CN103414617A - 应用于遥控模型的i-bus串行总线结构及其通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构及其通信方法。所述方法包括；主设备预先通过总线连接一从设备，所述从设备间通过总线接口级联。主设备以广播的形式向总线发送数据信息；级联的从设备通过总线接收所述主设备发送的数据信息，从中提取各从设备所需数据，并分时的将各自的信息发送给所述主设备。本发明将总线拓扑结构和串行通信技术相结合，实现总线式的结构设计，简化了硬件设计难度，优化了系统结构。整个系统结构清晰，连线少，系统扩充性好，规模扩充仅需多接功能模块，功能扩充仅需按照总线标准设计新的功能模块。
Description
技术领域
本发明涉及遥控设备领域，尤其涉及的是一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构及其通信方法。
背景技术
目前，市面上大部分遥控设备不具备通道扩展接口和数据采集接口，无法通过外接模块实现功能的扩展，如通道扩展、温度测量、转速测量等。这类遥控设备大都结构简单、功能单一，仅适用于基本模型的控制。另外一部分稍微复杂的遥控设备虽然具备类似接口，能够通过外接模块实现功能的扩展。但其接口结构主要采用星形和环形等拓扑结构，连接方式主要为并行。这类接口硬件复杂，资源共享能力低，需要占用大量的IO口资源，扩充困难，受遥控设备体积的限制很难做到外接多个功能模块。同时，还具备维护困难、连线复杂、通信线路利用率低等缺点，无法得到广阔的推广与使用。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构及其通信方法，解决遥控设备通过外界功能模块实现功能扩展的难题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构，其中，包括主设备和至少一从设备，所述主设备通过I-BUS总线连接一从设备，所述从设备之间通过总线接口级联；
所述主设备用以广播的形式向所述I-BUS总线发送数据信息；
所述从设备用于接收所述主设备发送的数据信息，从中提取各从设备所需数据，并分时的将各自的信息发送给所述主设备。
所述的应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构，其中，所述I-BUS总线包括一用于主设备和从设备间数据通信的数据线和用于所述主设备为所述从设备提供电源的电源线。
所述的应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构，其中，所述主设备和从设备间通信的数据采用串口通信方式。
所述的应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构，其中，系统采用同步总线定时协议，I-BUS总线上所有的设备共用同一个时钟脉冲进行操作过程的控制。
所述的应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构，其中，所述主设备和从设备均设置有通道扩展接口，所述主设备与从设备通过通道扩展接口级联，所述主设备还设置有数据采集接口，用于连接遥控模型中的传感器。
一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构的通信方法，其中，包括步骤：
主设备预先通过I-BUS总线连接一从设备，所述从设备间通过总线接口级联。
主设备以广播的形式向I-BUS总线发送数据信息；
级联的从设备通过I-BUS总线接收所述主设备发送的数据信息，从中提取各从设备所需数据，并分时的将各自的信息发送给所述主设备。
所述应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构的通信方法，其中，所述从设备分时向主设备发送数据信息，且在发送数据信息之前，首先发送通信指令；当同时有至少两个从设备向主设备发出通信指令时，所述主设备对所有通信指令进行筛选，并选择一从设备向其发送数据信息。
所述应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构的通信方法，其中，当I-BUS总线空闲时，主设备和从设备均以高阻态的形式连接在总线上。
所述应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构的通信方法，其中，主设备和从设备采用同步总线定时协议进行数据通信，I-BUS总线上所有的设备共用同一个时钟脉冲进行操作过程的控制，各个设备发送的所有有效信息的产生均在时钟周期的开始。
