CN102005110B - 电磁波总线控制网络系统 - Google Patents

Abstract

一种电磁波总线控制网络系统，包括主机系统，连接于电源和主机系统的电源连接线，主机系统通过电源连接线连接的至少一个从机系统，连接于主机系统与从机系统之间的至少一条总线。所述主机系统持续不断地向总线上施加经调制电磁波的震荡波脉冲信号，并通过总线接收从机系统发射的反馈信号；每个从机系统从总线上检收主机系统发射的震荡波脉冲信号中符合控制该从机系统的控制信号，用以控制与该从机系统连接的被控组件或被控装置的开通与关闭。从机系统并向主机系统发回反馈信号。与已有技术相比，结构更简单，性能更稳定可靠，制造成本也更低廉，更适宜工业生产。

Description

电磁波总线控制网络系统

技术领域

本发明涉及一种总线控制网络系统，尤其涉及一种电磁波总线控制网络系统。适用于远程控制负载组件或装置，特别适用于控制汽车的多路复用系统。

背景技术

汽车上包含多个元件，如前照灯、尾灯、内部灯等，通常情况下，这些元件都各自连线到控制开关，控制开关连接到电源，由控制开关控制这些元件的开与关。在某些情况下，开关为继电器，由继电器的通与断控制这些元件的开与关。在上述的情况下，从电源到所用元件之间的连接必须提供足够粗的导线，用以承载所需要的功率。这就使得许多大直径的导线在汽车内纵横交错，不仅结构复杂，维修不方便，而且存在不安全的隐患。

已有技术中，如美国专利4463341，它在电源连接线上提供控制器和接收机，控制器和接收机在不同的频率上工作，利用不同的频率来控制各个不同的电气元件。

又如美国专利5517172是在电源连接线上施加脉冲序列作为控制信号用以控制各个元件的开与关。这种系统易于产生干扰和加载效应。

中国专利申请号200910002495.0提供一种电源线携带数字信号的装置，它包括电源连接线及置于电源连接线上的控制器和至少一个接收发射机。所述控制器向电源连接线上持续不断地施加包括二进制数码的脉冲序列的经调制信号；所述接收发射机从经调制信号的脉冲序列中提取二进制数码与连接于接收发射机上的负载组件或装置的地址做比较，当两者地址相匹配时，控制于该负载组件或装置的开与关。该电源线携带数字信号的装置解决了上述两个美国专利所存在的缺陷。它使用了少量的接线和简单的控制装置达到了远程控制各个电气元件开关的目的。该装置结构简单，制造成本较低，控制效率较高，在电源连接线上传递信号时，不会受到干扰，尤其适用处于噪声较强的复杂环境中的汽车上各个元件的控制。

发明内容

本发明的目的是针对上述中国专利申请号200910002495.0所提供的一种电源线携带数字信号的装置，提供一种结构比其更简单，制造成本更低，控制性能更稳定可靠的电磁波总线控制网络系统。

本发明为了达到上述的目的，所采取的技术方案是：提供一种电磁波总线控制网络系统，包括主机系统，连接于主电源和主机系统的电源连接线，至少一个从机系统以及连接于主机系统与从机系统之间的至少一条总线。所述主机系统持续不断地向总线上施加经调制电磁波的震荡波脉冲信号，并通过总线接收从机系统发射的反馈信号；每个从机系统从总线上检收主机系统发射的震荡波脉冲信号中符合控制该从机系统的控制信号，用以控制与该从机系统连接的被控组件或被控装置的开通与关闭，从机系统并通过总线向主机系统发射反馈信号。

本发明总线控制网络系统的效果显著。

如上述本发明的结构，本发明包括连接于主机系统与从机系统之间的至少一条总线，主机系统持续不断地向总线上施加震荡波脉冲信号，每个从机系统从总线上接收控制信号。也就是说，本发明是通过总线载波控制信号控制被控组件或被控装置。这与已有技术通过电源连接线携带控制(数字)信号相比，使用电源连接线载波信号需要在控制器(主机系统)与电源之间及接收发射机(从机系统)与电源之间置放适当的高频阻抗，用以阻止控制信号反馈到电源上(如中国专利申请号200910002495.0说明书上所述)。而本发明使用与电源不相连接的总线载波控制信号，这就无需置放高频阻抗。所以本发明的结构更简单，性能更稳定可靠，制造成本也更低廉，更适宜工业生产。

