CN104834616A - 一种数据接口电路及其通讯方法以及多节传感器系统 - Google Patents

一种数据接口电路及其通讯方法以及多节传感器系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种数据接口电路及其通讯方法以及多节传感器系统。它包括有一种数据接口电路及其通讯方法以及多节传感器系统。采用了上述接口电路结构及通讯方法以及系统后，本发明通过接口电路的两种自定义电压的电源和PNP三极管以及NPN三极管等电器元件形成的接口电路，通过三极管作为开关电路的截止和导通的特性，实现了对在同一根线上实现接收和发送的信号进行加强。本发明统一了标准的总线电路结构，每部传感器都可以和相同总线上的其他折本进行主动的数据交换，相互之间智能的建立逻辑关系，智能的根据当前系统环境状况自由组合成具有特色的多功能探测传感器。

Description

一种数据接口电路及其通讯方法以及多节传感器系统
技术领域
本发明涉及安防探测传感器设备技术领域，特指一种数据接口电路及其通讯方法以及多节传感器系统。
背景技术
随着安防设备的不断推陈出新，各种不同类型的探测传感器也随之层出不穷，传统探测传感器在系统中工作时，各自独立工作，只讲自己的报警状态和数据传送至报警主机，探测传感器互相之间没有数据交换，报器系统工作状态单一；
如何将这些相同或不同类型的传感器串接在一起形成安防系统统一进行数据交换和管理成为技术难点，该难点之一在于，两个传感器的微处理器在相互连接进行数据交换时，由于微处理器的高低电平信号较弱，容易受到传输距离和其他电子器件的干扰而造成信号输送的缺失，而目前现有的信号加强电路大都采用单一的固定直流电源进行对发出信号或者接收信号的加强，且这种电路结构复杂，难以应用在多节探测传感器串接系统中，因此，如何设计能够自定义电压来控制信号放大倍数，且对在同一根线上实现接收和发送的信号进行加强的接口电路及其通讯方法以及多节传感器系统成为有待解决技术问题。
发明内容
本发明就是针对上述的情况而提供的一种能够自定义电压来控制信号放大倍数，且对在同一根线上实现接收和发送的信号进行加强的接口电路及其通讯方法以及多节传感器系统。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种数据接口电路，包括有数据连接端、总线数据端、PNP三极管、NPN三极管、第一电源、第二电源、单向二级管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，其电路结构为：
与微处理器中断口连接的数据连接端的一端连接到PNP三极管基极，另一端通过第一电阻后与NPN三极管的发射极连接，PNP三极管集电极接地；
第一电源分为两路，第一路通过第二电阻连接到NPN三极管基极，第二路通过第三电阻后形成三支路，第一支路连接到NPN三极管发射极，第二路连接到PNP三极管发射极，第三支路经过单向二级管连接到NPN三极管集电极；
第二电源通过第四电阻后分为两路，第一路直接连接到NPN三极管集电极，第二路直接与总线数据端连接。
所述第一电源和所述第二电源为根据数据信号放大倍数而设定电压值的直流电源。
本发明的数据接口电路的通讯方法，包括四种数据通讯方式：
第一种为数据连接端高电平输出，微处理器中断口输出高电平到PNP三极管基极，由于PNP三极管基极高电平，PNP三极管截止，从而NPN三极管基极和NPN三极管发射极电平都为高电平，故NPN三极管截止；总线数据线由于有第四电阻作为上拉电阻，第二电源通过第四电阻直接流向总线数据端连接对外输出为高电平，这样，高电平信号顺利从数据连接端输出到总线数据端，并且，被第二电源进行了放大；
第二种为数据连接端低电平输出，微处理器中断口输出低电平到PNP三极管基极，由于PNP三极管基极低电平，PNP三极管导通，PNP三极管发射极为低电平，与之相连的NPN三极管发射极也相应为低电平，故NPN三极管导通；总线数据端的高电位经过NPN三极管和PNP三极管后强对地泄流，故总线数据线对外输出为低电平，这样，低电平信号顺利从数据连接端输出到总线数据端；
第三种是总线数据端高电平输出，总线数据端作为信号输入端高电平，单向二极管工作在截止状态，NPN三极管和PNP三极管均处于截止状态，第一电源经过第三电阻和第一电阻后连通到数据连接端，故输出至微处理器中断端口的电平为高电平，高电平信号顺利从总线数据端输出到数据连接端；
