CN107404366B - 数据发送方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数据发送方法和装置，其中方法包括：获取待发送数据的比特序列；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，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，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。通过本发明的数据发送方法，设备可以获取到尽可能多的电能，在不影响数据传输效率的前提下，提高供电效率。

Description

数据发送方法和装置

技术领域

本发明涉及一种电子技术领域，尤其涉及一种数据发送方法和装置。

背景技术

通信双方在有线的电连接的场合下，发送方和接收方之间可以通过电平高低的变化来传输数据，即，发送方可以控制两者之间的电平来控制信号的发送。此时，由于两者之间必然维持有高电平的情形，则此时一方可以利用该高电平为自身进行充电，从而实现通信的同时还能充电的目的。然而，在现有技术中，通常直接采用高电平和低电平来表示比特1或比特0的编码方式，即，发送方要发送比特1时，该线路上的电平维持为高电平；发送方要发送比特0时，该线路上的电平维持为低电平。此时在发送比特1或比特0时必然有一个利用低电平来表示的比特，一般低电平是电平为0或者很小的电压值，一般无法达到充电的目的。可见，现有技术的编码方式中存在充电效率低的问题。

此外，在现有的某些信号传输技术中虽然不采用高电平和低电平来表示比特1或比特0的编码方式，而改为采用利用不同的时间间隔区分不同的比特值，例如，比特00用T+t1表示，比特01用T+t2表示，比特10用T+t3表示，比特11用T+t4表示，采用该现有的信号传输技术，传输不同的比特值所需的时长较长，数据比特的编码效率较低，增加了发送方和接收方的负担及成本。

发明内容

本发明旨在解决上述问题之一。

本发明的主要目的在于提供一种数据发送方法。

本发明的另一目的在于提供一种数据发送装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的方案1提供一种数据发送方法，包括：获取待发送数据的比特序列；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；其中，所述波形序列包括以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，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和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，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；其中，所述波形序列的特征包括：所述第一波形序列的持续时间、所述第二波形序列的持续时间以及所述第三波形序列的持续时间相同，所述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所述持续时间内出现低电平，其中，所述第一波形序列中出现的低电平在所述持续时间内所占的总时长不随所述波形序列的波特率的变化而变化，所述第二波形序列在所述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的低电平在所述持续时间内所占的总时长不随所述波形序列的波特率的变化而变化。

方案2、根据方案1所述的方法，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的特征进行变化，以发送所述待发送数据。

方案3、根据方案1或2所述的方法，所述波形序列的特征还包括：所述第一波形序列中出现的低电平在所述持续时间内所占的总时长小于所述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持续时间内所占的总时长小于所述持续时间的二分之一。

方案4、根据方案1至3任一项所述的方法，所述波形序列的特征还包括：所述第三波形序列以低电平开始且在所述持续时间内仅出现一次由低电平变为高电平的电平跳变，并以高电平结束；所述第一波形序列以高电平开始并在所述持续时间内仅出现一次由高电平变为低电平的电平跳变，并以低电平结束；或者，所述第一波形序列以高电平开始并在所述持续时间内仅一次由高电平变为低电平的电平跳变，并以高电平结束。

方案5、根据方案1至4中任一项所述的方法，所述待发送数据的比特序列依次包括：数据帧头、传输数据以及数据帧尾，所述数据帧头至少包括1个比特，所述数据帧头的第1个比特对应的波形序列为所述第三波形序列或者所述第一波形序列。

方案6、根据方案1至4中任一项所述的方法，所述待发送数据的比特序列依次包括：数据帧头、传输数据以及数据帧尾，所述数据帧头至少包括M个比特，M为正整数且M≥2；其中，所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第一波形序列组成；或所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第三波形序列组成；或所述数据帧头的前M个比特对应的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。

方案7、根据方案6所述的方法，所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第一波形序列组成时，所述数据帧头还包括：在所述数据帧头的前M个比特之后的至少1个抗干扰比特，其中，所述至少1个抗干扰比特对应的波形序列为所述第二波形序列或所述第三波形序列；所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第三波形序列组成时，所述数据帧头还包括：在所述数据帧头的前M个比特之后的至少1个抗干扰比特，其中，所述至少1个抗干扰比特对应的波形序列为所述第二波形序列或所述第一波形序列。

方案8、根据方案5至7中任一项所述的方法，所述数据帧头包括8个比特，所述8个比特对应的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。

方案9、根据方案5至8中任一项所述的方法，所述数据帧尾包括2个比特，其中：所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，或者，所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第三波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，或者，所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第一波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第三波形序列。

方案10、根据方案5至9中任一项所述的方法，所述传输数据至少包括：至少1字节的标记位，其中，所述标记位至少包括：至少1比特的报文类型位。

本发明的方案11提供一种数据发送装置，包括获取模块和发送模块，其中：所述获取模块，用于获取待发送数据的比特序列；所述发送模块，用于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，其中，所述波形序列包括以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，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和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，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；其中，波形序列的特征包括：所述第一波形序列的持续时间、所述第二波形序列的持续时间以及所述第三波形序列的持续时间相同，所述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所述持续时间内出现低电平，其中，所述第一波形序列中出现的低电平在所述持续时间内所占的总时长不随所述波形序列的波特率的变化而变化，所述第二波形序列在所述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的低电平在所述持续时间内所占的总时长不随所述波形序列的波特率的变化而变化。

方案12、根据方案11所述的装置，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的特征进行变化，以发送所述待发送数据。

方案13、根据方案11或12所述的装置，所述波形序列的特征还包括：所述第一波形序列中出现的低电平在所述持续时间内所占的总时长小于所述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持续时间内所占的总时长小于所述持续时间的二分之一。

方案14、根据方案11至13任一项所述的装置，所述波形序列的特征还包括：所述第三波形序列以低电平开始且在所述持续时间内仅出现一次由低电平变为高电平的电平跳变，并以高电平结束；所述第一波形序列以高电平开始并在所述持续时间内仅出现一次由高电平变为低电平的电平跳变，并以低电平结束；或者，所述第一波形序列以高电平开始并在所述持续时间内仅一次由高电平变为低电平的电平跳变，并以高电平结束。

方案15、根据方案11至14中任一项所述的装置，所述待发送数据的比特序列依次包括：数据帧头、传输数据以及数据帧尾，所述数据帧头至少包括1个比特，所述数据帧头的第1个比特对应的波形序列为所述第三波形序列或者所述第一波形序列。

方案16、根据方案11至14中任一项所述的装置，所述待发送数据的比特序列依次包括：数据帧头、传输数据以及数据帧尾，所述数据帧头至少包括M个比特，M为正整数且M≥2；其中，所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第一波形序列组成；或所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第三波形序列组成；或所述数据帧头的前M个比特对应的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。

