平且第二信号输入接口ADDR-IN为低电平信号时，表示该串行设备为最后一个串行设备104，等待第二信号输入接口ADDR-IN接收上级串行设备发送的地址分配信号并控制电源输出接口PWR-OUT关闭电源输出。

当前串行设备的第一信号输入接口REQ-IN接收到低电平信号且第二信号输入接口ADDR-IN保持在高电平时，则表示该串行设备为首个串行设备101且有第二串行设备102接入，此时该首个串行设备101为自身分配地址信息为01并控制电源输出接口PWR-OUT向第二串行设备102输出电源，同时通过第三信号输出接口ADDR-OUT向第二串行设备102发送一个低脉冲，等待第一预设时间后，第二串行设备102通过第二信号输入接口ADDR-IN接收到这个低脉冲后，通过第三信号输出接口ADR-OUT向第二串行设备102分配地址信息02。

当前串行设备的第一信号输入接口为低电平且第二信号输入接口ADDR-IN接收到低脉冲时，表示该串行设备不为首个，也不为最后一个串行设备，而是位于中间的串行设备，比如：串行设备102和103。我们以当前串行设备为102为例进行说明，当前串行设备102等待第二信号输入接口ADDR-IN接收首个串行设备101分配的地址分配信息并控制电源输出接口PWR-OUT向第三串行设备103输出电源，同时通过第三信号输出接口ADDR-OUT向第三串行设备103发送一个低脉冲，第三串行设备103通过第二信号输入接口ADDR-IN接收到这个低脉冲后；第二串行设备102等待第二预设时间后，通过第三信号输出接口ADDR-OUT向第三串行设备103分配地址信息，第三串行设备103的地址信息为该串行设备102的地址信息+1。该串行设备系统1000通过上述方式，实现串行设备的可带电插拔和自动分配地址，更换串行设备时无需关闭上位机200的电源，无需给每个串行设备分别写入一个ID号，然后上位机200通过总线根据每个串行设备的ID号分配不同的地址信息，便于设备的维护和配址。

通过串行设备之间互相串行连接，实现了串行设备的可带电插拔和自动分配地址，方便设备的维护，便于操作且灵活性更高。

根据本申请的一些实施例，该串行设备系统1000的上位机200通过RS485总线与多个串行设备100连接；相邻的串行设备100之间通过RJ45网线连接。

RS485是一种串行通信协议，被广泛用于工业自动化和数据通信领域。它允许多个设备通过同一条总线进行通信，并支持较长的通信距离和较高的传输速率；RJ45是一种常用的网络连接接口标准，具有更好的通用性、可靠性、高速性、灵活性和较低的成本。

本申请的一些实施例还提供了一种串行设备的控制方法，该方法应用于上述任一项所述的串行设备100，所述串行设备100应用于上述实施例提供的串行设备控制系统中，该串行设备的控制方法由串行设备100的微处理单元110执行，请参阅图5，图5示出了该串行设备的控制方法的步骤流程，如图中所示，该方法包括以下步骤：

S100：获取第一信号输入接口REQ-IN的第一信号，根据第一信号进行判断，若第一信号输入接口REQ-IN接入有下级串行设备，则等待第一预设时间后，向电源控制接口PWR-C发送上电信号，以使电源控制单元向下级串行设备输出电源；

在此步骤中，如图4所示，上位机200与多个串行设备进行串行连接时，当前串行设备的第二信号输出接口REQ-OUT用于与上级串行设备的第一信号输出接口REQ-IN连接；当前串行设备的第一信号输出接口REQ-IN用于下级串行设备的第二信号输出接口REQ-OUT连接。

当前串行设备根据第一信号输入接口REQ-IN判断该串行设备是否有连接下级串行设备，当当前串行设备有接入下级串行设备时，如图2所示，下级串行设备的第二信号输出接口REQ-OUT的第一下拉电阻R5给该串行设备的第一信号输入接口REQ-IN提供低电平，微处理单元110等待第一预设时间，第一预设时间优选为100ms，以使系统稳定。如图2所示的微处理单元110通过第一信号输出接口EN-NEXT向电源控制接口PWR-C发送上电信号，这个上电信号为持续的高电平，以使电源控制单元120通过电源输出接口PWR-OUT向下级串行设备输出电源，即当有下级串行设备接入时，则表明需要向下级串行设备提供电源，则当前串行设备自动为下级串行设备提供电源。