本发明所提供的一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构及其通信方法，所到的技术好处是：将I-BUS总线拓扑结构和串行通信技术相结合，实现总线式的结构设计，简化了硬件设计难度，优化了系统结构。整个系统结构清晰，连线少，系统扩充性好，规模扩充仅需多接功能模块，功能扩充仅需按照总线标准设计新的功能模块；同时，还具备便于故障诊断和维修等优点。
附图说明
图1是本发明所提供的一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构的系统框图。
图2是本发明所提供的一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构优选实施例的系统框图。
图3是本发明所提供的一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线方结构的通信方法的流程框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参见图1，图1是本发明所提供的应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构的较佳实施例的结构示意图。I-BUS：information BUS，信息总线。该系统结合总线拓扑结构和串行通信技术，包括主设备10和从设备20两个部分，主设备10和从设备20通过I-BUS总线进行通信。所述主设备10通过I-BUS总线连接一从设备20，所述从设备之间通过总线接口级联；所述主设备以广播的形式向所述I-BUS总线发送数据信息；而从设备通过I-BUS总线接收所述主设备发送的数据信息，并从中提取各从设备所需数据。因此，本发明的主设备可以连接多个从设备，每个从设备都通过固定的接口外挂在总线上，这样可以方便的实现系统规模和功能的扩展，使用灵活方便。特别是在复杂的遥控模型上，可以通过从设备灵活的分配遥控通道，实现通道的拓展，大大方便了设备的安放和使用，简化连线方式，实现了多个飞机使用一个接收机。
优选地，如图2所示，本发明的I-BUS总线包括一数据线、电源线以及地线，数据线用于主设备和从设备间数据通信，电源线和地线用于所述主设备为所述从设备提供电源。主设备和从设备间的数据传输在数据线上进行，并采用串口通信方式。
当然，本发明的总线结构中，为了便于寻址和数据传输，可以将数据线和地址线进行分开设置，地址总线用于寻址，数据总线用于传送数据信息。
进一步地，在主设备和从设备通信中，由于所有的设备使用的是同一根数据线，因此，本发明相应制定一个通信协议标准。在通信中，主设备采用广播的方式将消息通过总线发送给每一个从设备，所有的从设备具有同等的接受权限，可以无条件的接受来自总线的所有数据。从设备在接收到数据后，会对数据进行筛选，选出对自己有用的数据。而每个从设备可以分时使用总线将自己的数据发送给主设备，在通信前，从设备会发出通信指令，主设备根据收到的通信指令仲裁或筛选，选择其中一个从设备进行通信，允许该从设备将数据发送过来。而当总线空闲时，所有设备都以高阻态的形式连接在总线上。
为了保证数据传输的双方操作同步，传输正确，本发明主从设备间数据通信采用了同步总线定时协议。总线上所有的设备共用同一个时钟脉冲进行操作过程的控制，各个设备发送的所有有效信息的产生均在时钟周期的开始的产生均在时钟周期的开始，而有效信息的发送传输也大多在一个时钟周期内完成。当然，采用同步总线定时协议其仅仅用于解释本发明主从设备间通信过程，并做任何限定，本发明还可以采用其他的数据传输协议，例如异步总线定时或半同步总线定时协议。
所述主设备和从设备均设置有通道扩展接口，所述主设备与从设备通过通道扩展接口级联，所述主设备还包括数据采集接口，用于连接设置在遥控模型中的传感器。具体地，在遥控设备中，接收机即为主设备，接收机都具备通道扩展接口和数据采集接口，这些接口都采用本发明提供的总线结构。通道扩展接口与接收机相连，每一个接收机又具备一个通道扩展接口，用于串接后级接收机。连接成功后，系统将自动完成总线接收机的配置。而根据接收机上输出通道的数量，实现每个通道的自行配置，这样可以方便的实现通道的扩展和分配。而数据采集接口用于连接传感器模块，可以外挂多个传感器，实现功能的扩展。
在复杂模型上，可以方便的使用本发明的接收机完成飞机的配置，然后通过总线将所有接收机连接到遥控接收机上，实现飞机的操作。多台飞机可以使用一个接收机，只要将接口接在另外一个已经配置好的飞机上就可以继续飞行。