方案17、根据方案16所述的装置，所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第一波形序列组成时，所述数据帧头还包括：在所述数据帧头的前M个比特之后的至少1个抗干扰比特，其中，所述至少1个抗干扰比特对应的波形序列为所述第二波形序列或所述第三波形序列；所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第三波形序列组成时，所述数据帧头还包括：在所述数据帧头的前M个比特之后的至少1个抗干扰比特，其中，所述至少1个抗干扰比特对应的波形序列为所述第二波形序列或所述第一波形序列。

方案18、根据方案15至17中任一项所述的装置，所述数据帧头包括8个比特，所述8个比特对应的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。

方案19、根据方案15至18中任一项所述的装置，所述数据帧尾包括2个比特，其中：所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，或者，所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第三波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，或者，所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第一波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第三波形序列。

方案20、根据方案15至19中任一项所述的装置，所述传输数据至少包括：至少1字节的标记位，其中，所述标记位至少包括：至少1比特的报文类型位。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供了一种数据发送方法和装置，通过本发明的数据发送方法，当数据发送方在向数据接收方传输数据时，采用三种波形序列来表示数据比特1和0，且其中第二波形序列一直持续在高电平，另外两种波形序列也维持一定时间的高电平，从而能够使得待发送数据的比特序列对应的波形序列中维持在高电平的时间尽可能长，使得数据发送方和数据接收方之间尽可能以高电平连接，方便数据发送方或数据接收方中其中一个作为从设备时从主设备获取到尽可能多的电能，在不影响数据传输效率的前提下，提高供电效率。此外，在本发明中，不同的波形序列的传输持续时间相同，即均以T来传输一个比特，相比与现有技术中需要用不同的时间间隔来传输一个比特值的方式，本发明传输一个比特所需的时间更短，因此，编码效率更高，降低了发送方和接收方的成本及负担。

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提供的数据发送方法的流程图；

图2为本发明实施例1提供的一个数据帧的示意图；

图3为本发明实施例1提供的三种波形序列的波形特征图；

图4为本发明实施例1提供的第一波形序列X的示意图；

图5为本发明实施例1提供的一种数据帧头格式示意图；

图6是本发明实施例1提供的数据接收方法的流程图；

图7是本发明实施例1提供的一个具体实施应用图；

图8为本发明实施例2提供的一种数据发送装置结构示意图；

图9为本发明实施例2提供的一种数据接收装置结构示意图；

图10为本发明实施例2提供的一种数据传输系统结构示意图。

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。

本发明基于一种数据传输系统，该数据传输系统包括数据发送方和数据接收方，数据发送方和数据接收方之间通过有线连接，数据发送方通过电平的变化来向数据接收方发送要发送的信息，数据接收方通过检测或感应电平的变化来接收信息。数据发送方和数据接收方可以是一对主从设备，例如，数据发送方为主设备，数据接收方为从设备，当然，数据发送方也可以是从设备而数据接收方为主设备。主设备和从设备之间通过有线数据线进行连接，当主设备和从设备之间连接后不传输数据时，则主设备和从设备始终维持高电平连接，主设备可以通过有线连接提供的高电平为从设备供电；当主设备和从设备连接后进行数据传输时，可以根据数据所采用的波形序列控制发送端口的电平产生高低电平的变化，而且，在数据所采用的波形序列中出现持续高电平的时间内，从设备仍然可以从主设备获得电能。本发明还限定了数据发送方和数据接收方之间收发数据所采用的波形序列，具体在实施例中体现。

实施例1

本实施例提供一种数据发送方法，如图1所示，包括：

步骤S101，获取待发送数据的比特序列。

具体来说，当数据发送方需要传输数据时，其通过自身生成或者通过接收外部设备发送过来的待发送数据，将待发送数据转换为待发送数据对应的比特序列，也可以直接接收外部设备发送过来的待发送数据的比特序列。该待发送数据可以是数据发送方要发送的数据帧，待发送数据的比特序列可以包括：数据帧头、传输数据以及数据帧尾等信息。如图2所示是一个待发送数据比特序列的示例(即一个数据帧)，其中包括数据帧头SOF、n个字节的传输数据、数据帧尾EOF，其中数据帧头SOF和数据帧尾EOF可以是每次通信均约定好的固定位数的比特串，而n个字节的传输数据根据传输内容、报文类型的不同而不同。关于数据帧头SOF和数据帧尾EOF在后面有详细介绍。

在本发明的一个可选实施方式中，在待发送数据的比特序列中(即一个数据帧)的传输数据中可以至少包括：至少1字节的标记位，其中，标记位至少包括：至少1比特的报文类型位。具体来说，待发送数据可以是不同类型的报文，可以是包含请求或者响应命令的报文，也可以是包含要传输的数据的报文，例如ATR、ACK、PKT等报文。每个传输数据的数据包长可以是固定值，根据不同的寄存器可对该固定值进行调配，可以默认为每个传输数据的数据包长为64字节，最长可以将每个传输数据的数据包长固定为256字节，当然，在具体的传输中，最后一个传输数据包的长度可以小于默认长度。传输数据中的标记位用于标记该传输数据的特征，该1字节的标记位可以位于传输数据的第1字节(如图2中的Byte 0位置)，可以包括标识传输数据的信息特征的比特位，例如包括数据发送者、报文类型等特征的比特位，以便数据接受方通过标记位获得传输数据的信息，有利于数据的接收和解析。

此外，在一种可选的实施方式中，待传输数据中的最后两个字节Byte_n-1,Byte_n可以作为CRC冗余校验位，可以利用该校验位对接收数据帧的比特序列进行校验，以便检测或校验接收的数据是否出现错误。

以下，对传输数据中标记位、报文类型等做简单示例，本发明并不局限于此。

传输数据中的标记位可以包括8bit，该8bit具体可以如表1所示，但并不局限于此。

表1

Bit7	Bit[6:4]	Bit[3:0]
			Device_type	Rev	Packet_type

其中，Device_type:代表该数据发送方，可以用1代表主设备Host，0代表从设备Device，当然也可以用1代表从设备Device，用0代表主设备Host，以便于数据接收方在接收到数据后通过分析工具可区分数据是主设备还是从设备发出的。Rev为缺省数据，Packet_type：代表报文类型，表2示出了可能涉及的报文类型，但并不局限于此。

表2

Packet_type	报文描述
		0001B	ATR
0010B	ACK
		0011B	NAK
0100B	PKT

其中：ATR代表参数获取报文，主设备识别到从设备的接入后，向从设备发送ATR报文，从设备在收到ATR报文后需立即做出响应，响应报文类型仍为ATR，并携带参数信息。ATR报文可以只包含1字节的标记位和2字节的CRC校验位(例如图2中EOF前两个字节)。

ACK代表响应报文，即表示数据接收成功的响应报文，ACK报文可以包含1字节的标记位和2字节的CRC校验位。

NAK代表设备未准备好(或数据接收失败)的响应报文，例如，在数据接收错误或者数据丢包等情况下，接收方会向发送方返回NAK报文，NAK报文可以包含1字节的标记位和2字节的CRC校验位。