S200：若第一信号输入接口REQ-IN空置，则向电源控制接口发送下电信号，以使电源控制单元120停止输出电源。

在此步骤中，若第一信号输入接口REQ-IN没有下级串行设备接入，或者当下级串行设备断开时，如图2所示第一信号输入接口REQ-IN的第一上拉电阻R4将第一信号持续拉高，微处理单元110将电源控制接口EN-NEXT持续拉低，以使电源控制单元120停止向下级串行设备输出电源。

微处理单元110通过第一信号输入接口REQ-IN的电平状态判断是否有下级串行设备接入，进而通过电源控制单元120的通断控制对下级串行设备的供电，实现串行设备的可带电插拔。

根据本申请的一些实施例，请参阅图6，若第一信号输入接口REQ-IN接入下级串行设备，则步骤S100还包括：

S110：获取第二信号输入接口ADDR-IN的第二信号，根据第二信号进行判断，若第二信号输入接口ADDR-IN空置，则为该串行设备100设置地址信息，并通过第三信号输出接口ADDR-OUT向下级串行设备100发送脉冲信号，在等待第二预设时间后，向下级串行设备发送为下级串行设备100分配的地址信息。

在此步骤中，当前串行设备的第二信号输入接口ADDR-IN用于与上级串行设备的第三信号输出接口ADDR-OUT连接，当前串行设备的第三信号输出接口ADDR-OUT用于与下级串行设备的第二信号输入接口ADDR-IN连接，由步骤S100判断当前串行设备有下级串行设备接入后，当前串行设备根据第二信号输入接口ADDR-IN的第二信号判断该串行设备是否有上级串行设备接入，如图4所示，若该串行设备没有与上级串行设备连接，则该串行设备为首个串行设备101，如图2所示，该串行设备的第二信号输入接口ADDR-IN的第二上拉电阻R2将第二信号拉高，微处理单元110为该首个串行设备101分配地址信息为01，并通过第三信号输出接口ADDR-OUT向下级串行设备发送低脉冲信号，等待第二预设时间使下级串行设备100通过第二信号输入接口ADDR-IN接收这个低脉冲信号后，通过第三信号输出接口ADDR-OUT向下级串行设备发送地址信息02。

S120：若第二信号输入接口ADDR-IN接入上级串行设备，则接收上级串行设备为该串行设备分配的地址信息，并通过第三信号输出接口ADDR-OUT向下级串行设备发送低脉冲信号，等待第二预设时间下级串行设备接收到这个低脉冲后，向下级串行设备发送为下级串行设备分配的地址信息。

在此步骤中，若该串行设备有上级串行设备接入的第二信号输入接口ADDR-IN接收到低脉冲信号，表示该串行设备有上级串行设备接入，则等待上级串行设备分配的地址信息，并通过第三信号输出接口ADDR-OUT向下级串行设备发送低脉冲信号，等待第二预设时间使下级串行设备通过第二信号输入接口ADDR-IN接收这个低电平信号，再次通过第三信号输出接口ADDR-OUT向下级串行设备分配地址信息，该地址信息为本串行设备地址信息加1。

通过以上步骤实现了自动分配地址，在有下级串行设备接入的时候，若当前设备为首个串行设备101则为自身分配地址信息01，为下级串行设备分配地址信息02；若当前串行设备不为首个，则等待上级串行设备分配的地址信息，然后为下级串行设备分配地址信息，依次类推直到没有下级串行设备接入。

根据本申请的一些实施例，请参阅图7，若所述第一信号输入接口空置，则步骤S200包括：

S210：获取第二信号输入接口ADDR-IN的第二信号，根据第二信号进行判断，若第二信号输入接口ADDR-IN空置，则为该串行设备100设置地址信息。

在上述步骤中，如图4所示，当前串行设备的第二信号输入接口ADDR-IN用于与上级串行设备的第三信号输出接口ADDR-OUT连接，当前串行设备的第三信号输出接口ADDR-OUT用于与下级串行设备的第二信号输入接口ADDR-IN连接，由步骤S200判断当前串行设备没有下级串行设备接入后，当前串行设备根据第二信号输入接口ADDR-IN的第二信号判断该串行设备是否有上级串行设备接入，该串行设备没有上级串行设备接入，则表示该串行设备为首个串行设备101，如图2所示，该串行设备的第二信号输入接口ADDR-IN的第二上拉电阻R2将第二信号拉高，微处理单元110为该首个串行设备101分配地址信息为01。

