CN107368446B - 一种传输参数自适应的数据传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传输参数自适应的数据传输方法和装置，该方法包括：获取预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的各个波形序列分别为以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，三者的传输持续时间相同，传输持续时间与传输波形序列的波特率呈反比关系，预设的S个电平跳变均为从高电平跳变为低电平；持续检测S个电平跳变；根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间；获取待发送数据的比特序列；按照传输持续时间发送待发送数据的比特序列对应的波形序列。

Description

一种传输参数自适应的数据传输方法和装置

技术领域

本发明涉及一种电子技术领域，尤其涉及一种传输参数自适应的数据传输方法和装置。

背景技术

在数据通信过程中，通信双方的接收端可能通过数据接口从发送端获取电能，例如，智能密钥设备USB Key可以从USB端口从其连接的终端(例如电脑)获取电能，以供自身工作，因此，为了获得更好的取电效率，发送端需要尽量使用高电平来发送数据。

现有的一种通信方式为利用时长不同的高电平来表示不同的数据比特，比如：利用传输持续时间为T的高电平来表示数据比特1，利用传输持续时间T+△T的高电平来表示数据比特0，由此来实现数据传输以及供电的功能。但是，随着信息技术的发展，在通信过程中对数据的传输效率的要求也越来越高，即传输数据的波特率需要提高，传输一个数据比特的时间需要更短。然而，利用传输持续时间T+△T的高电平来表示数据比特的方式会导致传输一个数据比特的时间变长，不利于提高传输数据的波特率。因此，如何使通信双方的发送端在高效地传输数据的前提下为接收端供应更多的电能是亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述问题之一。

方案一、一种传输参数自适应的数据传输方法，该方法包括：获取预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征，其中，N为正整数，S为正整数且大于1，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的各个波形序列分别为以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，其中，第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列具有以下波形序列特征：第一波形序列、第二波形序列以及第三波形序列的传输持续时间相同，所述传输持续时间与传输所述波形序列的波特率呈反比关系，且所述第一波形序列以高电平开始并在持续时间内出现低电平，且以高电平结束，其中，所述第一波形序列中出现的低电平在所述传输持续时间内所占的总时长不随传输所述波形序列的波特率的变化而变化，所述第二波形序列为在所述传输持续时间内持续高电平，所述第三波形序列以低电平开始，并以高电平结束，且所述第三波形序列中出现低电平在所述传输持续时间内所占的总时长不随传输所述波形序列的波特率的变化而变化，预设的S个电平跳变均为从高电平变为低电平；根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间；获取待发送数据的比特序列；按照传输持续时间发送待发送数据的比特序列对应的波形序列。

方案二、根据方案一所述的方法，在根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间之前，方法还包括：判断持续检测到的S个电平跳变中的全部的时间间隔中的每一个时间间隔是否均与预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中包含的S个电平跳变中的全部的时间间隔中对应的时间间隔符合同一预设关系，如果是，则执行根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间的步骤。

方案三、根据方案一或二所述的方法，该波形序列的特征还包括：第一波形序列中出现的低电平在传输持续时间内所占的总时长小于传输持续时间的二分之一；和/或，第三波形序列中出现的低电平在传输持续时间内所占的总时长小于传输持续时间的二分之一。

方案四、根据方案一至三中任一项所述的方法，该波形序列的特征还包括：第三波形序列在传输持续时间内仅出现一次由高电平变为低电平的电平跳变，并以高电平结束；第一波形序列以高电平开始并在传输持续时间内仅出现一次由高电平变为低电平的电平跳变。

方案五、根据方案一至四中任一项所述的方法，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列至少包括M个波形序列，M个波形序列为预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的前M个波形序列，其中，M为正整数，且M≥2，M个波形序列由M个第一波形序列组成；或者，M个波形序列由M个第三波形序列组成；或者，M个波形序列包括至少一个第一波形序列和至少一个第三波形序列。

方案六、根据方案五所述的方法，M个波形序列均为第一波形序列时，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，至少1个抗干扰波形序列为第二波形序列或第三波形序列；M个波形序列均为第三波形序列时，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，至少1个抗干扰波形序列为第二波形序列或第一波形序列。

方案七、根据方案一至六中任一项所述的方法，N＝8，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列依次为第三波形序列、第三波形序列、第三波形序列、第三波形序列、第二波形序列、第三波形序列、第二波形序列和第三波形序列。

方案八、根据方案一至七中任一项所述的方法，按照传输持续时间发送待发送数据的比特序列对应的波形序列，包括：以第一波形序列表示第一数据比特，分别以第二波形序列和第三波形序列表示第二数据比特，第一数据比特为比特1和比特0中的一个，第二数据比特为比特1和比特0中的另一个；根据待发送数据的比特序列，连续发送比特序列中的比特对应的波形序列，其中，在连续发送的至少两个比特为第二数据比特时，连续发送的至少两个比特中的第一个比特对应的波形序列为第二波形序列，第二个比特以及后续的比特对应的波形序列为第三波形序列。

方案九、根据方案八所述的方法，根据待发送数据的比特序列，连续发送比特序列中的比特对应的波形序列，包括：控制发送端口的电平按照比特序列中的比特对应的波形序列的波形以及波形序列的特征进行变化，以发送待发送数据。

方案十、一种传输参数自适应的数据传输装置，包括：获取模块，用于获取预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征，其中，N为正整数，S为正整数且大于1，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的各个波形序列分别为以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，其中，第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列具有以下波形序列特征：第一波形序列、第二波形序列以及第三波形序列的传输持续时间相同，所述传输持续时间与传输所述波形序列的波特率呈反比关系，且所述第一波形序列以高电平开始并在持续时间内出现低电平，且以高电平结束，其中，所述第一波形序列中出现的低电平在所述传输持续时间内所占的总时长不随传输所述波形序列的波特率的变化而变化，所述第二波形序列为在所述传输持续时间内持续高电平，所述第三波形序列以低电平开始，并以高电平结束，且所述第三波形序列中出现低电平在所述传输持续时间内所占的总时长不随传输所述波形序列的波特率的变化而变化，预设的S个电平跳变均为从高电平变为低电平；持续时间识别模块，用于根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间；比特序列获取模块，用于获取待发送数据的比特序列；数据发送模块，用于按照传输持续时间发送待发送数据的比特序列对应的波形序列。

方案十一、根据方案十所述的装置，在根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间之前，持续时间识别模块，还用于判断持续检测到的S个电平跳变中的全部的时间间隔中的每一个时间间隔是否均与预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中包含的S个电平跳变中的全部的时间间隔中对应的时间间隔符合同一预设关系，如果是，触发执行根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间的操作。

方案十二、根据方案十或十一所述的装置，波形序列的特征还包括：第一波形序列中出现的低电平在传输持续时间内所占的总时长小于持续时间的二分之一；和/或，第三波形序列中出现的低电平在传输持续时间内所占的总时长小于持续时间的二分之一。

方案十三、根据方案十至十二中任一项所述的装置，波形序列的特征还包括：第三波形序列在传输持续时间内仅出现一次由高电平变为低电平的电平跳变，并以高电平结束；第一波形序列以高电平开始并在传输持续时间内仅出现一次由高电平变为低电平的电平跳变。

方案十四、根据方案十至十三中任一项所述的装置，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列至少包括M个波形序列，M个波形序列为预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的前M个波形序列，其中，M为正整数，且M≥2，M个波形序列由M个第一波形序列组成；或者，M个波形序列由M个第三波形序列组成；或者，M个波形序列包括至少一个第一波形序列和至少一个第三波形序列。