附图说明

图1是本发明总线控制网络系统一实施例的结构示意图；

图2是本发明总线控制网络系统中主机系统一实施例的结构示意图；

图3是本发明总线控制网络系统中从机系统一实施例的结构示意图；

图4是本发明总线控制网络系统中经调制电磁波的震荡波脉冲信号一实施例的波形示意图；其中图4A为9个波位等于一组的波形示意图；图4B为8组为一个周期的波形示意图；图4C为一个周期内8组的构成示意图，如图4C所示，每个周期的第一个组为同步识别组，同步识别组内的9个波位全等于逻辑0。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的结构特征。

如图1所示，本发明的总线控制网络系统包括主机系统4，连接于主电源1和主机系统4的电源连接线2，至少一个从机系统5，连接于主机系统4与从机系统5之间的至少一条总线3。如图1所示，在本实施例中，从机系统5有1，……，N个，连接于主机系统4与1，……，N个从机系统5之间有一条总线3。如图1所示，在本实施例中，通过电源连接线2不仅为主机系统4供电，而且也通过电源连接线2为从机系统5供电，即主机系统4和从机系统5共同使用主电源1。

在本实施例中，所述主机系统4持续不断地向总线3上施加经调制电磁波的震荡波脉冲信号，它所发射的震荡波脉冲信号中包括二进制数码脉冲序列的控制信号。每个从机系统5从总线3上检收主机系统4所发射的震荡波脉冲信号中的二进制数码脉冲序列，当该二进制数码与该从机系统5的二进制数码相匹配时，从机系统5将对收到的信号进行对比纠错或容错处理，控制与该从机系统5相连接的被控组件6或被控装置6的开通与关闭，从机系统5并通过总线3向主机系统4发回反馈信号。主机系统4通过总线3接收从机系统5发射的反馈信号。在本实施例中，所述总线3采用普通的电导线(如24×0.2的普通导线)用以承载和传递经调制电磁波的震荡波脉冲信号。

如图2所示，所述主机系统4是发射接收机。在本实施例中，所述发射接收机包括主机单片机41，分别与主机单片机41相连接的锁相环电路42和输出信号驱动电路43以及主机供电电源45。在本实施例中，晶体振荡器44是连接在主机单片机41之外，它也可以包含在主机单片机41内部。如图2所示，在本实施例中，主机供电电源45通过电源连接线2从主电源1上供电。

在本实施例中，所述主机单片机41采用型号为PIC16F870的单片机(由Microchip公司提供)。它能产生二进制数码脉冲序列的震荡波脉冲信号，并发射和接收震荡波脉冲信号。

如图2所示，在本实施例中，所述锁相环电路42包括芯片IC11LM567，主要对从机系统5发回信号进行解码输入到主机单片机41上。

如图2所示，在本实施例中，所述输出信号驱动电路43由放大器构成，它将主机单片机41发射的信号放大后输出。

如图3所示，所述从机系统5是接收发射机。在本实施例中，如图3所示，所述接收发射机包括从机单片机53，分别与从机单片机53相连接的锁相环电路52、输出信号驱动电路51和负载驱动电路54以及从机供电电源56。在本实施例中，晶体振荡器55也是连接在从机单片机53之外，当然，晶体振荡器也可以包含在单片机之内。如图3所示，在本实施例中，从机供电电源56也通过电源连接线2从主电源1上供电。

如图3所示，在本实施例中，所述负载驱动电路54由放大器构成，是将控制信号放大后用以驱动被控组件6或被控装置6。

如图3所示，在本实施例中，所述从机单片机53、锁相环电路52和输出信号驱动电路51的结构均与图2中所示的主机单片机41、锁相环电路42和输出信号驱动电路43的结构相同。