S220：若第二信号输入接口ADDR-IN接入上级串行设备，则等待第二预设时间后，接收上级串行设备为该串行设备分配的地址信息。

在上述步骤中，若该串行设备有上级串行设备接入，则通过第二信号输入接口ADDR-IN接收到上级串行设备发送的低脉冲信号后，等待上级串行设备分配的地址信息。

在没有下级串行设备接入的时候，若当前设备为首个串行设备101则为自身分配地址信息01；若当前串行设备不为首个，则等待上级串行设备分配的地址信息。

根据本申请的一些实施例，请参阅图8，根据所述第一信号进行判断，包括以下步骤：

S310：判断第一信号。

S320：若第一信号为低电平信号，则确定第一信号输入接口REQ-IN接入有下级串行设备100。

S330：若第一信号为高电平信号，则确定第一信号输入接口REQ-IN空置。

在以上步骤中，如图2所示，根据第一信号的电平状态确定该串行设备100是否有下级串行设备100接入，没有下级串行设备100接入时，如图2所示，该串行设备100的第一信号输入接口REQ-IN的第一上拉电阻R4将REQ-IN的电平拉高；有下级串行设备100接入时，下级串行设备100的第二信号输出接口REQ-OUT的第一下拉电阻R5给该串行设备100的REQ-IN提供低电平，第一信号由高转低。

通过第一信号判断第一信号输入接口REQ-IN是否有下级串行设备接入，实现侦测是否有下级串行设备接入或断开。

如图9、图10和图11所示，本申请实施例示出了所述串行设备的控制方法的完整实施例流程图，该串行设备控制方法应用于如图4所示的串行设备控制系统1000中的串行设备。

如图9所示，该串行设备的控制方法包括以下步骤：

A100:5V供电进入，地址寄存器为00。

如图4所示，其中上位机200的12V电源可通过如图1所示的电压转换单元130转换为5V给串行设备供电，在串行设备没有分配地址之前，所有串行设备的第一次上电地址寄存器默认为00。

A200：判断REQ-IN是否为低电平。

串行设备首先对REQ-IN接口的电平信号判断，其中，判断REQ-IN是否为低电平是为了判断当前串行设备100是否有下级串行设备接入，若为低电平，则该串行设备100有下级串行设备100接入，转步骤A220；若为高电平，则该串行设备100为如图4所示最后一个串行设备104，转步骤A210。

A210：若REQ-IN不为低电平，则判断ADDR-IN是否接收到低脉冲。

当当前串行设备确定REQ-IN接口的电平信号不为低电平，即为高电平时，则继续对ADDR-IN接口接收到的电平信号进行判断。其中，由于所有的串行设备100都为如图1所示的结构，有相同的芯片型号和控制方法，如果一起与上位机200串行连接时，在分配地址时需要先区分哪个串行设备为首个串行设备101。若ADDR-IN接口没有接收到低脉冲信号，则转步骤A211；若ADDR-IN接口接收到低脉冲信号，则转步骤A212。

A211：将EN-NEXT持续拉低，地址置为01。

当当前串行设备的REQ-IN接口的电平信号为低电平，并且其ADDR-IN接口没有收到低脉冲信号，则说明当前串行设备为首个串行设备，且没有与下级串行设备连接。

其中，如图4所示首个串行设备101的第二信号输入接口ADDR-IN空置，如图2所示的第二上拉电阻R2将第二信号输入接口ADDR-IN保持在高电平，没有低脉冲进入，说明该串行设备没有上级串行设备下发指令，默认该串行设备为首个串行设备101，自动设置地址信息为01。并且该首个串行设备101没有第二串行设备102接入，该串行设备也为最后一个，则持续拉低第一信号输出接口EN-NEXT使电源控制单元120关闭电源输出。

A310：进入侦测下级串行设备接入流程。

串行控制系统正常工作后，继续对是否有新的串行设备接入进行监控，具体的参考后续实施例的描述。

A212：若ADDR-IN接收到低脉冲，则等待ADDR-IN的地址分配信号，并持续拉低EN-NEXT。

当当前串行设备的REQ-IN接口的电平信号为低电平，并且其ADDR-IN接口有收到低脉冲信号，则说明当前串行设备为不是首个串行设备，但没有与下级串行设备连接，为串行控制系统中的最后一个串行设备。

如图4所示，若该串行设备的第二信号输入接口ADDR-IN接收到低脉冲信号，表明该串行设备连接有上级串行设备，等待上级串行设备分配的地址信息，并且该串行设备没有下级串行设备接入，为最后一个串行设备104，则持续拉低第一信号输出接口EN-NEXT使电源控制单元120关闭电源输出。