方案十五、根据方案十四所述的装置，M个波形序列均为第一波形序列时，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，至少1个抗干扰波形序列为第二波形序列或第三波形序列；M个波形序列均为第三波形序列时，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，至少1个抗干扰波形序列为第二波形序列或第一波形序列。

方案十六、根据方案十至十五任一项所述的装置，N＝8，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列依次为第三波形序列、第三波形序列、第三波形序列、第三波形序列、第二波形序列、第三波形序列、第二波形序列和第三波形序列。

方案十七、根据方案十至十六中任一项所述的装置，数据发送模块，用于按照传输持续时间发送待发送数据的比特序列对应的波形序列，包括：数据发送模块，用于以第一波形序列表示第一数据比特，分别以第二波形序列和第三波形序列表示第二数据比特，第一数据比特为比特1和比特0中的一个，第二数据比特为比特1和比特0中的另一个；根据待发送数据的比特序列，连续发送比特序列中的比特对应的波形序列，其中，在连续发送的至少两个比特为第二数据比特时，连续发送的至少两个比特中的第一个比特对应的波形序列为第二波形序列，第二个比特以及后续的比特对应的波形序列为第三波形序列。

方案十八、根据方案十七所述的装置，根据待发送数据的比特序列，连续发送比特序列中的比特对应的波形序列，包括：控制发送端口的电平按照比特序列中的比特对应的波形序列的波形以及波形序列的特征进行变化，以发送待发送数据。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供了一种传输参数自适应的数据传输方法和装置。采用本发明提供的技术方案，通过第一波形序列、第二波形序列以及第三波形序列进行数据传输，该种数据传输方式中，各个波形序列的传输持续时间均为T，使数据的传输更加高效，且波形序列中的高电平在波形序列传输持续时间内所占的总时长较高，因此接收该传输数据的设备可以更好的从接收到的波形序列中获取电能。并且，通过在接收端口持续检测电平跳变，可以检测出S个电平跳变中任意两个电平跳变之间的时间间隔，并根据该时间间隔以及波形序列的特征来确定其中一个波形序列的传输持续时间，从而确定出传输数据的相关传输参数(例如波特率)，使设备可以按照确定出的传输数据的相关参数进行数据传输，实现传输参数自适应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例1提供的传输参数自适应的数据传输方法流程图；

图2为本发明实施例1提供的N个波形序列中的各个波形序列的示意图；

图3为本发明实施例1提供的判断电平跳变的时间间隔是否与预设的对应时间间隔符合同一预设关系的原理图；

图4为本发明实施例1提供的包含4个波形序列的数据帧头的示意图；

图5为本发明实施例1提供的单频干扰原理以及抗干扰波形序列的示意图；

图6为本发明实施例2提供的传输参数自适应的数据传输装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

实施例1

图1是本实施例提供的传输参数自适应的数据传输方法流程图，如图1所示的方法实施例，至少包括以下步骤S11-S15：

步骤S11，获取预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征；

其中，N为正整数，S为正整数且大于1，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的各个波形序列分别为以下之一：第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z，其中，第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z具有以下波形序列特征：第一波形序列X、第二波形序列Y以及第三波形序列Z的传输持续时间T相同，传输持续时间T与传输波形序列的波特率呈反比关系，且第一波形序列X以高电平开始并在持续时间内出现低电平，且以高电平结束，其中，第一波形序列X中出现的低电平在传输持续时间内所占的总时长不随传输波形序列的波特率的变化而变化，第二波形序列Y为在传输持续时间T内持续高电平，第三波形序列Z以低电平开始，并以高电平结束，且第三波形序列Z中出现低电平在传输持续时间T内所占的总时长不随传输波形序列的波特率的变化而变化，预设的S个电平跳变均为从高电平跳变为低电平。

步骤S12，在接收端口持续检测S个电平跳变。

其中，持续检测到的S个电平跳变均为从高电平变为低电平。

步骤S13，根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间T；

步骤S14，获取待发送数据的比特序列；

步骤S15，按照传输持续时间T发送待发送数据的比特序列对应的波形序列。

采用本实施例提供的方法，通过第一波形序列X、第二波形序列Y以及第三波形序Z列进行数据传输，该种数据传输方式中，各个波形序列的传输持续时间均为T，使数据的传输更加高效，且波形序列中的高电平在波形序列传输持续时间内所占的总时长较高，因此接收该传输数据的设备可以更好的从接收到的波形序列中获取电能。并且，通过在接收端口持续检测电平跳变，可以检测出S个电平跳变中任意两个电平跳变之间的时间间隔，并根据该时间间隔以及波形序列的特征来确定其中一个波形序列的传输持续时间T，从而确定出传输数据的相关传输参数(例如波特率)，使设备可以按照确定出的传输数据的相关参数进行数据传输，实现传输参数自适应。

以下对本发明提供的传输参数自适应的数据传输方法(步骤S11-S15)进行详细的说明：

步骤S11，获取预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征；

其中，N为正整数，S为正整数且大于1，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的各个波形序列分别为以下之一：第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z，其中，第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z具有以下波形序列特征：第一波形序列X、第二波形序列Y以及第三波形序列Z的传输持续时间T相同，传输持续时间T与传输波形序列的波特率呈反比关系，且第一波形序列X以高电平开始并在持续时间内出现低电平，且以高电平结束，其中，第一波形序列X中出现的低电平在传输持续时间内所占的总时长不随传输波形序列的波特率的变化而变化，第二波形序列Y为在传输持续时间T内持续高电平，第三波形序列Z以低电平开始，并以高电平结束，且第三波形序列Z中出现低电平在传输持续时间T内所占的总时长不随传输波形序列的波特率的变化而变化，预设的S个电平跳变均为从高电平跳变为低电平。

本实施例中，图2为本实施例提供的N个波形序列中的各个波形序列的示意图，如图2所示，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的各个波形序列分别为以下之一：第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z。举例来说，假设N＝8，那么N个波形序列中的第1个波形序列可以为第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z三者中的任意一个；N个波形序列中的第2个波形序列也可以为第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z三者中的任意一个，以此类推。但是，N个波形序列中的每个波形序列不可以全部为第二波形序列Y。其中，第一波形序列X、第二波形序列Y以及第三波形序列Z的传输持续时间相同，均为时间T。传输持续时间T与波形序列的波特率呈反比关系，即波形序列的波特率为1/T，且第一波形序列X以高电平开始并在传输持续时间T内出现低电平。本实施例中，第一波形序列X中出现的低电平在传输持续时间T内所占的总时长不随传输波形序列的波特率1/T的变化而变化，例如，第一波形序列X中出现的低电平的时长为10ns，当传输波形序列的波特率变化后，第一波形序列X中出现的低电平的时长仍为10ns。第二波形序列Y在传输持续时间T内持续高电平。第三波形序列Z以低电平开始，并以高电平结束，且第三波形序列Z中出现低电平所占的总时长不随传输波形序列的波特率1/T的变化而变化，例如，第三波形序列Z中出现的低电平的时长为10ns，当传输波形序列的波特率变化后，第三波形序列Z中出现的低电平的时长仍为10ns。由此，通信双方的发送端可以调整低电平在传输持续时间T内所占的总时长的比例，使低电平在传输持续时间T内所占的总时长的比例尽量小，从而使发送端可以更高效地为接收端供电。

