CN108282183A - 一种利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统，包括受控设备、设备控制器和数据采集设备，其特征在于：还包括取电和数据发送模块和数据接收模块。本发明还提供了一种基于上述的系统的利用现有设备中的多芯电缆实现新增设备数据传输的方法。本发明的有益效果是：保证原有设备的供电和信号控制状态不受影响的前提下，利用多芯电缆中的供电线芯取电为新增设备供电、空闲的控制线芯进行数据传输，实现在原有系统中不用再单独铺设电源线和信号线即可实现新增设备和控制器的通讯；采用高集成、一体化设计，可靠性高，维护简便，安装施工速度快、效率高、成本低廉。

Description

一种利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统和方法

技术领域

本发明属于通讯控制领域，具体涉及一种利用现有设备中的空闲多芯电缆实现新增设备的取电及数据传输的系统和方法。

背景技术

目前在设备的通讯控制系统中，设备控制器往往通过多芯电缆与受控设备进行连接以实现供电、控制以及数据传输等作用。随着技术的发展，通过一个设备控制器控制多个受控设备实现多个受控设备之间的协同和联动已是发展趋势。现有技术中，多芯电缆一般都是根据受控设备的情况进行设计安装的，当进行升级改造再增加一个或多个新的数据采集设备时，需要为设备重新铺设电源线和通讯线缆，此种方式，供电和连接费工费时，成本高，不利于现场施工。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统和方法，利用现有的供电线芯取电、间歇空闲线芯传输数据，不需要重新铺设线缆即可实现为新增设备提供电源和与设备控制器进行数据通信功能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统，包括受控设备，连接在多芯电缆的远端；设备控制器，连接在多芯电缆的近端，通过多芯电缆与受控设备相连并控制受控设备；数据采集设备，用于采集数据；其中多芯电缆中包括至少2个处于间歇空闲状态的控制线芯，其特征在于：还包括取电和数据发送模块，与所述数据采集设备相连，通过控制线芯取电并向所述数据采集设备供电、通过空闲控制线芯传输所述数据采集设备采集的数据至数据接收模块；数据接收模块，与所述设备控制器相连，通过空闲控制线芯接收所述数据采集设备的数据并将数据传输至所述设备控制器。

本发明还提供了一种利用现有设备中多芯供电线缆实现新增设备数据传输的方法，基于上述的系统，其特征在于包括以下步骤：

步骤A、检测多芯电缆中控制线芯的当前状态，如果有2个或者2个以上的控制线芯处于空闲状态则执行步骤B，否则取电和数据发送模块及数据接收模块控制各自的继电器控制电路使配套的继电器设置为默认的信号控制档位，保证设备控制器能够正常的控制受控设备；

步骤B、取电和数据发送模块及数据接收模块控制各自的继电器控制电路使得配套的继电器与相同的2个空闲控制线芯相连，使上述的2个空闲控制线芯处于数据传输状态：取电和数据发送模块将数据采集设备采集的数据通过控制线芯传输至数据接收模块，数据接收模块接收数据后传输至设备控制器。

本发明的有益技术效果是：在保证原有设备的供电和信号控制状态不受影响的前提下，利用多芯电缆中的供电线芯取电为新增设备供电、空闲状态的控制线芯进行数据传输，实现在原有系统中不用再单独铺设电源线和信号线即可实现新增设备和控制器的通讯和供电；采用高集成、一体化设计，可靠性高，维护简便，安装施工速度快、效率高、成本低廉。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统的原理示意图；

图2是本发明利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统中取电和数据发送模块的原理示意图；

图3是本发明利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统中数据接收模块的原理示意图；

图4是原路口红绿灯控制接线示意图；

图5是本发明利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统实施例一的原理示意图；

图6是本发明利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统实施例一的接线示意图；

图7是本发明利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统实施例二的原理示意图。

在附图中，1是受控设备，1-1是信号灯组，1-2是ETC雨棚灯，2是设备控制器，2-1是道路交通信号控制机，2-2是车道控制器，3是数据采集设备，3-1是视频流量检测器，3-2是路侧设备RSU，

4是取电和数据发送模块，4-1是数据通讯模块，4-2是第一主控CPU，4-3是异常保护及驱动电路，4-4是线缆状态检测电路，4-5是继电器控制电路，4-6是电源输出控制电路，4-7是通讯接口模块，4-8是强电搭接保护电路，4-9是电源转换电路，

