CN102820910A - 一种基于直流电源线的主从通信 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于直流电源线的主从通信，它是一种由主机向从机发送信号，从机不发送信号的单向通信系统，各主机和从机的电源均由电池供给，在电池输出端装有电子开关，该电子开关由主机控制，并经公共电源线向各从机供电，其供电脉冲包含供电波和信号波。

Description

一种基于直流电源线的主从通信

(一)技术领域：

本发明涉及一种基于直流电源线的主从通信，它是一种由主机向从机发送信号，从机不发送信号的单向通信系统，各主机和从机的电源均由电池供给，在电池输出端装有电子开关，该电子开关由主机控制，并经公共电源线向各从机供电，其供电脉冲包含供电波和信号波。

(二)背景技术：

随着信息技术的高速发展，电子设备耗电越来越小，设备种类及其所支持的应用也越来越多，采用电池供电方式得到广泛的应用，所构成的系统在工农业和民用产品中的技术手段也越来越复杂。当构成一个单片机测控应用系统时，经常要采用多机系统，这就涉及到系统间的信息交换。采用RS485、RS232、I2C总线的主从式多机通信需用多根总线，这使系统复杂化，不利于电池供电方式的更广泛应用。

(三)发明内容：

现有的电池供电主从通信系统，都是采用多总线结构形式，需用多根总线这使系统复杂化，特别对于大范围区域的测控系统，不但硬件成本高而且布线也困难。同时，由于系统中主机和各从机各自独立计时，其累积误差很大还须不断纠正，否则将很快导致系统运行紊乱，因此对于许多通信数据量不大，通信速率要求不高的应用系统，希望进行通信的双方占用尽可能少的端口连线，采用本发明介绍的方法具有简便和经济的特点。

本发明涉及一种基于直流电源线的主从通信，它是一种由主机向从机发送信号，从机不发送信号的单向通信系统，各主机和从机的电源均由公共的电池供给。在电池输出端装有电子开关，该电子开关由主机控制，其电池输出端经电子开关、公共电源线和各从机电源滤波的电路向各从机供电，主机电源则由电池直接提供，其公共电源线同时作为信号传输线。在各从机中都装有单片机并安装有接于公共电源线的信号检测装置，用于检测公共电源线上脉冲信号的前沿和后沿，以便于单片机计算脉冲信号的宽度，从而识别脉冲信号。公共电源线上的脉冲信号由供电波和信号波组成，它们都是方波，大脉冲宽度方波提供较大的功率，其中供电波频率固定，脉冲周期固定，脉冲间隔不变，供电波频率在10Hz至100Hz之间，是由电池经电子开关向各从机连续发送，信号波是在供电波脉冲周期的脉冲间隔期间即零电位期间插入信号波，信号波具有不同的脉冲宽度，并用具有不同的脉冲宽度的信号波或其组合来代表0-F 16个字符，其字符串表示所要传送的信息，例如，在每个供电波脉冲间隔期间插入两个信号波，其脉冲宽度设置为供电波脉冲宽度的40％、30％、20％、10％4种2个信号波共有16种组合，代表0-F 16个字符，该字符或其字符串作为信号，是携带信息的载体，与其所要发送的内容相对应。当采用51单片机和12MHz晶振时，一个机器周期为1μs当供电波频率采用100Hz时，上述信号波最小脉冲宽度为0.5ms，足以保证通过对信号波脉冲宽度测量，进行信号波判断识别。各从机在检测、判断和识别信号波时是先检测供电波，并在供电波脉冲间隔期间检测信号波，它是利用信号波脉冲宽度的时间特性来判断和确定信号波，即检测到一个供电波后，确定其脉冲间隔的开始和结束时间，选择一个误差范围，再进行信号波的检测判断。

一种基于直流电源线的主从通信，其结构包括：

电源开关，主机和各从机共用，电池用于提供主机和各从机的电源。

主机，由单片机、信号调理、电子开关、存储器、键盘显示器和电源滤波构成，用于向从机发送地址信号和控制指令；

从机，由单片机、信号上沿检测、信号下沿检测、拨码开关、存储器、驱动电路和电源滤波构成，用于接受主机控制，进行数据处理和实时控制。

(四)附图说明：

图1是一种基于直流电源线的主从通信的电路结构方框图。

(五)具体实施方式：

一种基于直流电源线的主从通信的电路结构方框图如图1所示，它用于一种观察生物繁殖力的实验装置中，主机负责向各个从机发送照度及色彩控制指令，从机按主机指令确定发光颜色及其功率和时间来点亮照明灯。

该系统由主机A、多个从机B构成，其中电源开关2是一个主机、从机公共的电源开关，电池1用于提供主机和各从机的电源。

主机A由电源开关2、电子开关3、电源滤波4、信号调理5、存储器6、单片机7、键盘显示器8构成，其中电子开关3由单片机7控制生成供电波和信号波并经信号调理5处理，其供电波频率采用50Hz，每个供电波脉冲间隔期间插入两个信号波，信号波脉冲宽度设置为供电波脉冲宽度的40％、30％、20％、10％4种。其中键盘显示器8用于输入指令和参数并保存于存储器6中，单片机7采用89C52，存储器6采用非易失性存储器24C64。各从机结构相同，从机B由电源滤波10、信号上沿检测11、信号下沿检测12、拨码开关13、单片机14、存储器15、驱动电路16、灯电路17构成，其中单片机14采用89C04存储器15采用24C08。由于采用51系列单片机它是下降沿触发，这里采用两个外中断口，一个上升沿触发，一个下降沿触发，其中上升沿触发由信号上沿检测11完成，它在单片机外中断口前面加反相器触发。灯电路17采用LED灯既简便又省电。

Claims (2)

1.本发明涉及一种基于直流电源线的主从通信，它是一种由主机向从机发送信号，从机不发送信号的单向通信系统，各主机和从机的电源均由公共的电池供给，其特征是，在电池输出端装有电子开关，该电子开关由主机控制，其电池输出端经电子开关、公共电源线和各从机电源滤波的电路向各从机供电，主机电源则由电池直接提供，其公共电源线同时作为信号传输线，在各从机中都装有单片机并安装有接于公共电源线的信号检测装置，用于检测公共电源线上脉冲信号的前沿和后沿，以便于单片机计算脉冲信号的宽度，从而识别脉冲信号，公共电源线上的脉冲信号由供电波和信号波组成，它们都是方波，其中供电波频率固定，脉冲间隔不变，供电波频率在10Hz至100Hz之间，是由电池经电子开关向各从机连续发送，信号波是在供电波脉冲周期的脉冲间隔期间插入信号波，信号波具有不同的脉冲宽度，并用具有不同的脉冲宽度的信号波或其组合来代表0-F 16个字符，其字符串表示所要传送的信息，各从机在检测、判断和识别信号波时是先检测供电波，并在供电波脉冲间隔期间检测信号波，它是利用信号波脉冲宽度的时间特性来判断和确定信号波。

2.根据权利要求1所述的一种基于直流电源线的主从通信，其特征在于它包括：

电源开关，主机和各从机共用，电池用于提供主机和各从机的电源；

主机，由单片机、信号调理、电子开关、存储器、键盘显示器和电源滤波构成，用于向从机发送地址信号和控制指令；

从机，由单片机、信号上沿检测、信号下沿检测、拨码开关、存储器、驱动电路和电源滤波构成，用于接受主机控制，进行数据处理和实时控制。

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