PKT代表数据报文，即该报文就是正常的数据报文，当要传输的为数据时，8bit的标记位格式如表3所示。从表3中可以看出，数据报文PKT的标记位中不仅包括了标识设备类型、数据包类型等字段，还包含了显示该数据包是否为本次发送的最后一个包的字段，例如，如果该数据包为本次发送的最后一个包，则bit5为“Last”。

表3

步骤S102，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，波形序列包括以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列。其中，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，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。

其中，波形序列的特征包括：第一波形序列的持续时间、第二波形序列的持续时间以及第三波形序列的持续时间相同，持续时间与传输波形序列的波特率呈反比关系，且第一波形序列以高电平开始并在持续时间内出现低电平，其中，第一波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长不随波形序列的波特率的变化而变化，第二波形序列在持续时间内持续高电平，第三波形序列以低电平开始，并以高电平结束，且第三波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长不随波形序列的波特率的变化而变化。

在具体的实施方式中，三种波形序列具有不同的波形特征，以便区分开来，有利于接收方检测到数据。但三种波形序列均具有相同的持续时间T，其中，波形序列的持续时间T与传输数据的波特率呈反比关系，可以用于确定数据传输的波特率(即波特率为1/T)。在本实施例中给出三种波形序列(在后面将以X表示第一波形序列、Y表示第二波形序列、Z表示第三波形序列)的波形特征图，如图3(a)和(b)所示，第一波形序列X以高电平开始，在持续一段时间(T1)的高电平后跳变到低电平，该持续高电平的时间(T1)可以是固定的，也可以是不固定的，也可以根据每次传输而固定。其中，第一波形序列X中出现的低电平在持续时间内所占的总时长不随波形序列的波特率的变化而变化，即第一波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长与波形序列的波特率和持续时间均没有对应的线性变化关系，例如，在一次传输过程中，第一波形序列中出现的低电平的持续时长是一个固定时长。如图3(c)所示，该第二波形序列Y在持续时间内持续高电平，即该第二波形序列Y在持续时间内不产生跳变。如图3(d)和(e)所示，第三波形序列Z以低电平开始，且第三波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长不随波形序列的波特率的变化而变化。其中，第三波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长不随波形序列的波特率的变化而变化，即第三波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长与波形序列的波特率和持续时间均没有对应的线性变化关系，即，在一次传输过程中，第三波形序列中出现的低电平(T2)的持续时长是一个固定时长，该固定时长与波特率没有线性关系。

在数据发送方需要向数据接收方发送数据时，在要发送的传输数据的比特序列中，一般会出现比特1和0，在发送待发送数据的比特序列时，如果以第一波形序列X表示比特1，以第二波形序列Y表示比特0，则基于前述波形序列的特征可知，当遇到连续的至少两个比特0时，由于第二波形序列Y是持续的高电平，如果仅用第二波形序列Y表示比特0时，则可能无法区分该数据比特0是数据传输的结束还是正常数据。因此，在本发明中通过三种波形序列来表示待发送数据的比特序列，分别以三种波形序列来表示比特1和比特0，具体来说有以下两种表示方式：

方式一、以第一波形序列表示比特1，以第二波形序列或第三波形序列来表示比特0，也就是说，当传输数据中出现比特1时，则采用第一波形序列来表示，当传输数据中出现比特0时，则可能采用第二波形序列或者采用第三波形序列来表示，具体采用第二波形序列还是采用第三波形序列，则需要根据比特序列中比特0出现的位置而决定而并非只采用第二波形序列或第三波形序列中的一个来传输。基于方式一的规则，在发送连续至少两个比特0时，第一个出现的比特0用第二波形序列Y来表示，紧随其后出现的比特0全部都用第三波形序列Z表示。例如，当要传输的数据为1011001000时，则相应的波形序列应当为XYXXYZXYZZ。

方式二、以第一波形序列表示比特0，以第二波形序列或第三波形序列来表示比特1，也就是说，当传输数据中出现比特0时，则采用第一波形序列来表示，当传输数据中出现比特1时，则可能采用第二波形序列或者采用第三波形序列来表示，具体采用第二波形序列还是采用第三波形序列，则需要根据比特序列中比特1出现的位置而决定采用第二波形序列还是第三波形序列，而并非只采用第二波形序列或第三波形序列中的一个来传输。基于方式二的规则，在发送连续至少两个比特1时，第一个出现的比特1用第二波形序列Y来表示，紧随其后出现的比特1全部都用第三波形序列Z表示。例如，当要传输的数据为1011001000时，则相应的波形序列应当为YXYZXXYXXX。

需要注意的是，在本发明中单出现“电平跳变”或“跳变”的场合，如果没有其他相反的说明，均特指从高电平跳变到低电平，在实际的波形中可以表现为一个下降沿。在本申请有时也直接以“下降沿跳变”表示。而在本发明中如果涉及到电平由低变化到高，则不直接称为电平跳变。

通过本发明的数据传输方法，当数据发送方在向数据接收方传输数据时，采用三种波形序列来表示数据比特1和0，且其中第二波形序列一直持续在高电平，另外两种波形序列也维持一定时间的高电平，从而能够使得待发送数据的比特序列对应的波形序列中维持在高电平的时间尽可能长，使得数据发送方和数据接收方之间尽可能以高电平连接，方便数据发送方或数据接收方中其中一个作为从设备时从主设备获取到尽可能多的电能，在不影响数据传输效率的前提下，提高供电效率。此外，在本实施例中，不同的波形序列的传输持续时间相同，即均以T来传输一个比特，相比与现有技术中需要用不同的时间间隔来传输一个比特值的方式，本实施例提供的方法传输一个比特所需的时间更短，因此，编码效率更高，降低了发送方和接收方的成本及负担。

在本发明的一个可选实施方式中，当确定了待发送数据的比特序列后，需要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时，数据发送方可以通过控制发送端口的电平按照比特序列中的比特对应的上述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。具体来说，数据发送方可以通过硬件开关或者软件开关的开断来控制发送端口的电平，从而实现上述不同波形序列的波形特征。数据发送方在通过控制发送端口的电平变化发送待发送数据时，可以获取到一个比特就发送该比特对应的一个波形序列，也可以在待发送数据的比特序列的全部比特获取完之后将全部比特对应的多个波形序列一起发送，根据需要决定具体采用哪种方式。此外，高电平和低电平的设定可以根据电路和硬件的情况来适应性设计，例如，可以设定高电平为5V，低电平为0V，也可以设定高电平为5V，低电平为4.7V，当然还有其他设定方式。只要所采用的硬件能够实现高电平和低电平的区分，均可以用于本申请。

在一个可选的实施方式中，第一波形序列中和第三波形序列中出现的低电平所占的时长可以是固定的数值(如10ns)，而当波特率变化时，则持续时间也跟随波特率成反比变化，但第一波形序列中和第三波形序列中出现的低电平所占持续时间的时长不跟随波特率的变化而变化，仍然保持为固定值。当然，在具体的实施方式中，在能够满足传输数据要求的前提下，第一波形序列和第三波形序列中的高电平所占的时长可以尽可能的长，而低电平所占时长尽可能短，以便波形序列能够尽可能长地维持在高电平状态，方便数据发送方或数据接收方中其中一个作为从设备时从主设备获取到尽可能多的电能，在不影响数据传输效率的前提下，提高供电效率。