基于上述I-BUS串行总线结构，本发明还提供了一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构的通信方法，如图3所示，包括步骤：
步骤S100、主设备预先通过I-BUS总线连接一从设备，所述从设备间通过总线接口级联；
步骤S200、主设备以广播的形式向I-BUS总线发送数据信息；
步骤S300、级联的从设备通过I-BUS总线接收所述主设备发送的数据信息，从中提取各从设备所需数据，并分时的将各自的信息发送给所述主设备。
其中，所述步骤S300之后还包括：所述从设备分时向主设备发送数据信息，且在发送数据信息之前，首先发送通信指令；当同时有至少两个从设备向主设备发出通信指令时，所述主设备对所有通信指令进行筛选，并选择一从设备向其发送数据信息。而本发明的主设备和从设备采用同步总线定时协议进行数据通信，总线上所有的设备共用同一个时钟脉冲进行操作过程的控制，各个设备发送的所有有效信息的产生均在时钟周期的开始。针对具体的数据传输过程，如系统中所述，在此不再一一赘述。
综上所述，通过本发明所提供的应用于遥控模型的串行总线通信系统及其方法，将总线拓扑结构和串行通信技术相结合，实现总线式的结构设计，简化了硬件设计难度，简化了系统结构。整个系统结构清晰，连线少，系统扩充性好，规模扩充仅需多接功能模块，功能扩充仅需按照总线标准设计新的功能模块；且首次使用I-BUS串行总线结构为遥控设备提供I-BUS接口和数据采集接口。同时，还具备便于故障诊断和维修等优点。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构，其特征在于，包括主设备和至少一从设备，所述主设备通过I-BUS总线连接一从设备，所述从设备之间通过总线接口级联；
所述主设备用以广播的形式向所述I-BUS总线发送数据信息；
所述从设备用于接收所述主设备发送的数据信息，从中提取各从设备所需数据，并分时的将各自的信息发送给所述主设备。
2.根据权利要求1所述的应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构，其特征在于，所述I-BUS总线包括一用于主设备和从设备间数据通信的数据线和用于所述主设备为所述从设备提供电源的电源线。
3.根据权利要求1所述的应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构，其特征在于，所述主设备和从设备间通信的数据采用串口通信方式。
4.根据权利要求1所述的应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构，其特征在于，系统采用同步总线定时协议，总线上所有的设备共用同一个时钟脉冲进行操作过程的控制。
5.根据权利要求1至3所述应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构，其特征在于，所述主设备和从设备均设置有通道扩展接口，所述主设备与从设备通过通道扩展接口级联，所述主设备还设置有数据采集接口，用于连接遥控模型中的传感器。
6.一种应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构的通信方法，其特征在于，包括步骤：
主设备预先通过I-BUS总线连接一从设备，所述从设备间通过总线接口级联；
主设备以广播的形式向I-BUS总线发送数据信息；
级联的从设备通过I-BUS总线接收所述主设备发送的数据信息，从中提取各从设备所需数据，并分时的将各自的信息发送给主设备。
7.根据权利要求6所述应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构的通信方法，其特征在于，所述从设备分时向主设备发送数据信息，且在发送数据信息之前，首先发送通信指令；当同时有至少两个从设备向主设备发出通信指令时，所述主设备对所有通信指令进行筛选，并选择一从设备向其发送数据信息。
8.根据权利要求7述应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构的通信方法，其特征在于，当I-BUS总线空闲时，主设备和从设备均以高阻态的形式连接在I-BUS总线上。
9.根据权利要求7所述应用于遥控模型的I-BUS串行总线结构的通信方法，其特征在于，主设备和从设备采用同步总线定时协议进行数据通信，I-BUS总线上所有的设备共用同一个时钟脉冲进行操作过程的控制，各个设备发送的所有有效信息的产生均在时钟周期的开始。
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