A310：进入侦测下级串行设备接入流程。

串行控制系统正常工作后，继续对是否有新的串行设备接入进行监控，具体的参考后续实施例的描述。

A220：若REQ-IN为低电平，则继续判断ADDR-IN是否接收到低脉冲。

当当前串行设备确定REQ-IN接口的电平信号为低电平时，则继续对ADDR-IN接口接收到的电平信号进行判断。若ADDR-IN接口没有接收到低脉冲信号，则转步骤A221；若ADDR-IN接口接收到低脉冲信号，则转步骤A223。

A221：若ADDR-IN没有接收到低脉冲，则将地址置为01，并拉高EN-NEXT，同时ADDR-OUT发送一个低脉冲。

当当前串行设备的REQ-IN接口为低电平，且ADDR-IN接口没有收到低脉冲信号，则说明当前串行设备有与下级串行设备连接，并且，当前串行设备没有与上级串行设备连接，即该当前串行设备为首个串行设备，且有与下级串行设备连接。

如图4所示首个串行设备101的第二信号输入接口ADDR-IN空置，如果第二信号输入接口ADDR-IN没有低脉冲进入说明该串行设备没有上级串行设备下发指令，默认该串行设备为首个串行设备101，自动设置地址信息为01。并且该首个串行设备101有第二串行设备102接入，持续拉高第一信号输出接口EN-NEXT使电源控制单元120给第二串行设备102输出电源，同时通过第三信号输出接口ADDR-OUT给第二串行设备102发送一个低脉冲。

A222：等待20ms，通过ADDR-OUT下发地址分配信息，给下级分配地址02。

由于当前串行设备有与下级串行设备连接，则当前串行设备需要为下级串行设备分配地址，因此，需要通过ADDR-OUT接口下发地址分配信息。其中，等待20ms以使下级串行设备即第二串行设备102，通过第二信号输入接口ADDR-IN接收到低脉冲后，使第二串行设备102做好接收地址信息的准备。

A320：进入侦测下级串行设备丢失流程。

串行控制系统正常工作后，继续对是否有串行设备掉电进行监控，具体的参考后续实施例的描述。

A223：通过ADDR-IN接收上级串行设备发送的地址分配信息。

当当前串行设备的REQ-IN接口为低电平，且ADDR-IN接口有收到低脉冲信号，则说明当前串行设备有与下级串行设备连接，并且，当前串行设备有与上级串行设备连接，即该当前串行设备为中间节点的串行设备，如图4中的串行设备102和串行设备103。

A224：拉高EN-NEXT，同时通过ADDR-OUT接口向下级串行设备发送一个低脉冲信号。

当当前串行设备有下级串行设备接入时，微处理单元110持续拉高第一信号输出接口EN-NEXT使电源控制单元120给下级串行设备输出电源，同时通过第三信号输出接口ADDR-OUT给下级串行设备发送一个低脉冲，以使下级串行设备做好接收地址信息的准备。

A225：等待20ms，通过ADDR-OUT接口下发地址分配信息。

当前串行设备等待20ms，使下级串行设备接收到这个低脉冲后，再次通过第三信号输出接口ADDR-OUT给下级串行设备分配地址信息，其中下级串行设备的地址通常为在该当前串行设备地址上加1，作为的下级串行设备的地址信息。

A320：进入侦测下级串行设备丢失流程。

串行控制系统正常工作后，继续对是否有串行设备掉电进行监控，

具体的参考后续实施例的描述。

通过上述上电流程，实现了串行设备的控制方法应用于串行设备系统1000时的全流程工作，根据第一信号输入接口REQ-IN和第二信号输入接口ADDR-IN的信号分别判断串行设备是否为首个串行设备101和是否为最后一个串行设备104，并给出了每种情况下串行设备的电源控制和自动分配地址流程。同时若当前串行设备为最后一个，则进入侦测下级串行设备接入流程；若当前串行设备不为最后一个，则进入侦测下级串行设备丢失流程。

当串行设备系统进入正常工作阶段后，需要实时对串行设备的接入和掉电情况进行监控，以实时对新接入的串行设备进行上电和分配地址，同时对掉电的设备关闭电源。具体的，如图10所示，示出了对新接入的串行设备的侦测流程，该串行设备的控制方法的步骤A310还包括以下步骤：