5是数据接收模块，5-1是数据通讯模块，5-2是第二主控CPU，5-3是异常保护及驱动电路，5-4是线缆状态检测电路，5-5是继电器控制电路，5-6是通讯接口模块，5-7是强电搭接保护电路，5-8是电源转换电路，

粗实线代表原有多芯电缆，细实线代表增加设备线缆。

具体实施方式

参见附图1-3，本发明提供了一种利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统，包括受控设备1，连接在多芯电缆的远端；设备控制器2，连接在多芯电缆的近端，通过多芯电缆与受控设备1相连并控制受控设备1；数据采集设备3，用于采集数据；其中多芯电缆中包括至少2个处于间歇空闲状态的控制线芯，优选的多芯电缆中至少有4个控制线芯并且至少有2个控制线芯处于间歇空闲状态；

关键在于：还包括取电和数据发送模块4，与数据采集设备3相连，通过控制线芯取电并向数据采集设备3供电、通过空闲控制线芯传输数据采集设备3采集的数据至数据接收模块5；数据接收模块5，与设备控制器2相连，通过空闲控制线芯接收数据采集设备3的数据并将数据传输至设备控制器2。

参见附图2，上述的取电和数据发送模块4中包括数据通讯模块4-1、第一主控CPU4-2、异常保护及驱动电路4-3、线缆状态检测电路4-4、继电器控制电路4-5、电源输出控制电路4-6、通讯接口模块4-7、强电搭接保护电路4-8和电源转换电路4-9。其中，数据通讯模块4-1的信号输入端和信号输出端分别与数据采集设备3的数据输出接口和第一主控CPU4-2相连；异常保护及驱动电路4-3的两端分别与第一主控CPU4-2和继电器控制电路4-5的控制端相连；线缆状态检测电路4-4的信号输入端和信号输出端分别与多芯电缆的输入端和第一主控CPU4-2相连；继电器控制电路4-5的两个接电端分别与多芯电缆中供电线芯的接入端和多芯电缆的输出端连接；电源输出控制电路4-6的控制端与第一主控CPU4-2相连、接电输入端与电源转换电路4-9相连、接电输出端与数据采集设备3相连；通讯接口模块4-7的信号输入端和信号输出端分别与强电搭接保护电路4-8和第一主控CPU4-2相连；强电搭接保护电路4-8串接在继电器控制电路4-5和通讯接口模块4-7之间；电源转换电路4-9的控制端与第一主控CPU4-2相连、接电输入端与继电器控制电路4-5中连接多芯电缆的输出端相连，接电输出端与电源输出控制电路4-6相连。

数据通讯模块4-1用于实现数据采集设备3和取电和数据发送模块4间的数据传输。异常保护及驱动电路4-3的作用是在第一主控CPU4-2由于程序异常时，控制继电器控制电路4-5将继电器置为默认的信号控制档位，保证设备控制器2能够正常的控制受控设备1，即使本系统工作不正常也不影响原有系统控制的正常工作。线缆状态检测电路4-4用于检测多芯电缆中的各线芯处于供电状态、控制状态还是空闲状态。继电器控制电路4-5用于控制配套的继电器的通断。电源输出控制电路4-6用于控制对外输出电源是否能使，即控制数据采集设备的电源有无。通讯接口模块4-7用于传输取电和数据发送模块4的数据至空闲线芯。强电搭接保护电路4-8用于防止多芯电缆中的电源串入到系统通讯模块中，损坏通讯接口。电源转换电路4-9用于从多芯电缆中取电并转换为系统所需的电压，同时具有储能单元，在多芯电缆中存在信号不稳或切换的情况下也能为系统提供可靠稳定的电源（多芯电缆中存在信号不稳或切换情况，因此要求设备有电源闪断也能正常工作的机制，保证设备一定时间内断电的情况下能正常工作，因此系统中设置了一个储能单元，并且该储能单元为模块化设置，可以根据所接数据采集设备3的功率不同更换不同的容量）。此外还可以在取电和数据发送模块4中设置存储器，以存储未发送完的数据。