以下以第一波形序列X举例来说明：假设X的第一预设时长T1＝1/4T，X的低电平所占时长为10ns，则周期最小值可以是20ns，此时波特率为50Mbps，这时候可以取到50％的电，如图4(a)所示；如果低电平时长固定不变，T1＝1/4T，周期如果是40ns，此时波特率为25Mbps，这时候可以取到75％的电，如图4(b)所示。可见，采用低电平固定的方式，可以在降低波特率的情况下，取到更多的电。

在一个可选实施方式中，波形序列的特征还包括：第一波形序列中出现的低电平在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持续时间内所占的总时长小于持续时间的二分之一。具体来说，第一波形序列或第三波形序列中出现的低电平均可以小于周期的持续时间的二分之一，以便减少低电平所占时长，当然，波形序列中低电平所占时长可以是一个小于持续时间的二分之一的可变时长。在能够满足传输数据要求的前提下，第一波形序列和第三波形序列中的高电平所占的时长可以尽可能的长，而低电平所占时长尽可能短，以便波形序列能够尽可能长地维持在高电平状态，由此可以提高供电效率。

根据前述可知，第一波形序列可以以高电平结束，也可以以低电平结束，因此，在本发明的一个可选实施方式中，波形序列的特征还包括：在第一波形序列以低电平结束的情况下，第一波形序列以高电平开始并在持续时间内仅出现一次由高电平变为低电平的电平跳变；或者，在第一波形序列以高电平结束的情况下，第一波形序列以高电平开始并在持续时间内仅一次由高电平变为低电平的电平跳变。具体来说，该第一波形序列X在由高电平跳变到低电平之后，可以再由低电平跳变到高电平并以高电平结束，也可以维持低电平不变并以低电平结束，只要波形序列的持续时间内经历一次由高电平跳变到低电平，均可以认为是第一波形序列X，如图3(a)和(b)所示。当第一波形序列由高电平跳到低电平后以低电平结束时，可以减少跳变的次数，降低数据传输的复杂度。当该第一波形序列X在由高电平跳变到低电平之后，可以再由低电平跳变到高电平并以高电平结束后，可以使得高电平维持的时间拉长，提高取电效率。

在本发明的一个可选实施方式中，波形序列的特征还包括：第三波形序列以低电平开始且在持续时间内仅出现一次由低电平变为高电平的电平跳变，并以高电平结束。具体来说，第三波形序列Z可以一直维持低电平，也可以经历一次跳变后由低电平跳变到高电平，并以高电平结束，如图3(d)和(e)所示。当然，第三波形序列以高电平结束可以使得高电平维持的时间拉长，提高取电效率。

根据前述已经知道待发送数据的比特序列的格式，以下给出待发送数据的几种具体实施方式。

在本发明的一个可选实施方式中，待发送数据的比特序列(即一个数据帧)可以依次包括：数据帧头、传输数据以及数据帧尾，数据帧头至少包括1个比特，数据帧头的第1个比特对应的波形序列为第三波形序列或者第一波形序列。具体来说，数据帧头可以仅为1个比特，当该数据帧头仅包含1个比特时，第二波形序列无法单独作为数据帧头使用，这是由于第二波形序列是持续的高电平，而不发送数据时发送方的发送端口也是持续的高电平，接收方只有检测到下降沿跳变时才能开始识别到发送方在发送数据，如果初始发送的数据由持续的高电平表示，接收方是无法检测到的，因此，第二波形序列无法单独作为数据帧头使用。当然，数据帧头也可以为包括第1个比特对应的波形序列为第三波形序列或者第一波形序列的多个比特，则此时数据帧头中可以包括第二波形序列。通过数据帧头可以用于至少标记数据传输的起始位置，数据帧尾可以用于至少标记数据传输的结束位置，接收方在接收到的数据时将其与数据帧头或数据帧尾的格式进行比对，如果发现是帧头或者帧尾，则判断出数据传输的开始或者结束。通过数据帧头和帧尾以便数据接收方能够正确地接收数据。传输数据中包括了数据发送方要对外传输的信息。当然，在数据发送的开始，由于收发双方可以约定发送数据的时间，此时接收方也可以无需检测其是否为数据帧头，而直接将接收到前几位(依约定)当作数据帧头。

在本发明的一个可选实施方式中，待发送数据的比特序列(即一个数据帧)依次包括：数据帧头、传输数据以及数据帧尾，数据帧头至少包括M个比特，M为正整数且M≥2；其中，数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个第一波形序列组成；或，数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个第三波形序列组成；或，数据帧头的前M个比特对应的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，当数据帧头中包括了至少两个比特时，其可以是多种波形序列的组合。当M＝2时，该数据帧头可以是XX、ZZ、XZ和ZX；当M＝3时，该数据帧头可以是XXX、XXZ、XYZ、XZY、YXZ、YZX、ZZZ、ZZX、ZXX、ZXY、ZYX等情况。依次可以类推出所有可能的数据帧头格式，只要在本发明限定的范围内，均可以作为数据帧头试用。在本实施例中，通过包括至少两个比特的数据帧头，数据接收方在接收到数据帧头信息，或者在判断出该数据帧头之后，可以根据至少两个数据帧头之间的关系确定一个波形序列所持续的时间，即可以获得一个波形序列的持续时间，从而获得数据传输的波特率。由此数据发送方和数据接收方无需另外约定波特率，仅通过解析数据帧头就可以获得该传输数据的波特率，从而解析后续的数据包，实现数据传输的自适应。通过数据帧头解析获得一个波形序列的传输持续时间的方式，数据发送方可以更灵活选择波特率进行数据传输，数据发送方可以视当前的传输环境以及数据发送方支持的接收数据的速率选择双方支持的最高的波特率进行数据传输，数据接收方只要解析数据帧头就可以获得当前的波特率，由此，可以采用通信双方支持的最大波特率进行数据传输，以达到高速的数据传输的效果。

举例来说，当数据帧头为XX时，数据接收方可以通过两次由高电平跳变到低电平的跳变时间间隔来确定一个波形序列的传输时间，如图5所示。当采用其他数据帧头格式时，其计算方法根据波形序列的波形特征而发生相应变化，在此不再赘叙。

需要说明的是，由于解析数据帧头获得一个波形序列的持续时间，是根据波形序列中下降沿跳变之间的时间间隔推算得到的，所以为了能够根据数据帧头的波形序列推算出一个波形序列的持续时间，当M＝2时，通信双方协商的数据帧头的前2个比特中不能出现Y。