在本实施例一种可选的实施方式中，第一波形序列X中出现的低电平在传输持续时间T内所占的总时长小于传输持续时间T的二分之一；和/或，第三波形序列Z中出现的低电平在传输持续时间T内所占的总时长小于传输持续时间T的二分之一。也就是说，第一波形序列X或第三波形序列Z中出现的高电平的传输持续时间要大于出现的低电平的传输持续时间。由此，可以使传输数据的发送设备可以为传输数据的接收设备供应更多的电能。

步骤S12，在接收端口持续检测S个电平跳变，其中，持续检测到的S个电平跳变均为从高电平变为低电平。由此，通过检测从高电平变为低电平的电平跳变，为后续计算一个波形序列的持续传输时间T提供基础。

步骤S13，根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间T。

在通信过程中，通信双方的接收端不能确定发送端发送数据所采用的通信速率，采用本实施例提供的方法，接收端可以在不确定发送端所采用的通信速率的情况下，来判断检测到的S个电平跳变所形成的N个波形序列是否为数据帧头。在步骤S13之前，该方法还包括：判断持续检测到的S个电平跳变中的全部的时间间隔中的每一个时间间隔是否均与预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中包含的S个电平跳变中的全部时间间隔中对应的时间间隔符合同一预设关系，如果是，则执行步骤S13。在数据传输的过程中，发送数据的设备与接收数据的设备需要约定好S个电平跳变形成的N个波形序列的波形特征，以此来表示数据传输的开始，即S个电平跳变形成的N个波形序列可以为数据帧头，该数据帧头为通信双方预先约定好的，由此，可以使通信双方中的接收端识别信号的起始，为后续根据数据帧头计算一个波形序列的持续传输时间T提供基础。

在上述实施方式中，如图3所示(图3为本实施例提供的判断电平跳变的时间间隔是否与预设的对应时间间隔符合同一预设关系的原理图)，通信双方的接收端预先设定需要接收的数据帧头中的电平跳变的时间间隔，再通过判断接收到的S个电平跳变中的全部时间间隔中的每一个时间间隔是否与预设的S个电平跳变形成的N个波形中包含的S个电平跳变中的全部的时间间隔对应的时间间隔符合同一预设关系。例如，如图3(a)所示，通信双方可以预先约定数据帧头为3个电平跳变(3个电平跳变仅指由高电平变为低电平的电平跳变)形成的3个波形序列，这3个波形序列依次为第一波形序列X、第三波形序列Z、第一波形序列X。如图3(b)所示，通信双方的接收端可以预先设定数据帧头的第1个与第2个电平跳变之间的时间间隔为t1，第2个与第3个电平跳变之间的时间间隔为t2。在接收端通过其接收端口持续检测3个电平跳变之后，如图3(c)所示，在接收端口检测到的3个电平跳变中的第1个与第2个电平跳变的时间间隔为t1’，第2个与第3个电平跳变之间的时间间隔为t2’。在端口检测到的时间间隔t1’与预先设定的时间间隔t1存在t1’＝C1×t1的关系，时间间隔t2’与预先设定的时间间隔t2存在t2’＝C2×t2的关系，当C1＝C2时，则认为持续检测到的3个电平跳变中的全部时间间隔中的每一个时间间隔(即t1’和t2’)与预设的3个电平跳变中的全部的时间间隔(即t1和t2)中对应的时间间隔符合同一预设关系。在该实施方式中，如果检测到的波形序列为数据帧头，那么即使不确定发送端发送数据时所采用的通信速率，检测到的电平跳变的每个时间间隔与其预设的电平跳变的所有时间间隔中对应的时间间隔应为同一比例，由此，接收端可以通过判断检测到的时间间隔与预设的对应时间间隔是否满足同一预设关系，来判断检测到的电平跳变所形成的波形序列是否为数据帧头，为后续根据数据帧头计算一个波形序列的持续传输时间T提供基础。

当然，上述判断检测到的时间间隔与预设的对应时间间隔是否满足同一预设关系方法不限于使用相邻的时间间隔进行判断，例如，如图3(d)所示，通信双方的接收端可以预先设定数据帧头的第1个与第2个电平跳变之间的时间间隔为t3，第1个与第3个电平跳变之间的时间间隔为t4。在接收端通过其接收端口持续检测3个电平跳变之后，如图3(e)所示，在接收端口检测到的3个电平跳变中的第1个与第2个电平跳变的时间间隔为t3’，第1个与第3个电平跳变之间的时间间隔为t4’。在端口检测到的时间间隔t3’与预先设定的时间间隔t3存在t3’＝C3×t3的关系，时间间隔t4’与预先设定的时间间隔t4存在t4’＝C4×t4的关系，当C3＝C4时，则认为持续检测到的3个电平跳变中的全部时间间隔中的每一个时间间隔(即t3’和t4’)与预设的3个电平跳变中的全部的时间间隔(即t3和t4)中对应的时间间隔符合同一预设关系，由此，接收端可以通过判断检测到的时间间隔与预设的对应时间间隔是否满足同一预设关系，来判断检测到的电平跳变所形成的波形序列是否为数据帧头。

此外，在该可选实施方式中，持续检测到的电平跳变的个数为S个，S可以为大于3的正整数。由S个电平跳变形成的N个波形序列也不限于上述举例中的XZX，形成数据帧头的N个波形序列可以包括其他组合形式的波形序列，例如XXX、ZZZ、XXZZ、ZZZZYZYZ等等，但是，形成数据帧头的N个波形序列不可以全部由第二波形序列Y组成。

在步骤S13中，S个电平跳变形成的N个波形序列为通信双方预先约定的数据帧头，其中，N为正整数，S为正整数且大于1，为了可以根据S个电平跳变形成的N个波形序列的特征以及持续检测到的S个电平跳变的任意两个电平跳变之间的时间间隔来计算出一个波形序列的传输持续时间T，N个波形序列中至少包括两次电平跳变。作为一种可选的实施方式，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列至少包括M个波形序列，该M个波形序列为预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的前M个波形序列，其中，M为正整数，且M≥2，该M个波形序列由M个第一波形序列组成；或者，该M个波形序列由M个第三波形序列组成；或者，该M个波形序列包括至少一个第一波形序列和至少一个第三波形序列。具体来说，当M＝2时，数据帧头(S个电平跳变形成的N个波形序列)的前2个波形序列的组合可以为：XX、XZ、ZX、ZZ；当M>2时，数据帧头的前M个波形序列组合为除了全部为Y之外的其他组合，即数据帧头的前M个波形序列不能为YYY、YYYY等。图4为本实施例提供的包含4个波形序列的数据帧头的示意图，如图4(a)所示，通信双方预先约定的数据帧头包括4个波形序列，即N＝4，在M＝2的情况下，数据帧头的前2个波形序列为XX、XZ、ZX、ZZ中的任意一个，即可通过数据帧头的前2个波形序列计算出传输持续时间T。以数据帧头的前2个波形序列为XZ进行举例，在数据帧头的前2个波形序列为XZ的情况下，接收端通过前2个波形序列即可计算出传输持续时间T，因此，数据帧头的4个波形序列中的后2个波形序列可以为X、Y、Z中的任意组合。例如：数据帧头可以为XZXX、XZXY、XZYZ以及如图4(a)所示的XZYY等等。下面对于传输持续时间T的计算方式进行举例说明。