参见附图3，上述的数据接收模块5中包括数据通讯模块5-1、第二主控CPU 5-2、异常保护及驱动电路5-3、线缆状态检测电路5-4、继电器控制电路5-5、通讯接口模块5-6、强电搭接保护电路5-7和电源转换电路5-8。其中，数据通讯模块5-1的信号输入端和信号输出端分别与设备控制器2和第二主控CPU5-2相连；异常保护及驱动电路5-3的两端分别与第二主控CPU5-2和继电器控制电路5-5的控制端相连；线缆状态检测电路5-4的两端分别与第二主控CPU5-2和数据接收模块5的接电端的多芯电缆的输入端上；继电器控制电路5-5的两个接电端分别与数据接收模块5的接电端多芯电缆的输入端和多芯电缆的输出端相连；通讯接口模块5-6的两端分别与第二主控CPU5-2和强电搭接保护电路5-7相连；强电搭接保护电路5-7串接在继电器控制电路5-5和通讯接口模块5-6之间；电源转换电路5-8的控制端与第二主控CPU5-2相连、接电输入端与数据接收模块5的接电端相连。

数据通讯模块5-1用于实现数据接收模块5和设备控制器2间的数据传输。异常保护及驱动电路5-3的作用是在第二主控CPU5-2由于程序异常时，控制继电器控制电路5-5将继电器置为默认的信号控制档位，保证设备控制器2能够正常的控制受控设备1，即使本系统工作不正常也不影响原有系统控制的正常工作。线缆状态检测电路5-4用于检测多芯电缆中的各线芯处于供电状态、控制状态还是空闲状态。继电器控制电路5-5用于控制配套的继电器的通断。通讯接口模块5-6用于将接收到的数据传输至设备控制器2。强电搭接保护电路5-7用于防止多芯电缆中的电源串入到系统通讯模块中，损坏通讯接口。电源转换电路5-8用于从数据接收模块5的接电端取电并转换为系统所需的电压。

在取电和数据发送模块4和数据接收模块5中均包含强电搭接保护电路，该电路采用高可靠性的耐高压自恢复保险丝、气体放电管和瞬态抑制管构成可靠的高压保护电路，防止强电电源接入到通讯链路中，导致通讯接口模块4-7和5-6损坏的情况，即有效防止多芯供电线缆中的电源串入到系统通讯模块中导致系统通讯接口的损坏。

在取电和数据发送模块4和数据接收模块5中均包含异常保护及驱动电路，该电路采用可靠性的脉冲驱动方式驱动上述的继电器控制电路4-4和继电器控制电路5-4工作，能有效的防止第一主控CPU4-2或第二主控CPU5-2由于程序“跑飞”导致继电器控制电路4-4和继电器控制电路5-4工作不正常的情况，该电路会自动控制继电器控制电路4-4和继电器控制电路5-4将继电器组置为默认的信号控制档位，保证设备控制器能够正常的控制受控设备。

本发明还提供了一种基于上述系统的利用现有设备中多芯供电线缆实现新增设备数据传输的方法，其包括以下步骤：

步骤A、将取电和数据发送模块4和数据接收模块5安装在现有的多芯电缆中并实现对数据采集设备3的供电，取电和数据发送模块4和数据接收模块5检测多芯电缆中控制线芯的当前状态，如果有2个或者2个以上的控制线芯处于空闲状态则执行步骤B，否则取电和数据发送模块4及数据接收模块5控制各自的继电器控制电路使配套的继电器设置为默认的信号控制档位，保证设备控制器能够正常的控制受控设备；

步骤B、取电和数据发送模块4及数据接收模块5控制各自的继电器控制电路使得配套的继电器与相同的2个空闲控制线芯相连，使上述的2个空闲控制线芯处于数据传输状态：取电和数据发送模块4将数据采集设备3采集的数据通过控制线芯传输至数据接收模块5，数据接收模块5接收数据后传输至设备控制器2。

实施例一：参见附图4-6，在本实施例中，受控设备1是信号灯组1-1，信号灯组1-1固定在信号灯杆上，包括红灯、黄灯和绿灯；设备控制器2是道路交通信号控制机2-1，道路交通信号控制机2-1通过多芯电缆与信号灯组1-1相连并控制信号灯组1-1中各灯的亮和灭；数据采集设备3是视频流量检测器3-1，视频流量检测器3-1用于检测车道流量信息并将数据传输给道路交通信号控制机2-1，固定在与信号灯组1-1相配套的灯杆上。本实施例中利用现有的多芯电缆在现有的信号灯组1-1中加入视频流量检测器3-1并将视频流量检测器3-1所得到的数据传输给道路交通信号控制机2-1。