在本发明的一个具体实施方式中，为了避免单频干扰，本实施例中还可以在连续相同的波形序列的后面(只要在后面就可以，比如紧接着连续相同的波形序列后面，或者隔几个波形序列之后均可)约定至少1个与所述相同的波形序列不同的波形序列，即抗干扰比特对应的波形序列，因此，数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个第一波形序列组成时，数据帧头还包括：在数据帧头的前M个比特之后的至少1个抗干扰比特，其中，至少1个抗干扰比特对应的波形序列为第二波形序列或第三波形序列；数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个第三波形序列组成时，数据帧头还包括：在数据帧头的前M个比特之后的至少1个抗干扰比特，其中，至少1个抗干扰比特对应的波形序列为第二波形序列或第一波形序列。具体来说，在具体实施时，数据接收方在检测接收端口的电平变化时可能受到单频干扰源的干扰，单频干扰可以理解为以相同周期产生的脉冲序列，如果预设的数据帧头的前M个比特设为同样的波形序列，比如，数据帧头由连续4个Z组成，而单频干扰的频率恰好与波特率相同，即数据接收方通过电平变化识别出与预设的数据帧头相同的波形序列，此时，数据接收方会将该单频干扰误判为数据帧头，导致数据传输的失败。因此，当数据帧头中的前M个比特为相同的波形序列时，则还需要增加至少一个抗干扰比特，该抗干扰比特的波形序列与M个比特的波形序列不同，使得数据帧头对应的波形序列中存在不同的时间间隔，即不会出现与单频干扰相同的波形序列，从而防止将单频干扰误判为数据帧头。

在本发明的一个可选的实施方式中，数据帧头包括8个比特，8个比特对应的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。通过以上8比特的数据帧头，可以使得数据接收方能够方便地确定数据传输的开始，同时能够根据数据帧头获取到波形的持续时间，从而确定数据传输的波特率，还可以通过不同的波形序列，防止可能因为单频干扰产生的误判。此外，通过设置较长的数据帧头，保证了数据接收方获取信息的可靠性，提高传输效率。

在本发明的一个可选实施方式中，数据帧尾包括2个比特，其中：数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为第二波形序列，数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为第二波形序列，或者，数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为第三波形序列，数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为第二波形序列，或者，数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为第一波形序列，数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为第三波形序列。具体来说，数据帧尾用于确定数据传输的结束位置，由于一旦检测到了代表数据帧尾的数据，则数据接收方会判断出本次数据传输已经结束，因此，数据帧尾仅能选择在正常的数据传输中不会出现的波形序列。由于本发明中设定的波形序列规则，在正常的数据传输中不可能出现的数据有“YY”、“XZ”或“ZY”，因此，可以将这三种波形序列当作数据帧尾使用。数据帧尾可以为2个比特，当然数据帧尾也可以包含更多比特。

在本发明的一个可选实施方式中，由于数据帧头中可能存在前述的“YY”、“XZ”或“ZY”序列，为了更好的检测到数据帧尾，可以根据数据帧头的情况来选择数据帧尾，当数据帧头对应的波形序列中存在相邻两个波形序列依次为第一波形序列和第三波形序列(即“XZ”)时，数据帧尾则可以选择“YY”或“ZY”，即数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为第二波形序列，数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为第二波形序列，或者，数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为第三波形序列，数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为第二波形序列。同样的，当数据帧头对应的波形序列中存在相邻两个波形序列依次为第三波形序列和第二波形序列(即“ZY”)时，数据帧尾则可以选择“YY”或“XZ”，即数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为第二波形序列，数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为第二波形序列，或者，数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为第一波形序列，数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为第三波形序列。同样的，当数据帧头对应的波形序列中存在相邻连续两个第二波形序列(即“YY”)时，数据帧尾则可以选择“ZY”或“XZ”，即数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为第三波形序列，数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为第二波形序列，或者，数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为第一波形序列，数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为第三波形序列。总的来说，选择没有出现在数据帧头中的比特序列作为数据帧尾，将数据帧头和数据帧尾的波形序列完全区分开来，可以防止将数据帧头误检测为数据帧尾，可以更方便地检测到数据帧尾，有利于数据的传输。

本实施例还提供一种数据接收方法，与数据发送方利用上述数据发送方法发送数据相匹配，数据接收方采用本实施例的数据接收方法来接收数据。如图6所示，该数据接收方法包括：

步骤S601，检测接收端口的电平变化；

本实施例中，如前文所述，数据发送方是通过控制发送端口产生高低电平的变化来形成待发送数据的比特序列对应的波形序列的，因此，相应的，数据接收方为了接收数据发送方发送的数据，需要对接收端口的电平变化进行检测，以便根据电平变化进行波形序列的识别。

具体来说，检测接收端口的电平变化可以通过检测电路或者检测模块来检测接收端口出现的电平跳变，或者通过采样电路或者采样模块对接收端口处的电平进行采样得到电平变化。根据波形序列编码规则导致的电平变化规律的不同，检测电路可以采用差分电路、比较器电路等等，只要能检测到电平变化，均可以运用在本发明中。根据波形序列编码规则导致的电平变化规律的不同，采样电路和采样模块的采样频率应当能够与电平变化相匹配，以便保证能够采样到足够的点获得电平变化的规律。

步骤S602，根据电平变化以及波形序列的特征确定连续传输的N个波形序列。

其中，N为正整数，波形序列包括以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，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的特征：第一波形序列、第二波形序列以及第三波形序列的持续时间相同，持续时间与传输波形序列的波特率呈反比关系，且第一波形序列以高电平开始并在持续时间内出现低电平，其中，第一波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长不随波形序列的波特率的变化而变化，第二波形序列在预设持续时间内持续高电平，第三波形序列以低电平开始，并以高电平结束，且第三波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长不随波形序列的波特率的变化而变化；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。关于三种波形序列不同的波形特征已经在数据发送方法中详细叙述，在此不再赘叙。

具体来说，如前文所述，数据发送方发送的待发送数据(一个数据帧)依次包括数据帧头、传输数据和数据帧尾，相应的，数据接收方在接收数据时，是先接收到几个比特的数据帧头之后，再接收后续的传输数据以及数据帧尾信息。关于数据帧头、传输数据和数据帧尾的具体格式已经在数据发送方法中详细叙述，在此不再赘叙。

由于数据接收方在接收到数据时，需要根据一个波形序列的持续时间以及上述提到的波形序列的特征，确定出检测到的电平变化信息中包含的N个波形序列，而该一个波形序列的持续时间可以是预先协商好的或者预先设定，也可以是根据接收到的数据中的数据帧头信息中获取。当需要从数据帧头中获取到波形序列的持续时间等参数信息时，数据发送方和数据接收方需要预先约定L个波形序列作为数据帧头，数据接收方可以从数据发送方获取或者从自身存储器中获取到L个波形序列的特征，即数据帧头中的波形序列的特征是数据接收方已知的，例如，可以约定L个波形序列为S个电平跳变组成，当然，可以约定数据帧头对应的波形序列包含S个电平跳变，还可以将S个电平跳变的时间间隔也做约定，而数据接收方可以获知该S个电平跳变为数据帧头。