例如：数据帧头为XZYY时，由于数据帧头为通信双方预先约定好的波形序列，即数据帧头中的波形序列的特征是接收端已知的，接收端已知数据帧头中的第1个波形序列为第一波形序列X，且第一波形序列X以高电平开始，并持续高电平预设时间T1后，由高电平跳变至低电平；第2个波形序列为第三波形序列Z。接收端可以在接收端口检测到第1次和第2次电平跳变之间(电平跳变仅指由高电平到低电平的电平跳变)的时间间隔τ，接收端检测到的时间间隔τ与传输持续时间T应满足τ＝T-T1。由此，接收端可以根据数据帧头的波形特征(即预设时间T1)以及S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔(即τ)计算一个波形序列的传输持续时间T，从而接收端通过数据帧头中的前M个波形序列即可确定发送端发送数据所采用的波特率(即1/T)。

再例如：数据帧头为XYXX时，如图4(b)所示，由于数据帧头为通信双方预先约定好的波形序列，即数据帧头中的波形序列的特征是接收端已知的，接收端已知数据帧头中的第1个、第3个以及第4个波形序列为第一波形序列X，第一波形序列X以高电平开始并在持续预设的时间T1后由高电平跳变至低电平；第2个波形序列为第二波形序列Y。接收端可以在接收端口检测到第1次和第2次电平跳变之间(电平跳变仅指由高电平到低电平的电平跳变)的时间间隔τ1，该检测到的时间间隔τ1与传输持续时间T应满足τ1＝(T-T1)+T+T1＝2T。由此，接收端可以根据数据帧头的波形特征(如预设的时间T1)以及S个电平跳变中的相邻的两个电平跳变之间的时间间隔(即τ1)计算一个波形序列的传输持续时间T。当然，接收端还可以根据数据帧头的波形特征以及S个电平跳变中不相邻的两个电平跳变之间的时间间隔(即τ2)计算一个波形序列的传输持续时间T。具体地，如图4(b)所示，接收端可以在接收端口检测第1次和第3次电平跳变之间的时间间隔τ2，该检测到的时间间隔τ2与传输持续时间T应满足τ2＝(T-T1)+T+T+T1＝3T。由此，接收端通过数据帧头中的前M个波形序列即可确定发送端发送数据所采用的波特率(即1/T)。

在本实施例一种可选的实施方式中，接收端在通过数据帧头中的前M个波形序列确定发送端发送数据所采用的波特率之后，可以通过以下两种方式来划分波形序列：方式一，接收端在利用前M个波形序列计算出一个波形序列的传输持续时间T之后，继续检测第M个波形序列之后的电平变化，并将每个传输持续时间T内的电平划分为一个波形序列；方式二，接收端持续检测接收端口的电平变化，直至数据传输完成，再利用计算出的一个波形序列的传输持续时间T来将检测到的所有电平划分为一个个波形序列。由此，接收端在通过数据帧头中的前M个波形序列确定发送端发送数据所采用的波特率之后，可以将持续检测到的电平变化划分为一个个波形序列，为后续步骤中将通过波形序列解析出数据比特提供基础。

在数据通信的过程中，接收端可能会受到单频干扰，从而导致接收端错误识别数据帧头，使数据难以正常传输。图5为本实施例提供的单频干扰原理以及抗干扰波形序列的示意图，如图5(a)所示，单频干扰为周期性的脉冲干扰，如果单频干扰的周期与一个波形序列的持续传输时间T相等，那么接收端可能会将单频干扰的脉冲识别为波形序列中的电平跳变。因此，为了抵御单频干扰，在本实施例一种可选的实施方式中，M个波形序列均为第一波形序列时，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，至少1个抗干扰波形序列为第二波形序列或第三波形序列；M个波形序列均为第三波形序列时，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，至少1个抗干扰波形序列为第二波形序列或第一波形序列，M为正整数且M≥2。由于单频干扰为周期性的脉冲干扰，因此，接收端可能会将单频干扰错误地识别为连续的第一波形序列X(如图5(b)所示)，或者，连续的第三波形序列Z(如图5(c)所示)，因此，在M个波形序列之后设置1个与前M个波形序列的特征不相同的波形序列，例如，当M＝3时，数据帧头可以为XXXY、XXXZ、ZZZX、ZZZY、XXXYZ等等，以XXXZ如图5(d)所示，第3次和第4次电平跳变的时间间隔为T’，且T’＝T-T1，所以T’≠T。由此，在M个波形序列后设置至少1个抗干扰波形序列，使数据帧头中相邻的电平跳变的时间间隔不都为T，从而防止接收端将单频干扰的脉冲错误地识别为波形序列的电平跳变，达到抗单频干扰的目的。

在本实施例一种可选的实施方式中，N＝8，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列依次为第三波形序列、第三波形序列、第三波形序列、第三波形序列、第二波形序列、第三波形序列、第二波形序列和第三波形序列，即通信双方预先约定的数据帧头可以为ZZZZYZYZ。

步骤S14，获取待发送数据的比特序列；

步骤S15，按照传输持续时间发送待发送数据的比特序列对应的波形序列。

在本实施例中，接收端通过步骤S13计算发送端发送数据所采用的波特率，通过步骤S14-S15将待发送数据按照计算出的波特率返回给发送端，从而使接收端发送数据所采用的波特率与发送端所采用的波特率一致，达到波特率自适应的目的。

在本实施例一种可选的实施方式中，步骤S15具体包括：以第一波形序列X表示第一数据比特，分别以第二波形序列Y和第三波形序列Z表示第二数据比特，第一数据比特为比特1和比特0中的一个，第二数据比特为比特1和比特0中的另一个；根据待发送数据的比特序列，连续发送比特序列中的比特对应的波形序列，其中，在连续发送的至少两个比特为第二数据比特时，连续发送的至少两个比特中的第一个比特对应的波形序列为第二波形序列Y，第二个比特以及后续的比特对应的波形序列为第三波形序列Z。数据通信中，待发送数据可以由1、0表示，具体地，可以以X表示1，以Y表示0或以Z表示0，比如数据1010可以由XYXY表示；或者，也可以以X表示0，以Y表示1或以Z表示1，比如数据1010可以由ZYZY表示。作为一种可选的实施方式，根据待发送数据的比特序列，连续发送比特序列中的比特对应的波形序列，具体包括：控制发送端口的电平按照比特序列中的比特对应的波形序列的波形以及波形序列的特征进行变化，以发送待发送数据。本实施例中，由于通信双方的接收端需要从发送端获取电能，发送端需要在静默态时保持高电平，并通过不同的方式跳变至低电平表示不同的波形特征，从而达到传输数据的目的，所以，通过波形序列X、Y、Z表示数据比特1、0时，需要尽可能的采用在传输持续时间T内一直保持高电平的第二波形序列Y来表示数据比特，以此达到更高的供电效率。但是，由于发送端的静默态为持续高电平，发送端无法用连续的Y来表示比特数据，以防接收端将连续的Y识别为静默态。因此，在连续发送的至少两个比特为第二数据比特时，即如果第二数据比特为1，在连续发送11、111、……11111……时，可以用波形序列YZ、YZZ、……YZZZZ……来表示数据比特；如果第二数据比特为0，在连续发送00、000、……00000……时，可以采用波形序列YZ、YZZ、……YZZZZ……来表示数据比特。