第四种是总线数据端低电平输出，总线数据端作为信号输入端低电平，总线数据端电平近乎为零，估单向二极管工作在导通状态，数据连接端连接有第三电阻作为上拉电阻，通过单向二极管连接到低电平，故输出至微处理器中断端口的电平为低电平，低电平信号顺利从总线数据端输出到数据连接端。
本发明采用数据接口电路的多节传感器系统，包括有若干个相同类型或不同类型的探测传感器，该探测传感器包括有传感器主电路和微处理器，各个探测传感器中的微处理器通过总线进行串接，该总线内具有数据线和控制线，该数据线和控制线均采用数据接口电路连接在两相邻微处理器之间。
所述总线还具有防拆检测线、直流电源线、接地线和备用线。
所述控制线与微处理器中检测数据接收或发送的工作状态端连接。
采用了上述接口电路结构及通讯方法以及系统后，本发明通过接口电路的两种自定义电压的电源和PNP三极管以及NPN三极管等电器元件形成的接口电路，通过三极管作为开关电路的截止和导通的特性，实现了对在同一根线上实现接收和发送的信号进行加强，并在同一总线中设置了数据线和控制线均采用这种接口电路结构对数据进行信号放大，防止信号在传输过程中的失真，进而增加总线防拆等辅助线路，形成多节传感器串接而成的安防系统；由上可知，本发明统一了标准的总线电路结构，每部传感器都可以和相同总线上的其他折本进行主动的数据交换，相互之间智能的建立逻辑关系，智能的根据当前系统环境状况自由组合成具有特色的多功能探测传感器，能够实现智能多探测传感器的协同工作，极大的丰富了多传感器系统的功能。
附图说明
图1是本发明实施例数据接口电路电路原理结构图；
图2是本发明实施例多节传感器系统的原理框图；
图3是本发明实施例多节传感器系统的数据总线的示意图。
具体实施方式
结合附图1-3，对本发明实施例做进一步的描述。
如图1实施例所示，本发明的一种数据接口电路，包括有数据连接端10、总线数据端20、PNP三极管30、NPN三极管40、第一电源50-图1中为3.3V、第二电源60-图1中为5V、单向二级管70、第一电阻80、第二电阻90、第三电阻100、第四电阻110，其电路结构为：
与微处理器200中断口连接的数据连接端10的一端连接到PNP三极管30基极，另一端通过第一电阻80后与NPN三极管40的发射极连接，PNP三极管30集电极接地120；
第一电源50分为两路，第一路通过第二电阻90连接到NPN三极管40基极，第二路通过第三电阻100后形成三支路，第一支路连接到NPN三极管40发射极，第二路连接到PNP三极管30发射极，第三支路经过单向二级管70连接到NPN三极管40集电极；
第二电源60通过第四电阻110后分为两路，第一路直接连接到NPN三极管40集电极，第二路直接与总线数据端20连接。
所述第一电源50和所述第二电源60为根据数据信号放大倍数而设定电压值的直流电源。
工作时，本发明的数据接口电路的通讯方法包括四种数据通讯方式：
第一种为数据连接端高电平输出，微处理器200中断口输出高电平到PNP三极管30基极，由于PNP三极管30基极高电平，PNP三极管30截止，从而NPN三极管40基极和NPN三极管40发射极电平都为高电平，故NPN三极管40截止；总线数据线20由于有第四电阻110作为上拉电阻，第二电源60通过第四电阻110直接流向总线数据端20连接对外输出为高电平，这样，高电平信号顺利从数据连接端10输出到总线数据端20，并且，被第二电源60进行了放大；
第二种为数据连接端10低电平输出，微处理器200中断口输出低电平到PNP三极管30基极，由于PNP三极管30基极低电平，PNP三极管30导通，PNP三极管30发射极为低电平，与之相连的NPN三极管40发射极也相应为低电平，故NPN三极管50导通；总线数据端20的高电位经过NPN三极管40和PNP三极管30后强对地120泄流，故总线数据线20对外输出为低电平，这样，低电平信号顺利从数据连接端10输出到总线数据端20；
第三种是总线数据端20高电平输出，总线数据端20作为信号输入端高电平，单向二极管70工作在截止状态，NPN三极管30和PNP三极管40均处于截止状态，第一电源50经过第三电阻100和第一电阻80后连通到数据连接端10，故输出至微处理器200中断端口的电平为高电平，高电平信号顺利从总线数据端20输出到数据连接端10；