根据电平变化以及波形序列的特征确定连续传输的N个波形序列具体可以通过以下实施方式来实现：

即，在一个可选的实施方式中，检测接收端口的电平变化，包括：持续检测到接收端口的S个电平跳变；在检测到接收端口的S个电平跳变之后，继续检测接收端口的Q个电平跳变，其中S个电平跳变和Q个电平跳变均为从高电平跳变为低电平，S、Q均为正整数，且S>1，Q>1。根据电平变化以及波形序列的特征确定连续传输的N个波形序列，包括：获取数据帧头预设的S个电平跳变形成的L个波形序列，其中，L为正整数且1<L<N；根据L个波形序列的特征以及检测到的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持续时间；以该计算得到的持续时间作为每个波形序列的持续时间，根据Q个电平跳变以及波形序列的特征确定传输数据以及数据帧尾对应的波形序列。在本实施方式中，数据发送方和数据接收方预先约定数据帧头为L个波形序列，该L个波形序列包含S个电平跳变，数据接收方在持续检测接收端口的电平变化的过程中，可以将检测到的S个电平跳变默认为对应数据帧头的S个跳变，而在S个跳变之后检测到电平变化(即检测到的Q个跳变)则视为数据帧中的传输数据和数据帧尾对应的波形序列包含的电平变化。数据接收方根据前述的方法接收到数据帧头后，根据数据帧头确定一个波形的持续时间T，再在每T时长内是否发生电平跳变以及每个电平跳变的特征，确定出Q个电平跳变对应的波形序列，从而确定整个N个波形序列。

当然，在确定出Q个电平跳变后，需要根据数据发送方法中记载的每种类型波形的特征来确定Q个电平跳变对应的波形序列。根据前文的波形序列的特征可以知道，第一波形序列X以高电平开始，且其在波形的持续时间内经历一次电平跳变且跳变的时间为T1(T1为从每一个波形开始的时间到发生跳变的时间，T1＞0)；第二波形序列为持续的高电平，其在波形的持续时间内不经历电平跳变；第三波形序列为以低电平开始，由于数据发送方和数据接收方默认状态是高电平，因此第三波形序列可以认为其在波形的最开始(可以认为是0时刻)经历一次电平跳变。因此，在获取到一个波形序列的持续时间的前提下，确定一个波形序列的方式可以为：在一个波形序列的持续时间内，根据该波形序列的起始时刻的电平高低以及持续时长符合上述哪种波形序列的特征。例如，在一个波形序列的持续时间内，当检测到的波形序列的波形特征为以高电平开始，在持续一段时间的高电平后跳变到低电平时，则可以确定其为第一波形序列；当检测到的波形序列的波形特征为在持续时间内持续高电平，则可以确定其为第二波形序列；当检测到的波形序列的波形特征为以低电平开始，则可以确定其为第三波形序列。以此可以确定N个波形序列的每一个波形序列分别为哪种波形序列。需要注意的是，数据接收方在确定波形序列的类型时，可以每检测到一个波形序列就确定其类型，也可以在检测完所有的N个波形序列之后统一确定其波形类型。

当数据接收方已知一个波形序列的持续时间为T时，可以在每经过一个T的时长的电平变化确定一个波形序列，依照上述方法，可以根据波形序列的特征确定这一个波形序列是第一波形序列X、第二波形序列Y、还是第三波形序列Z，最终将检测到的电平变化确定出N个波形序列，也可以在检测到所有电平变化(即从第一个下降沿跳变开始直到检测不到下降沿跳变的过程中的电平变化)之后再将所有的电平变化以T的时长进行划分确定出相应的N个波形序列。如果某一个波形序列不能确定为第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列中的任一个，则可能该波形序列在传输过程中发生了错误，则可能需要重发机制。

数据接收方在检测到数据帧头对应的波形序列后，就可以确定一个数据帧中的传输数据对应的波形序列的起始位置，从该起始位置开始可以根据检测到的电平变化(如下降沿的电平跳变)符合上述哪种波形序列的特征来确定第一个波形序列，在经过一个波形序列的持续时间T后，开始确定第二个波形序列，以此直至确定完接收数据中的传输数据和数据帧尾对应的波形序列。

此外，数据接收方在检测接收端口的电平变化，并根据电平变化确定波形序列时，可以采用监测接收端口出现的电平跳变的方式，将发生电平跳变作为电平变化的主要特征；也可以对接收端口处的电平进行采样获得接收端口电平变化的情况，获得完整的电平变化的规律，从而获得S个电平跳变。无论是通过监测电平跳变还是通过采样来确定电平变化，其结果均是为了能够根据电平变化还原出波形特征，即，只要能够获得对应于数据帧头的S个跳变均可，本发明并不局限于哪种方式。如果利用采样的方式获得S个电平跳变可以还原出整个波形，获得波形的所有特征，则不仅可以获得电平发生跳变的特征，还可以获得完整的电平变化对应的波形，从而无需考虑各类波形序列的特征，可以适用在任何类型的波形序列中，均可以成功解析出波形序列。如果利用监测电平跳变的方式，则无需对电平进行采样，避免了长时间采样来还原整体波形，只需要根据电平跳变的特征就可以确定出N个波形序列，减少了解析的复杂程度。

步骤S603，根据连续传输的N个波形序列确定接收数据的比特序列，其中，以第一波形序列表示比特1和比特0中的一个，分别以第二波形序列和第三波形序列表示比特1和比特0中的另一个。具体来说，当确定出N个波形序列的每一个分别是第一波形序列、第二波形序列还是第三波形序列后，则可以根据与数据发送方相同的规则来确定N个波形序列的每个波形序列所代表的比特值。根据不同的编码规则，至少包括以下两种解析方式：

方式一、当以第一波形序列表示比特1，以第二波形序列或第三波形序列来表示比特0，也就是说，当N个波形序列中的某个波形序列为第一波形序列时，则该波形序列所代表的比特值为1，当N个波形序列中的某个波形序列为第二波形序列或第三波形序列时，则该波形序列所代表的比特值为0。需要注意的是，在N个波形序列中，第二波形序列和第三波形序列是可能同时存在的，在数据发送方根据比特序列中比特0出现的位置而决定采用第二波形序列还是第三波形序列，而并非只采用第二波形序列或第三波形序列中的一个来传输，所以在接收方获得的N个波形序列中，碰到第二波形序列或第三波形序列均解析为比特0。例如，当确定的N个波形序列为XYXXYZXYZZ，时，根据解析规则，则接收到的比特序列为1011001000。