采用本实施例提供的传输参数自适应的数据传输方法，通过第一波形序列X、第二波形序列Y以及第三波形序列Z进行数据传输，该种数据传输方式中，各个波形序列的传输持续时间均为T，使数据的传输更加高效，且波形序列中的高电平在波形序列传输持续时间内所占的总时长较高，因此接收该传输数据的设备可以更好的从接收到的波形序列中获取电能。并且，通过在接收端口持续检测电平跳变，可以检测出S个电平跳变中任意两个电平跳变之间的时间间隔，并根据该时间间隔以及波形序列的特征来确定其中一个波形序列的传输持续时间T，从而确定出传输数据的相关传输参数(例如波特率)，从而使设备可以按照确定出的传输数据的相关参数进行数据传输，实现传输参数自适应。

实施例2

图6为本实施例提供的一种传输参数自适应的数据传输装置，如图6所示，该数据传输装置包括：获取模块21，用于获取预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征，其中，N为正整数，S为正整数且大于1，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的各个波形序列分别为以下之一：第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z，其中，第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z具有以下波形序列特征：第一波形序列X、第二波形序列Y以及第三波形序列Z的传输持续时间T相同，传输持续时间T与传输波形序列的波特率呈反比关系，且第一波形序列X以高电平开始并在持续时间内出现低电平，且以高电平结束，其中，第一波形序列X中出现的低电平在传输持续时间内所占的总时长不随传输波形序列的波特率的变化而变化，第二波形序列Y为在传输持续时间T内持续高电平，第三波形序列Z以低电平开始，并以高电平结束，且第三波形序列Z中出现低电平在传输持续时间T内所占的总时长不随传输波形序列的波特率的变化而变化，预设的S个电平跳变均为从高电平跳变为低电平；检测模块22，用于在接收端口持续检测S个电平跳变，其中，持续检测到的S个电平跳变均为从高电平变为低电平；持续时间识别模块23，用于根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间T；比特序列获取模块24，用于获取待发送数据的比特序列；数据发送模块25，用于按照传输持续时间T发送待发送数据的比特序列对应的波形序列。

采用本实施例提供的传输参数自适应的数据传输装置，可以通过第一波形序列、第二波形序列以及第三波形序列进行数据传输，其中，各个波形序列的传输持续时间均为T，使该装置的数据的传输更加高效，且波形序列中的高电平在波形序列传输持续时间内所占的总时长较高，因此接收该传输数据的设备可以更好的从接收到的波形序列中获取电能。并且，该数据传输装置可以在接收端口持续检测电平跳变，以检测出S个电平跳变中任意两个电平跳变之间的时间间隔，并可以根据该时间间隔以及波形序列的特征来确定其中一个波形序列的传输持续时间，从而确定出传输数据的相关传输参数(例如波特率)，由此，该装置可以按照确定出的传输数据的相关参数进行数据传输，实现传输参数自适应。

现结合图6对本实施例提供的数据传输装置的结构进行详细的说明，该数据传输装置至少包括获取模块21、检测模块22、持续时间识别模块23、比特序列获取模块24以及数据发送模块25。其中，获取模块21，用于获取预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征。本实施例中，N为正整数，S为正整数且大于1，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的各个波形序列分别为以下之一：第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z，其中，第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z具有以下波形序列特征：第一波形序列X、第二波形序列Y以及第三波形序列Z的传输持续时间T相同，，传输持续时间T与传输波形序列的波特率呈反比关系，且第一波形序列X以高电平开始并在持续时间内出现低电平，且以高电平结束，其中，第一波形序列X中出现的低电平在传输持续时间内所占的总时长不随传输波形序列的波特率的变化而变化，第二波形序列Y为在传输持续时间T内持续高电平，第三波形序列Z以低电平开始，并以高电平结束，且第三波形序列Z中出现低电平在传输持续时间T内所占的总时长不随传输波形序列的波特率的变化而变化，预设的S个电平跳变均为从高电平跳变为低电平。

本实施例中，如实施例1中所提供的图2所示，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的各个波形序列分别为以下之一：第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z。举例来说，假设N＝8，那么N个波形序列中的第1个波形序列可以为第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z三者中的任意一个；N个波形序列中的第2个波形序列也可以为第一波形序列X、第二波形序列Y和第三波形序列Z三者中的任意一个，以此类推。但是，N个波形序列中的每个波形序列不可以全部为第二波形序列Y。其中，第一波形序列X、第二波形序列Y以及第三波形序列Z的传输持续时间相同，均为时间T。传输持续时间T与波形序列的波特率呈反比关系，即波形序列的波特率为1/T，且第一波形序列X以高电平开始并在传输持续时间T内出现低电平，第一波形序列X中出现的低电平在传输持续时间T内所占的总时长不随传输波形序列的波特率1/T的变化而变化，例如，第一波形序列X中出现的低电平的时长为10ns，当传输波形序列的波特率变化后，第一波形序列X中出现的低电平的时长仍为10ns。第二波形序列Y在传输持续时间T内持续高电平。第三波形序列Z低电平开始，并以高电平结束，且第三波形序列Z中出现低电平所占的总时长不随传输波形序列的波特率1/T的变化而变化，例如，第三波形序列Z中出现的低电平的时长为10ns，当传输波形序列的波特率变化后，第三波形序列Z中出现的低电平的时长仍为10ns。由此，通信双方的发送端可以调整低电平在传输持续时间T内所占的总时长的比例，使低电平在传输持续时间T内所占的总时长的比例尽量小，从而使发送端可以更高效地为接收端供电。

在本实施例一种可选的实施方式中，第一波形序列X中出现的低电平在传输持续时间T内所占的总时长小于传输持续时间T的二分之一；和/或，第三波形序列Z中出现的低电平在传输持续时间T内所占的总时长小于传输持续时间T的二分之一。也就是说，第一波形序列X或第三波形序列Z中出现的高电平的传输持续时间要大于出现的低电平的传输持续时间。由此，可以使传输数据的发送设备可以为传输数据的接收设备供应更多的电能。

本实施例中，检测模块22，用于在接收端口持续检测S个电平跳变，其中，持续检测到的S个电平跳变均为从高电平变为低电平。由此，通过检测从高电平变为低电平的电平跳变，为后续计算一个波形序列的持续传输时间T提供基础。

本实施例中，持续时间识别模块23，用于根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间T。

在通信过程中，通信双方的接收端不能确定发送端发送数据所采用的通信速率，采用本实施例提供的数据传输装置，该装置可以在不确定发送端所采用的通信速率的情况下，来判断检测到的S个电平跳变所形成的N个波形序列是否为数据帧头。具体地，在根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间T之前，持续时间识别模块23，还用于判断持续检测到的S个电平跳变中的全部的时间间隔中的每一个时间间隔是否均与预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中包含的S个电平跳变中的全部时间间隔中对应的时间间隔符合同一预设关系，如果是，则触发执行根据预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的传输持续时间T的操作。在数据传输的过程中，发送数据的设备与该数据传输装置需要约定好S个电平跳变形成的N个波形序列的波形特征，以此来表示数据传输的开始，即S个电平跳变形成的N个波形序列可以为数据帧头，该数据帧头为通信双方预先约定好的，由此，可以使通信双方中的接收端识别信号的起始，为后续根据数据帧头计算一个波形序列的持续传输时间T提供基础。