第四种是总线数据端20低电平输出，总线数据端20作为信号输入端低电平，总线数据端20电平近乎为零，估单向二极管70工作在导通状态，数据连接端10连接有第三电阻100作为上拉电阻，通过单向二极管70连接到低电平，故输出至微处理器200中断端口的电平为低电平，低电平信号顺利从总线数据端20输出到数据连接端10。
再如图2-3所示，本发明采用数据接口电路的多节传感器系统，包括有若干个相同类型或不同类型的探测传感器，该探测传感器包括有传感器主电路300和微处理器200，各个探测传感器中的微处理器200通过总线进行串接，该总线内具有数据线a和控制线b，该数据线a和控制线b均采用数据接口电路400连接在两相邻微处理器200之间。
所述总线还具有防拆检测线c、直流电源线d、接地线e和备用线f。
所述控制线b与微处理器200中检测数据接收或发送的工作状态端连接。
本发明统一了标准的总线电路结构，每部传感器都可以和相同总线上的其他折本进行主动的数据交换，相互之间智能的建立逻辑关系，智能的根据当前系统环境状况自由组合成具有特色的多功能探测传感器，能够实现智能多探测传感器的协同工作，极大的丰富了多传感器系统的功能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种数据接口电路，其特征在于：包括有数据连接端、总线数据端、PNP三极管、NPN三极管、第一电源、第二电源、单向二级管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻，其电路结构为：
与微处理器中断口连接的数据连接端的一端连接到PNP三极管基极，另一端通过第一电阻后与NPN三极管的发射极连接，PNP三极管集电极接地；
第一电源分为两路，第一路通过第二电阻连接到NPN三极管基极，第二路通过第三电阻后形成三支路，第一支路连接到NPN三极管发射极，第二路连接到PNP三极管发射极，第三支路经过单向二级管连接到NPN三极管集电极；
第二电源通过第四电阻后分为两路，第一路直接连接到NPN三极管集电极，第二路直接与总线数据端连接。
2.根据权利要求1所述的一种数据接口电路，其特征在于：所述第一电源和所述第二电源为根据数据信号放大倍数而设定电压值的直流电源。
3.一种采用权利要求1或2的数据接口电路的通讯方法，其特征在于，包括四种数据通讯方式：
第一种为数据连接端高电平输出，微处理器中断口输出高电平到PNP三极管基极，由于PNP三极管基极高电平，PNP三极管截止，从而NPN三极管基极和NPN三极管发射极电平都为高电平，故NPN三极管截止；总线数据线由于有第四电阻作为上拉电阻，第二电源通过第四电阻直接流向总线数据端连接对外输出为高电平，这样，高电平信号顺利从数据连接端输出到总线数据端，并且，被第二电源进行了放大；
第二种为数据连接端低电平输出，微处理器中断口输出低电平到PNP三极管基极，由于PNP三极管基极低电平，PNP三极管导通，PNP三极管发射极为低电平，与之相连的NPN三极管发射极也相应为低电平，故NPN三极管导通；总线数据端的高电位经过NPN三极管和PNP三极管后强对地泄流，故总线数据线对外输出为低电平，这样，低电平信号顺利从数据连接端输出到总线数据端；
第三种是总线数据端高电平输出，总线数据端作为信号输入端高电平，单向二极管工作在截止状态，NPN三极管和PNP三极管均处于截止状态，第一电源经过第三电阻和第一电阻后连通到数据连接端，故输出至微处理器中断端口的电平为高电平，高电平信号顺利从总线数据端输出到数据连接端；
第四种是总线数据端低电平输出，总线数据端作为信号输入端低电平，总线数据端电平近乎为零，估单向二极管工作在导通状态，数据连接端连接有第三电阻作为上拉电阻，通过单向二极管连接到低电平，故输出至微处理器中断端口的电平为低电平，低电平信号顺利从总线数据端输出到数据连接端。
4.一种采用权利要求1的数据接口电路的多节传感器系统，其特征在于：包括有若干个相同类型或不同类型的探测传感器，该探测传感器包括有传感器主电路和微处理器，各个探测传感器中的微处理器通过总线进行串接，该总线内具有数据线和控制线，该数据线和控制线均采用数据接口电路连接在两相邻微处理器之间。
5.根据权利要求4所述的多节传感器系统，其特征在于：所述总线还具有防拆检测线、直流电源线、接地线和备用线。
6.根据权利要求5所述的多节传感器系统，其特征在于：所述控制线与微处理器中检测数据接收或发送的工作状态端连接。
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