方式二、当以第一波形序列表示比特0，以第二波形序列或第三波形序列来表示比特1，也就是说，当N个波形序列中的某个波形序列为第一波形序列时，则该波形序列所代表的比特值为0，当N个波形序列中的某个波形序列为第二波形序列或第三波形序列时，则该波形序列所代表的比特值为1。需要注意的是，在N个波形序列中，第二波形序列和第三波形序列是可能同时存在的，在数据发送方根据比特序列中比特1出现的位置而决定采用第二波形序列还是第三波形序列，而并非只采用第二波形序列或第三波形序列中的一个来传输，所以在接收方获得的N个波形序列中，碰到第二波形序列或第三波形序列均解析为比特1。例如，当确定的N个波形序列为XYXXYZXYZZ，时，根据解析规则，则接收到的比特序列为0100110111。

通过本发明的数据接收方法，当数据发送方采用上述数据发送方法向数据接收方传输数据时，采用三种波形序列来表示数据比特1和0，且其中一种波形序列一直持续在高电平，另外两种波形序列也维持一定时间的高电平，从而能够使得波形序列尽可能长时间的维持在高电平，使得数据发送方和数据接收方之间尽可能以高电平连接，方便数据发送方或数据接收方中其中一个作为从设备时从主设备获取到尽可能多的电能，在不影响数据传输效率的前提下，提高供电效率。此外，在本实施例中，不同的波形序列的传输持续时间相同，即均以T来传输一个比特，相比与现有技术中需要用不同的时间间隔来传输一个比特值的方式，本实施例传输一个比特所需的时间更短，因此，编码效率更高，降低了发送方和接收方的成本及负担。

以下给出一个接收数据并解析出数据的具体实现方式，如图7所示，本实施例包括但不限于以下情况：

数据发送方和数据接收方预先约定好数据帧头，例如可以约定数据帧头为4bit的序列“XZZZ”，也可以直接约定数据帧头为4个由高到低的电平跳变。当预先约定的数据帧头的L个波形序列为4bit的序列“XZZZ”时，则可以认为数据帧头需要经历4次由高到低的电平跳变(X和Z均有一次由高到低的跳变)。数据接收方检测到的电平变化如图7(a)所示，在图7(a)中当检测到4次由高到低的跳变时，则认为数据帧头接收完毕。即该4次由高到低的跳变对应的即为数据帧头。

接下来需要根据检测到的S个跳变和L个波形序列的特征计算出数据帧头中携带的一个波形序列的持续时间等信息。仍然以前例来详细说明，如图7(b)所示，双方已经约定L位的数据帧头格式为4bit的序列“XZZZ”，如果在数据传输中没有发生错误，则接收方接收到的S个跳变应当为4个由高到低的跳变。接收方已知数据帧头数据中的第1个波形序列为第一波形序列X，且第一波形序列X的跳变时间为T1＝a*T，其中，a为预设的高电平占空比系数，第2个波形序列为第三波形序列Z，且第三波形序列Z的跳变时间为0。接收方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，接收方检测到的时间间隔τ与持续时间T应满足τ＝(T-T1)，即τ＝(T-a*T)。由此，接收端可以根据数据帧头序列的波形特征以及L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持续时间T，从而接收方通过数据帧头数据即可确定发送方发送数据所采用的波特率(即1/T)。图7中第一波形序列X以高电平结束，第三波形序列Z以高电平结束时。如果第一波形序列和/或第三波形序列以低电平结束时也同样可以获得，在此不再赘叙

由于在数据帧头的结束位置即是传输数据的开始位置，在确定了每个波形的持续时间T后，就可以从数据帧头的结束位置开始解析传输数据。当数据接收方根据检测电平由高电平到低电平的电平跳变来确定波形类型时，根据前面已知的波形特征，在每一段持续时间T内，当检测到出现一次由高到低的电平跳变且跳变的时间为T1时，则可以判定其为一个第一波形序列X；当检测到某一个波形序列在持续时间的一开始就发生由高到低的电平跳变的，则可以判定其为一个第三波形序列Z；当检测到某一个波形序列在波形的持续时间内不发生由高到低的电平跳变时，则可以判定其为一个第二波形序列Y。在图7(b)中可以看到，在数据帧头“XZZZ”之后的数据即为确定出的传输数据和数据帧尾，从解析的结果可以看出，在数据帧头“XZZZ”之后的波形序列依次为“XYXXYZZXYY”，如图7(c)所示，而一旦出现“YY”则可以认为其为数据帧尾，可见真正的传输数据为“XYXXYZZX”，如果是以X表示1、以Y或Z表示0的场合，则该传输数据为最终解析为“10110001”，如图7(d)所示。

实施例2

本实施例提供一种数据发送装置80，如图8所示。数据发送装置80是实施例1中的数据发送方法对应的装置，即实施例1中的数据发送方实现的操作可以通过本实施例中的数据发送装置80来具体实现。此处仅对数据发送装置80的结构进行简单描述，其余内容参见实施例1中数据发送方法的描述。本实施例的数据发送装置80包括获取模块801和发送模块802，该获取模块801和发送模块802可以采用一个或者多个处理器来实现，其中：

获取模块801，用于获取待发送数据的比特序列；具体来说，获取模块801可以是一个单独的处理器、芯片，也可以是集成在处理器上的一个电路，获取模块801可以从自身的存储器中获取待发送的比特序列，也可以接收外部传输或者输入的待发送序列，例如，可以通过接口接收或通过键盘输入接收。获取模块801获取到比特序列后发送到发送模块802。

发送模块802，用于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，波形序列包括以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，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，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；具体来说，发送模块802可以是一个有线的数据传输接口，例如USB接口、音频接口、两线接口等。

其中，波形序列的特征包括：第一波形序列的持续时间、第二波形序列的持续时间以及第三波形序列的持续时间相同，持续时间与传输波形序列的波特率呈反比关系，且第一波形序列以高电平开始并在持续时间内出现低电平，其中，第一波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长不随波形序列的波特率的变化而变化，第二波形序列在持续时间内持续高电平，第三波形序列以低电平开始，并以高电平结束，且第三波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长不随波形序列的波特率的变化而变化。

本实施例还提供一种数据接收装置90，如图9所示，数据接收装置90是实施例1中的数据接收方法对应的装置，即实施例1中的数据接收方实现的操作可以通过本实施例中的数据接收装置90来具体实现。此处仅对数据接收装置90的结构进行简单描述，其余内容参见实施例1中对数据接收方法的描述。数据接收装置90包括接收端口901、检测模块902、波形序列确定模块903和数据确定模块904，该检测模块902、波形序列确定模块903和数据确定模块904可以采用一个或者多个处理器来实现，其中：

检测模块902，用于检测接收端口901的电平变化；具体来说，检测模块可以是一个检测电路或者采样电路，其中检测电路可以采用差分电路、比较器电路等，检测模块可以连接都一个有线数据接口的接收端口，检测该有线数据接口的接收端口，该有线数据接口可以是USB接口、音频接口、两线接口等。