在本实施例中，信号灯组1-1的多芯电缆为四芯控制线，分别为红灯控制线、绿灯控制线、黄灯控制线和公共地线，使用时红绿信号灯只有一个灯亮，即有两个灯的控制线为空闲状态，从而可以利用此特性，采用分时复用的方式，将空闲的控制线用作视频流量检测器3-1所得到数据的传输线。

在本实施例中，取电和数据发送模块4固定在信号灯灯杆上，从信号灯组1-1中的多芯电缆取电并向视频流量检测器3-1和取电和数据发送模块4供电、通过多芯电缆中的空闲线缆将视频流量检测器3-1采集的数据传输给数据接收模块5；数据接收模块5从信号灯组1-1中的多芯电缆中的空闲线缆接收上述的取电和数据发送模块4传送的数据并将数据传输给上述的道路交通信号控制机2-1。

本发明的系统运行时，取电和数据发送模块4及数据接收模块5内的线缆状态检测电路检测各条线芯状态，当检测到有两条线芯为空闲状态时，即通过系统内的继电器控制电路将和该空闲线缆相连的继电器组切换为通讯状态，即将线芯原有的输入和输出断开，将线芯切到通讯状态，空闲的两根线芯用于传输数据采集设备的数据；有控制信号的线芯即线缆检测电路检测该线芯为非空闲状态，则将该线相连的电继电器组置为控制信号态，即将该根线缆的输入和输出通过继电器导通，用于传输原有的控制信号。当取电和数据发送模块内线缆状态检测电路检测到少于2根线缆处于空闲状态时，则通过继电器控制电路将所有继电器状态切换到默认的控制信号的连接状态保证原有控制状态不受影响。

在具体实施时，视频流量检测器3-1的供电和数据传输包含以下步骤：

步骤（1）、取电和数据发送模块4及数据接收模块5启动后均通过各自的异常保护及驱动电路4-3和异常保护及驱动电路5-3将所有继电器状态切换到默认的控制信号灯的连接状态，并通过线缆状态检测电路4-4和线缆状态检测电路5-4获取道路交通信号控制机2-1对信号灯组1-1的控制状态，判断当前是哪条线缆为非空闲状态（即哪个信号灯处于亮灯状态），同时系统内的储能模块处于充电储能状态。

步骤（2）、当红灯亮时，取电和数据发送模块4和数据接收模块5内的继电器控制电路4-5和继电器切换电路5-5将红灯控制线相连的继电器组置为控制信号灯态，即将输入的红灯控制线和输出的红灯控制线芯通过继电器导通、将与绿灯和黄灯控制线芯相连的继电器组切换为通讯状态，即将绿灯和黄灯的控制线输入和输出断开，将绿灯和黄灯的控制线切到通讯状态，视频流量检测器3-1采集的数据经过数据通讯模块4-1、第一主控CPU4-2、通讯接口模块4-7、强电搭接保护电路4-8、继电器控制电路4-5、多芯电缆的线中的绿灯和黄灯的控制线、继电器控制电路5-5、强电搭接保护电路5-7、通讯接口模块5-6、第二主控CPU5-2和数据通讯模块5-1传输到交通信号机；同样的方式，绿灯亮时，取电和数据发送模块4和数据接收模块5内的继电器控制电路4-5和电器切换电路5-5将绿灯控制线相连的电继电器组置为控制信号灯态，即将输入的绿灯控制线和输出的绿灯控制线通过继电器导通；将与红灯和黄灯控制线相连的继电器组切换为通讯状态，即将红灯和黄灯的控制线输入和输出断开，将红灯和黄灯的控制线切到通讯状态，视频流量检测器3-1的数据经过数据通讯模块4-1、第一主控CPU4-2 、通讯接口模块4-7、强电搭接保护电路4-8、继电器控制电路4-5、多芯电缆的线中的绿灯和黄灯的控制线、继电器控制电路5-5、强电搭接保护电路5-7、通讯接口模块5-6、第二主控CPU5-2和数据通讯模块5-1传输到交通信号机2；黄灯亮时，取电和数据发送模块4和数据接收模块5内的继电器控制电路4-5和电器切换电路5-5将黄灯控制线相连的电继电器组置为控制信号灯态，即将输入的黄灯控制线和输出的黄灯控制线通过继电器导通；将红灯和绿灯控制线相连的继电器组切换为空闲状态，不传输通讯数据。