A311：判断REQ-IN是否由高变低。

由图2提供的串行设备可知，每个串行设备的REQ-IN管脚与上拉电阻连接，REQ-OUT管脚与下拉电阻连接，因此，当前串行设备的REQ-IN管脚默认是高电平，当有下级串行设备与当前串行设备连接时，即下级串行设备的REQ-OUT管脚与当前串行设备的REQ-IN管脚相连时，当前串行设备的REQ-IN管脚的电平会发生变化，即由高电平变为低电平。

当当前串行设备的REQ-IN管脚的电平由高电平变为低电平时，则转步骤A313，否则转步骤A312。

A312：若否，则没有下级串行设备接入，返回步骤A311。

其中，如果没有下级串行设备接入，则图2所示的第一上拉电阻R4将第一信号输入接口REQ-IN保持在高电平，第一信号输入接口REQ-IN的电平没有由高到低的变化，该最后一个串行设备104没有下级串行设备接入，返回步骤A311，继续对REQ-IN接口的电平信号进行监控。

A313：若是，则有下级设备接入，延时100ms拉高EN-NEXT。

如果REQ-IN有从高到低的变化，说明当前串行设备有下级串行设备的接入，如图2所示的下级串行设备的第一下拉电阻R5将当前串行设备的第一信号输入接口REQ-IN拉至低电平，当前串行设备延时100ms以使设备稳定后，将第一信号输出接口EN-NEXT持续拉高以使电源控制单元120对下级串行设备供电。

A314：ADDR-OUT发送低脉冲，20ms后发送地址信息给下级串行设备。

当前串行设备通过ADDR-OUT接口先发送一个低脉冲通知下级串行设备，延时20ms以告知下级串行设备准备接收地址信息后，发送地址数据给下级串行设备，其中下级串行设备的地址通常为在该当前串行设备地址上加1，作为的下级串行设备的地址信息。

A315：进入侦测下级串行设备丢失流程。

其中，当前串行设备有下级串行接入后，当前串行设备不为最后一个，再进入侦测下级串行设备丢失流程。

如图11所示，示出了对已接入的串行设备的侦测流程，以判断是否有已经接入的串行设备掉电，该串行设备的控制方法的步骤A320还包括以下步骤：

A321：判断REQ-IN是否由低变高。

由图2提供的串行设备可知，每个串行设备的REQ-IN管脚与上拉电阻连接，REQ-OUT管脚与下拉电阻连接，当有下级串行设备与当前串行设备连接时，即下级串行设备的REQ-OUT管脚与当前串行设备的REQ-IN管脚相连时，当前串行设备的REQ-IN管脚的电平会持续保持为低电平。当下级串行设备掉电时，即下级串行设备的REQ-OUT管脚与当前串行设备的REQ-IN管脚断开时，由于上拉电阻的存在，则当前串行设备的REQ-IN管脚会由低电平变为高电平，并持续保持为高电平。

当当前串行设备的REQ-IN管脚的电平由低电平变为高电平时，则转步骤A323，否则转步骤A322。

A322：若否，则下级串行设备没有丢失，返回步骤A321。

如果第一信号输入接口REQ-IN一直是低电平，表示下级串行设备的第一下拉电阻R5将第一信号输入接口REQ-IN保持在低电平，说明下级串行设备没有丢失，该串行设备不为最后一个，返回判断REQ-IN是否由低变高。

A323：若是，则拉低EN-NEXT断开给下级串行设备的12V供电。

其中，如果第一信号输入接口REQ-IN侦测到信号从低到高，则说明下级串行设备丢失了，因为下级串行设备的第二信号输出接口REQ-OUT第一下拉电阻R5断开了，而当前串行设备的第一信号输入接口REQ-IN有一个第一上拉电阻R5，所以是高电平，此时如图我所示的微处理单元110拉低第一信号输出接口EN-NEXT以使电源控制单元120关闭对下级串行设备的12V供电。

A324：进入侦测下级串行设备接入流程。

其中，当前串行设备的下级串行设备丢失后，随后进入侦测下级串行设备是否接入流程，此时当前串行设备已经成为是上位机200下挂的最后一个串行设备104。

侦测下级串行设备是否接入和丢失，实现了串行设备系统1000上电后，如果有下级串行设备接入时，自动对该下级串行设备供电并且分配地址信息，和如果某个串行设备突然下线时，该串行设备的上级串行设备自动关闭对其的电源输出，方便维护和更换。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。