波形序列确定模块903，用于根据电平变化以及波形序列的特征确定连续传输的N个波形序列，其中，N为正整数，波形序列包括以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，波形序列的特征包括：第一波形序列、第二波形序列以及第三波形序列的持续时间相同，持续时间与传输波形序列的波特率呈反比关系，且第一波形序列以高电平开始并在持续时间内出现低电平，其中，第一波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长不随波形序列的波特率的变化而变化，第二波形序列在预设持续时间内持续高电平，第三波形序列以低电平开始，并以高电平结束，且第三波形序列中出现的低电平在持续时间内所占的总时长不随波形序列的波特率的变化而变化；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；

数据确定模块904，用于根据连续传输的N个波形序列确定接收数据的比特序列，其中，以第一波形序列表示比特1和比特0中的一个，分别以第二波形序列和第三波形序列表示比特1和比特0中的另一个。

本实施例还提供一种数据传输系统，如图10所示，包括数据发送装置80和数据接收装置90，从而实现本发明的数据发送方法和数据接收方法。

通过本实施例的数据发送系统，当数据发送装置在向数据接收装置传输数据时，采用三种波形序列来表示数据比特1和0，且其中第二波形序列一直持续在高电平，另外两种波形序列也维持一定时间的高电平，从而能够使得待发送数据的比特序列对应的波形序列中维持在高电平的时间尽可能长，使得数据发送装置和数据接收装置之间尽可能以高电平连接，方便数据发送装置或数据接收装置中其中一个作为从设备时从主设备获取到尽可能多的电能，在不影响数据传输效率的前提下，提高供电效率。此外，在本实施例中，不同的波形序列的传输持续时间相同，即均以T来传输一个比特，相比与现有技术中需要用不同的时间间隔来传输一个比特值的方式，本实施例传输一个比特所需的时间更短，因此，编码效率更高，降低了发送方和接收方的成本及负担。

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，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。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 (20)

1.一种数据发送方法，其特征在于，包括：

获取待发送数据的比特序列；

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；其中，所述波形序列包括以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，以所述第一波形序列表示第一数据比特，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，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；

其中，所述波形序列的特征包括：所述第一波形序列的持续时间、所述第二波形序列的持续时间以及所述第三波形序列的持续时间相同，所述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所述持续时间内出现低电平，其中，所述第一波形序列中出现的低电平在所述持续时间内所占的总时长不随所述波形序列的波特率的变化而变化，所述第二波形序列在所述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的低电平在所述持续时间内所占的总时长不随所述波形序列的波特率的变化而变化。

2.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的特征进行变化，以发送所述待发送数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述波形序列的特征还包括：

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

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述波形序列的特征还包括：

所述第三波形序列以低电平开始且在所述持续时间内仅出现一次由低电平变为高电平的电平跳变，并以高电平结束；

所述第一波形序列以高电平开始并在所述持续时间内仅出现一次由高电平变为低电平的电平跳变，并以低电平结束；或者，所述第一波形序列以高电平开始并在所述持续时间内仅一次由高电平变为低电平的电平跳变，并以高电平结束。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述待发送数据的比特序列依次包括：数据帧头、传输数据以及数据帧尾，所述数据帧头至少包括1个比特，所述数据帧头的第1个比特对应的波形序列为所述第三波形序列或者所述第一波形序列。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述待发送数据的比特序列依次包括：数据帧头、传输数据以及数据帧尾，所述数据帧头至少包括M个比特，M为正整数且M≥2；

其中，所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第一波形序列组成；或

所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第三波形序列组成；或

所述数据帧头的前M个比特对应的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。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第一波形序列组成时，所述数据帧头还包括：在所述数据帧头的前M个比特之后的至少1个抗干扰比特，其中，所述至少1个抗干扰比特对应的波形序列为所述第二波形序列或所述第三波形序列；

所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第三波形序列组成时，所述数据帧头还包括：在所述数据帧头的前M个比特之后的至少1个抗干扰比特，其中，所述至少1个抗干扰比特对应的波形序列为所述第二波形序列或所述第一波形序列。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，

所述数据帧头包括8个比特，所述8个比特对应的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。

9.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，

所述数据帧尾包括2个比特，其中：

所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，或者，

所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第三波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，或者，

所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第一波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第三波形序列。

10.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，

所述传输数据至少包括：至少1字节的标记位，其中，所述标记位至少包括：至少1比特的报文类型位。

11.一种数据发送装置，其特征在于，包括获取模块和发送模块，其中：

所述获取模块，用于获取待发送数据的比特序列；

所述发送模块，用于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，其中，所述波形序列包括以下之一：第一波形序列、第二波形序列和第三波形序列，以所述第一波形序列表示第一数据比特，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，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；

其中，波形序列的特征包括：所述第一波形序列的持续时间、所述第二波形序列的持续时间以及所述第三波形序列的持续时间相同，所述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所述持续时间内出现低电平，其中，所述第一波形序列中出现的低电平在所述持续时间内所占的总时长不随所述波形序列的波特率的变化而变化，所述第二波形序列在所述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的低电平在所述持续时间内所占的总时长不随所述波形序列的波特率的变化而变化。

12.根据权利要求11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的特征进行变化，以发送所述待发送数据。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，

所述波形序列的特征还包括：

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

14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述波形序列的特征还包括：

所述第三波形序列以低电平开始且在所述持续时间内仅出现一次由低电平变为高电平的电平跳变，并以高电平结束；

所述第一波形序列以高电平开始并在所述持续时间内仅出现一次由高电平变为低电平的电平跳变，并以低电平结束；或者，所述第一波形序列以高电平开始并在所述持续时间内仅一次由高电平变为低电平的电平跳变，并以高电平结束。

15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述待发送数据的比特序列依次包括：数据帧头、传输数据以及数据帧尾，所述数据帧头至少包括1个比特，所述数据帧头的第1个比特对应的波形序列为所述第三波形序列或者所述第一波形序列。

16.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，

所述待发送数据的比特序列依次包括：数据帧头、传输数据以及数据帧尾，所述数据帧头至少包括M个比特，M为正整数且M≥2；

其中，所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第一波形序列组成；或

所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第三波形序列组成；或

所述数据帧头的前M个比特对应的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。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，

所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第一波形序列组成时，所述数据帧头还包括：在所述数据帧头的前M个比特之后的至少1个抗干扰比特，其中，所述至少1个抗干扰比特对应的波形序列为所述第二波形序列或所述第三波形序列；

所述数据帧头的前M个比特对应的波形序列由M个所述第三波形序列组成时，所述数据帧头还包括：在所述数据帧头的前M个比特之后的至少1个抗干扰比特，其中，所述至少1个抗干扰比特对应的波形序列为所述第二波形序列或所述第一波形序列。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，

所述数据帧头包括8个比特，所述8个比特对应的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。

19.根据权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，

所述数据帧尾包括2个比特，其中：

所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，或者，

所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第三波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第二波形序列，或者，

所述数据帧尾的第一个比特对应的波形序列为所述第一波形序列，所述数据帧尾的第二个比特对应的波形序列为所述第三波形序列。

20.根据权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，

所述传输数据至少包括：至少1字节的标记位，其中，所述标记位至少包括：至少1比特的报文类型位。