本发明实施例1中的图3为电平跳变的时间间隔的示意图，在上述实施方式中，如图3所示，通信双方的接收端预先设定需要接收的数据帧头中的电平跳变的时间间隔，再通过判断接收到的S个电平跳变中的全部时间间隔中的每一个时间间隔是否与预设的S个电平跳变形成的N个波形中包含的S个电平跳变中的全部的时间间隔对应的时间间隔符合同一预设关系。例如，如图3(a)所示，通信双方可以预先约定数据帧头为3个电平跳变(3个电平跳变仅指由高电平变为低电平的电平跳变)形成的3个波形序列，这3个波形序列依次为第一波形序列X、第三波形序列Z、第一波形序列X。如图3(b)所示，通信双方的接收端可以预先设定数据帧头的第1个与第2个电平跳变之间的时间间隔为t1，第2个与第3个电平跳变之间的时间间隔为t2。在数据传输装置通过检测模块22在接收端口持续检测3个电平跳变之后，如图3(c)所示，在接收端口检测到的3个电平跳变中的第1个与第2个电平跳变的时间间隔为t1’，第2个与第3个电平跳变之间的时间间隔为t2’。在端口检测到的时间间隔t1’与预先设定的时间间隔t1存在t1’＝C1×t1的关系，时间间隔t2’与预先设定的时间间隔t2存在t2’＝C2×t2的关系，当C1＝C2时，则认为持续检测到的3个电平跳变中的全部时间间隔中的每一个时间间隔(即t1’和t2’)与预设的3个电平跳变中的全部的时间间隔(即t1和t2)中对应的时间间隔符合同一预设关系。在该实施方式中，如果检测到的波形序列为数据帧头，那么即使不确定发送端发送数据时所采用的通信速率，检测到的电平跳变的每个时间间隔与其预设的电平跳变的所有时间间隔中对应的时间间隔应为同一比例，由此，持续时间识别模块23可以通过判断检测到的时间间隔与预设的对应时间间隔是否满足同一预设关系，来判断检测到的电平跳变所形成的波形序列是否为数据帧头，为后续根据数据帧头计算一个波形序列的持续传输时间T提供基础。

当然，上述判断检测到的时间间隔与预设的对应时间间隔是否满足同一预设关系方法不限于使用相邻的时间间隔进行判断，例如，如图3(d)所示，通信双方的接收端可以预先设定数据帧头的第1个与第2个电平跳变之间的时间间隔为t3，第1个与第3个电平跳变之间的时间间隔为t4。在数据传输装置通过其接收端口持续检测3个电平跳变之后，如图3(e)所示，在接收端口检测到的3个电平跳变中的第1个与第2个电平跳变的时间间隔为t3’，第1个与第3个电平跳变之间的时间间隔为t4’。在端口检测到的时间间隔t3’与预先设定的时间间隔t3存在t3’＝C3×t3的关系，时间间隔t4’与预先设定的时间间隔t4存在t4’＝C4×t4的关系，当C3＝C4时，则认为持续检测到的3个电平跳变中的全部时间间隔中的每一个时间间隔(即t3’和t4’)与预设的3个电平跳变中的全部的时间间隔(即t3和t4)中对应的时间间隔符合同一预设关系，由此，接收端可以通过判断检测到的时间间隔与预设的对应时间间隔是否满足同一预设关系，来判断检测到的电平跳变所形成的波形序列是否为数据帧头。

此外，在该可选实施方式中，持续检测到的电平跳变的个数为S个，S可以为大于3的正整数。由S个电平跳变形成的N个波形序列也不限于上述举例中的XZX，形成数据帧头的N个波形序列可以包括其他组合形式的波形序列，例如XXX、ZZZ、XXZZ、ZZZZYZYZ等等，在此不对N个波形序列的组合形式进行限定，但是，形成数据帧头的N个波形序列不可以全部由第二波形序列Y组成。

本实施例中，S个电平跳变形成的N个波形序列为通信双方预先约定的数据帧头，其中，N为正整数，S为正整数且大于1，为了可以根据S个电平跳变形成的N个波形序列的特征以及持续检测到的S个电平跳变的任意两个电平跳变之间的时间间隔来计算出一个波形序列的传输持续时间T，N个波形序列中至少包括两次电平跳变。作为一种可选的实施方式，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列至少包括M个波形序列，该M个波形序列为预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的前M个波形序列，其中，M为正整数，且M≥2，该M个波形序列由M个第一波形序列组成；或者，该M个波形序列由M个第三波形序列组成；或者，该M个波形序列包括至少一个第一波形序列和至少一个第三波形序列。具体来说，当M＝2时，数据帧头(S个电平跳变形成的N个波形序列)的前2个波形序列的组合可以为：XX、XZ、ZX、ZZ；当M>2时，数据帧头的前M个波形序列组合为除了全部为Y之外的其他组合，即数据帧头的前M个波形序列不能为YYY、YYYY等。本发明实施例1中提供的图4为包含4个波形序列的数据帧头的示意图，如图4(a)所示，通信双方预先约定的数据帧头包括4个波形序列，即N＝4，在M＝2的情况下，数据帧头的前2个波形序列为XX、XZ、ZX、ZZ中的任意一个，即持续时间识别模块23可通过数据帧头的前2个波形序列计算出传输持续时间T。以数据帧头的前2个波形序列为XZ进行举例，在数据帧头的前2个波形序列为XZ的情况下，该数据传输装置中的持续时间识别模块23通过前2个波形序列即可计算出传输持续时间T，因此，数据帧头的4个波形序列中的后2个波形序列可以为X、Y、Z中的任意组合。例如：数据帧头可以为XZXX、XZXY、XZYZ以及如图4(a)所示的XZYY等等。下面对于传输持续时间T的计算方式进行举例说明。

例如：数据帧头为XZYY时，由于数据帧头为通信双方预先约定好的波形序列，即数据帧头中的波形序列的特征是该数据传输装置已知的，该数据传输装置已知数据帧头中的第1个波形序列为第一波形序列X，且第一波形序列X以高电平开始，并持续高电平预设时间T1后，由高电平跳变至低电平；第2个波形序列为第三波形序列Z。持续时间识别模块23可以通过检测模块22在接收端口检测到的第1次和第2次电平跳变计算该电平跳变之间(电平跳变仅指由高电平到低电平的电平跳变)的时间间隔τ，持续时间识别模块23检测到的时间间隔τ与传输持续时间T应满足τ＝T-T1。由此，持续时间识别模块23可以根据数据帧头的波形特征(即预设时间T1)以及S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔(即τ)计算一个波形序列的传输持续时间T，从而接收端通过数据帧头中的前M个波形序列即可确定发送端发送数据所采用的波特率(即1/T)。

再例如：数据帧头为XYXX时，如图4(b)所示，由于数据帧头为通信双方预先约定好的波形序列，即数据帧头中的波形序列的特征是该数据传输装置已知的，该数据传输装置已知数据帧头中的第1个、第3个以及第4个波形序列为第一波形序列X，第一波形序列X以高电平开始并在持续预设的时间T1后由高电平跳变至低电平；第2个波形序列为第二波形序列Y，其中，a为预设的占空比系数。持续时间识别模块23可以通过检测模块22在接收端口检测到的第1次和第2次电平跳变计算该电平跳变之间(电平跳变仅指由高电平到低电平的电平跳变)的时间间隔τ1，该检测到的时间间隔τ1与传输持续时间T应满足τ1＝(T-T1)+T+T1＝2T。由此，持续时间识别模块23可以根据数据帧头的波形特征(如预设的时间T1)以及S个电平跳变中的相邻的两个电平跳变之间的时间间隔(即τ1)计算一个波形序列的传输持续时间T。当然，持续时间识别模块23还可以根据数据帧头的波形特征以及S个电平跳变中不相邻的两个电平跳变之间的时间间隔(即τ2)计算一个波形序列的传输持续时间T。具体地，如图4(b)所示，持续时间识别模块23可以通过检测模块22在接收端口检测的第1次和第3次电平跳变计算该电平跳变之间的时间间隔τ2，该检测到的时间间隔τ2与传输持续时间T应满足τ2＝(T-T1)+T+T+T1＝3T。由此，持续时间识别模块23可以通过数据帧头中的前M个波形序列即可确定发送端发送数据所采用的波特率(即1/T)。