如图3所示，从机系统5的接收发射机从总线3上检收主机系统4所发射的震荡波脉冲信号，从机系统5首先由锁相环电路52对震荡波脉冲信号进行解码并提取二进制数码脉冲序列的控制信号，并将其输入到从机单片机53中进行处理(对比、纠错或容错)后，经负载驱动电路54将其控制信号放大后驱动被控组件6或被控装置6；从机系统5发射的信号通过输出信号驱动电路43放大后，再通过总线3反馈到主机系统4上。

图4是本发明总线控制网络系统中经调制电磁波的震荡波脉冲信号一实施例的波形示意图。在在本实施例中，是采用直接“位控制”串行码技术。其技术特性可分别用物理层和协议层来描述：

1.所述物理层：

所述总线所承载和传递经调制电磁波的震荡波脉冲信号中总有一个并只有一个主机系统发出的时间基准，以及至少有一个从机系统于主机系统组成的总线系统，从这个层面上讲，所述总线可谓位控制网路总线。

所以位控制网路总线总有一个并只有一个主机系统发出的时间基准。至少有一个从机系统于主机组成总线系统。

所述位控制是一种串行总线网。主机系统和从机系统以主机系统的时间基准为串行码基准按时序加载电磁波在总线上，有波为该总线的逻辑1，无波为该总线的逻辑0，9个波位等于一个组。见图4中图4A所示。

2.所述协议层：

主机系统的时间基准是以足够长的一组逻辑0加下一组的第1位逻辑1常量组成。二进制数码组由紧跟逻辑1常量的一串逻辑数码组成。这一串逻辑数码加逻辑1常量的长度总是等于时间基准中的一组逻辑0。一个总线传输周期中可以有多个数码组。

位控制网路总线上主机系统和从机系统按主机系统发出的同一时间基点同步运行。在一个周期的一定时序位为传统概念上的地址，该时序位的数值为数据。

主机系统和从机系统归于位控制网总线上的每一位数据位可单独处理，也可根据需要集体处理。如：4位或八位处理。

主机系统和从机系统可根据需要在传输协议中(位控制网路总线上的传输内容)加入各种纠错或容错处理。如重复校验，奇偶校验。异或校验等。

图4中的图4B和图4C为主机系统和从机系统一传输协议的实施例，其中图4B说明8组为一个信号周期；该实施例中是56位数据位。如图4C所示，每个周期的第一个组为同步识别组，同步识别组内的9个波位全部等于0，第二组到第8组为数码组，数码组的第一位总是逻辑1，用以区别第一组。数码组的后8位为数据位，每一位的位号(图4C中的1-56)相当于传统串行码中的地址，而每一位上的值则是该位上的数据。在该实施例中，由1-40位是主机系统发送的信号位；从41-56位是从机系统反馈的信号位。

Claims (1)

1.一种电磁波总线控制网络系统，包括主机系统，与主机系统连接的至少一个从机系统，连接于主机系统与从机系统之间的至少一条总线，所述主机系统和从机系统都是发射接收机；其特征在于，所述发射接收机包括能产生、发射和接收二进制数码脉冲序列的经调制的电磁波震荡波脉冲信号的单片机，与单片机相连接的包括芯片IC11 LM567的锁相环电路；所述主机系统持续不断地向总线上施加包括二进制数码脉冲序列的经调制的电磁波震荡波脉冲信号，每个从机系统从总线上检收主机系统发射的包括二进制数码脉冲序列的经调制的电磁波震荡波脉冲信号，从机系统中首先由其从机锁相环电路对该经调制的电磁波震荡波脉冲信号进行解码并提取二进制数码脉冲序列的控制信号，并将其输入到从机单片机中进行处理；符合控制该从机系统的控制信号，用以控制与该从机系统连接的被控组件或被控装置的开通与关闭，从机系统并通过总线向主机系统发射反馈信号，主机系统中的主机锁相环电路对从机系统发回的反馈信号进行解码输入到主机系统内的主机单片机上进行处理。

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