在本实施例一种可选的实施方式中，该数据传输装置在通过数据帧头中的前M个波形序列确定发送端发送数据所采用的波特率之后，可以通过以下两种方式来划分波形序列：方式一，数据传输装置在利用前M个波形序列计算出一个波形序列的传输持续时间T之后，利用其检测模块22继续检测第M个波形序列之后的电平变化，并利用其持续时间识别模块23将每个传输持续时间T内的电平划分为一个波形序列；方式二，该数据传输装置的检测模块22持续检测接收端口的电平变化，直至数据传输完成，持续时间识别模块23计算出的一个波形序列的传输持续时间T来将检测到的所有电平划分为一个个波形序列。由此，该数据传输装置在通过数据帧头中的前M个波形序列确定发送端发送数据所采用的波特率之后，可以将持续检测到的电平变化划分为一个个波形序列，为后续步骤中将通过波形序列解析出数据比特提供基础。

在数据通信的过程中，该数据传输装置可能会受到单频干扰，从而导致接收端错误识别数据帧头，使数据难以正常传输。本发明实施例1所提供的图5为单频干扰原理以及抗干扰波形序列的示意图，如图5(a)所示，单频干扰为周期性的脉冲干扰，如果单频干扰的周期与一个波形序列的持续传输时间T相等，那么接收端可能会将单频干扰的脉冲识别为波形序列中的电平跳变。因此，为了抵御单频干扰，在本实施例一种可选的实施方式中，M个波形序列均为第一波形序列时，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，至少1个抗干扰波形序列为第二波形序列或第三波形序列；M个波形序列均为第三波形序列时，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，至少1个抗干扰波形序列为第二波形序列或第一波形序列，M为正整数且M≥2。由于单频干扰为周期性的脉冲干扰，因此，接收端可能会将单频干扰错误地识别为连续的第一波形序列X(如图5(b)所示)，或者，连续的第三波形序列Z(如图5(c)所示)，因此，在M个波形序列之后设置1个与前M个波形序列的特征不相同的波形序列，例如，当M＝3时，数据帧头可以为XXXY、XXXZ、ZZZX、ZZZY、XXXYZ等等，以XXXZ如图5(d)所示，第3次和第4次电平跳变的时间间隔为T’，且T’＝T-T1+T2，由于第一预设时间T1与第二预设时间T2不相等，所以T’≠T。由此，在M个波形序列后设置至少1个抗干扰波形序列，使数据帧头中相邻的电平跳变的时间间隔不都为T，从而防止接收端将单频干扰的脉冲错误地识别为波形序列的电平跳变，达到抗单频干扰的目的。

在本实施例一种可选的实施方式中，N＝8，预设的S个电平跳变形成的N个波形序列依次为第三波形序列、第三波形序列、第三波形序列、第三波形序列、第二波形序列、第三波形序列、第二波形序列和第三波形序列，即通信双方预先约定的数据帧头可以为ZZZZYZYZ。

本实施例中，比特序列获取模块24，用于获取待发送数据的比特序列；数据发送模块25，用于按照传输持续时间T发送待发送数据的比特序列对应的波形序列。其中，该数据传输装置利用其持续时间识别模块23计算发送端发送数据所采用的波特率，通过比特序列获取模块24以及数据发送模块25将待发送数据按照计算出的波特率返回给发送端，从而使该数据传输装置发送数据所采用的波特率与发送端所采用的波特率一致，达到波特率自适应的目的。

在本实施例一种可选的实施方式中，数据发送模块25，用于按照传输持续时间T发送待发送数据的比特序列对应的波形序列，包括：数据发送模块25，用于以第一波形序列X表示第一数据比特，分别以第二波形序列Y和第三波形序列Z表示第二数据比特，第一数据比特为比特1和比特0中的一个，第二数据比特为比特1和比特0中的另一个；根据待发送数据的比特序列，连续发送比特序列中的比特对应的波形序列，其中，在连续发送的至少两个比特为第二数据比特时，连续发送的至少两个比特中的第一个比特对应的波形序列为第二波形序列Y，第二个比特以及后续的比特对应的波形序列为第三波形序列Z。数据通信中，待发送数据可以由1、0表示，具体地，可以以X表示1，以Y表示0或以Z表示0，比如数据1010可以由XYXY表示；或者，也可以以X表示0，以Y表示1或以Z表示1，比如数据1010可以由ZYZY表示。作为一种可选的实施方式，根据待发送数据的比特序列，连续发送比特序列中的比特对应的波形序列，具体包括：控制发送端口的电平按照比特序列中的比特对应的波形序列的波形以及波形序列的特征进行变化，以发送待发送数据。本实施例中，由于通信双方的接收端需要从发送端获取电能，发送端需要在静默态时保持高电平，并通过不同的方式跳变至低电平表示不同的波形特征，从而达到传输数据的目的，所以，通过波形序列X、Y、Z表示数据比特1、0时，需要尽可能的采用在传输持续时间T内一直保持高电平的第二波形序列Y来表示数据比特，以此达到更高的供电效率。但是，由于发送端的静默态为持续高电平，发送端无法用连续的Y来表示比特数据，以防接收端将连续的Y识别为静默态。因此，在连续发送的至少两个比特为第二数据比特时，即如果第二数据比特为1，在连续发送11、111、……11111……时，可以用波形序列YZ、YZZ、……YZZZZ……来表示数据比特；如果第二数据比特为0，在连续发送00、000、……00000……时，可以采用波形序列YZ、YZZ、……YZZZZ……来表示数据比特。

采用本实施例提供的传输参数自适应的数据传输装置，通过第一波形序列X、第二波形序列Y以及第三波形序列Z进行数据传输，该种数据传输方式中，各个波形序列的传输持续时间均为T，使数据的传输更加高效，且波形序列中的高电平在波形序列传输持续时间内所占的总时长较高，因此接收该传输数据的设备可以更好的从接收到的波形序列中获取电能。并且，通过检测模块22在接收端口持续检测电平跳变，持续时间识别模块23可以检测出S个电平跳变中任意两个电平跳变之间的时间间隔，并根据该时间间隔以及波形序列的特征来确定其中一个波形序列的传输持续时间T，从而确定出传输数据的相关传输参数(例如波特率)，从而使数据传输装置可以按照确定出的传输数据的相关参数进行数据传输，实现传输参数自适应。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (14)

1.一种传输参数自适应的数据传输方法，其特征在于，包括：

获取预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征，其中，N为正整数，S为正整数且大于1，所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的各个波形序列分别为以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，其中，所述第一波形序列、所述第二波形序列和所述第三波形序列具有以下波形序列特征：所述第一波形序列、所述第二波形序列以及所述第三波形序列的传输持续时间相同，所述传输持续时间与传输所述第一波形序列的波特率、所述第二波形序列的波特率以及所述第三波形序列的波特率呈反比关系，且所述第一波形序列以高电平开始并在传输持续时间内出现低电平，且以高电平结束，在所述传输持续时间内仅出现一次由高电平跳变为低电平的电平跳变，其中，所述第一波形序列中出现的低电平在所述传输持续时间内所占的总时长不随传输所述第一波形序列的波特率的变化而变化，所述第二波形序列为在所述传输持续时间内持续高电平，所述第三波形序列以低电平开始，并以高电平结束，在所述传输时间内仅出现一次高电平变为低电平的跳变，且所述第三波形序列中出现低电平在所述传输持续时间内所占的总时长不随传输所述第三波形序列的波特率的变化而变化，所述预设的S个电平跳变均为从高电平跳变为低电平；

在接收端口持续检测S个电平跳变，其中，持续检测到的所述S个电平跳变均为从高电平变为低电平；

根据所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的所述S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的所述传输持续时间；

获取待发送数据的比特序列；

以所述第一波形序列表示第一数据比特，分别以所述第二波形序列或所述第三波形序列表示第二数据比特，所述第一数据比特为比特1和比特0中的一个，所述第二数据比特为所述比特1和比特0中的另一个；

根据所述待发送数据的比特序列，按照所述传输持续时间连续发送所述比特序列中的比特对应的波形序列，其中，在连续发送的至少两个比特为所述第二数据比特时，所述连续发送的至少两个比特中的第一个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，第二个比特以及后续的比特对应的波形序列为所述第三波形序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述根据所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的所述S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的所述传输持续时间之前，所述方法还包括：

判断所述持续检测到的所述S个电平跳变中的全部的时间间隔中的每一个时间间隔是否均与所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中包含的S个电平跳变中的全部的时间间隔中对应的时间间隔符合同一预设关系，如果是，则执行所述根据所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的所述S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的所述传输持续时间的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述波形序列特征还包括：

所述第一波形序列中出现的低电平在所述传输持续时间内所占的总时长小于所述传输持续时间的二分之一；

和/或，

所述第三波形序列中出现的低电平在所述传输持续时间内所占的总时长小于所述传输持续时间的二分之一。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列至少包括M个波形序列，所述M个波形序列为所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的前M个波形序列，其中，M为正整数，且M≥2，所述M个波形序列由M个所述第一波形序列组成；或者，

所述M个波形序列由M个所述第三波形序列组成；或者，

所述M个波形序列包括至少一个所述第一波形序列和至少一个所述第三波形序列。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述M个波形序列均为所述第一波形序列时，所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在所述M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，所述至少1个抗干扰波形序列为所述第二波形序列或所述第三波形序列；

所述M个波形序列均为所述第三波形序列时，所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在所述M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，所述至少1个抗干扰波形序列为所述第二波形序列或所述第一波形序列。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

N＝8，所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列依次为所述第三波形序列、所述第三波形序列、所述第三波形序列、所述第三波形序列、所述第二波形序列、所述第三波形序列、所述第二波形序列和所述第三波形序列。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据所述待发送数据的比特序列，连续发送所述比特序列中的比特对应的波形序列，包括：

控制发送端口的电平按照所述比特序列中的比特对应的波形序列的波形以及所述波形序列特征进行变化，以发送所述待发送数据。

8.一种传输参数自适应的数据传输装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征，其中，N为正整数，S为正整数且大于1，所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的各个波形序列分别为以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，其中，所述第一波形序列、所述第二波形序列和所述第三波形序列具有以下波形序列特征：所述第一波形序列、所述第二波形序列以及所述第三波形序列的传输持续时间相同，所述传输持续时间与传输所述第一波形序列的波特率、所述第二波形序列的波特率以及所述第三波形序列的波特率呈反比关系，且所述第一波形序列以高电平开始并在持续时间内出现低电平，且以高电平结束，在所述传输持续时间内仅出现一次由高电平变为低电平的电平跳变，其中，所述第一波形序列中出现的低电平在所述传输持续时间内所占的总时长不随传输所述第一波形序列的波特率的变化而变化，所述第二波形序列为在所述传输持续时间内持续高电平，所述第三波形序列以低电平开始，并以高电平结束，且所述第三波形序列中出现低电平在所述第三传输持续时间内所占的总时长不随传输所述波形序列的波特率的变化而变化，所述预设的S个电平跳变均为从高电平跳变为低电平；

检测模块，用于在接收端口持续检测S个电平跳变，其中，持续检测到的所述S个电平跳变均为从高电平变为低电平；

持续时间识别模块，用于根据所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的所述S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的所述传输持续时间；

比特序列获取模块，用于获取待发送数据的比特序列；

数据发送模块，用于以所述第一波形序列表示第一数据比特，分别以所述第二波形序列或所述第三波形序列表示第二数据比特，所述第一数据比特为比特1和比特0中的一个，所述第二数据比特为所述比特1和比特0中的另一个；根据所述待发送数据的比特序列，按照所述传输持续时间连续发送所述比特序列中的比特对应的波形序列，其中，在连续发送的至少两个比特为所述第二数据比特时，所述连续发送的至少两个比特中的第一个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，第二个比特以及后续的比特对应的波形序列为所述第三波形序列。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

在所述根据所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的所述S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的所述传输持续时间之前，

所述持续时间识别模块，还用于判断所述持续检测到的所述S个电平跳变中的全部的时间间隔中的每一个时间间隔是否均与所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中包含的S个电平跳变中的全部的时间间隔中对应的时间间隔符合同一预设关系，如果是，触发执行所述根据所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列的波形序列特征以及持续检测到的所述S个电平跳变中的任意两个电平跳变之间的时间间隔计算一个波形序列的所述传输持续时间的操作。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，

所述波形序列特征还包括：

所述第一波形序列中出现的低电平在所述传输持续时间内所占的总时长小于所述传输持续时间的二分之一；

和/或，

所述第三波形序列中出现的低电平在所述传输持续时间内所占的总时长小于所述传输持续时间的二分之一。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列至少包括M个波形序列，所述M个波形序列为所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列中的前M个波形序列，其中，M为正整数，且M≥2，所述M个波形序列由M个所述第一波形序列组成；或者，

所述M个波形序列由M个所述第三波形序列组成；或者，

所述M个波形序列包括至少一个所述第一波形序列和至少一个所述第三波形序列。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述M个波形序列均为所述第一波形序列时，所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在所述M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，所述至少1个抗干扰波形序列为所述第二波形序列或所述第三波形序列；

所述M个波形序列均为所述第三波形序列时，所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列还包括：在所述M个波形序列之后的至少1个抗干扰波形序列，其中，所述至少1个抗干扰波形序列为所述第二波形序列或所述第一波形序列。

13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

N＝8，所述预设的S个电平跳变形成的N个波形序列依次为所述第三波形序列、所述第三波形序列、所述第三波形序列、所述第三波形序列、所述第二波形序列、所述第三波形序列、所述第二波形序列和所述第三波形序列。

14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述根据所述待发送数据的比特序列，连续发送所述比特序列中的比特对应的波形序列，包括：

控制发送端口的电平按照所述比特序列中的比特对应的波形序列的波形以及所述波形序列特征进行变化，以发送所述待发送数据。

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