在本实施例中，视频流量检测器3-1安装到路口的红绿灯杆上，视频流量检测器3-1的供电通过取电和数据发送模块4从红绿信号灯上取电，然后取电和数据发送模块4通过红绿灯的控制线将视频流量检测器3-1采集的数据通过原有的红绿灯控制线传输给数据接收模块5再接入到信号机，从而避免了重新布线的麻烦，实现视频流量检测器3-1供电简单，而且与信号机连接更方便。

实施例二：参见附图7，这是本发明的系统在高速路收费站ETC人工复合车道的应用。

在本实施例中，受控设备1 是ETC雨棚灯1-2，固定在高速路收费站雨棚上或者ETC车道的前端门架上，为ETC人工复合车道应用ETC雨棚灯，是ETC人工复合车道应用的两个规格的ETC雨棚灯1-2，可以显示红×绿↓绿ETC或红×绿ETC车道绿人工车道三种状态（两个ETC雨棚灯的三个状态不同，为后续描述方便，将两种雨棚灯的三种状态统一用红×、绿↓和绿ETC代替），一般都是5芯线缆220VAC供电。设备控制器2是高速公路收费站的车道控制器2-2，通过多芯供电线缆与ETC雨棚灯1-2相连，并控制ETC雨棚灯的显示状态。数据采集设备3是ETC车道应用的路侧设备RSU3-2。

在本实施例中，取电和数据发送模块4，固定在高速路收费站雨棚上或者ETC车道的前端门架上，从ETC雨棚灯1-2中的控制线中的多芯供电线缆取电并向上述的数据采集设备3和取电和数据发送模块4供电、通过多芯供电线缆中的空闲线缆传输上述的数据采集设备3的数据；数据接收模块5，从ETC雨棚灯1-2中的多芯供电线缆中的空闲线缆接收上述的取电和数据发送模块4传送的数据并将数据传输给上述的高速公路收费站的车道控制器2-2。

ETC雨棚灯1-2的控制为5芯控制线，分别为显示红×、绿↓和绿ETC三种状态的控制线、公共地线和保护地，使用中ETC雨棚灯1-2只有一个显示状态即一个状态控制线有用，其余两种状态的控制线为无效状态，从而可以利用此特性，采用分时复用的方式，将无效的控制线用作通讯线。

本实施例在具体实施时，包括以下步骤：

步骤（1）、取电和数据发送模块4及数据接收模块5启动后均通过异常保护及驱动电路4-3和异常保护及驱动电路5-3将所有继电器状态切换到默认的控制ETC雨棚灯1-2的连接状态，并通过线缆状态检测电路4-4和线缆状态检测电路5-4获取ETC雨棚灯1-2三种显示状态的控制线状态，判断当前哪条控制线为非空闲状态，同时系统内的储能模块处于充电储能状态。

步骤（2）、当显示红×状态时，取电和数据发送模块4及数据接收模块5内的继电器控制电路4-5和电器切换电路5-5将红×控制线相连的电继电器组置为红×显示态，即将输入的红×控制线和输出的红×控制线通过继电器导通；将和绿↓和绿ETC状态控制线相连的继电器组切换为通讯状态，即将绿↓和绿ETC状态控制线输入和输出断开，将绿↓和绿ETC状态控制线切到通讯状态，数据采集设备3的数据经过数据通讯模块4-1、第一主控CPU4-2 、通讯接口模块4-7、强电搭接保护电路4-8、继电器控制电路4-5、多芯电缆的线中的绿↓和绿ETC状态控制线、继电器控制电路5-5、强电搭接保护电路5-7、通讯接口模块5-6、第二主控CPU5-2和数据通讯模块5-1传输到高速公路收费站的车道控制器2-2；

同样的方式，当显示绿↓状态时，取电和数据发送模块4及数据接收模块5内的继电器控制电路4-5和电器切换电路5-5将绿↓控制线相连的电继电器组置为绿↓显示态，即将输入的绿↓控制线和输出的绿↓控制线通过继电器导通；将和红×控制线和绿ETC控制线相连的继电器组切换为通讯状态，即将红×控制线和绿ETC控制线输入和输出断开，将红×控制线和绿ETC控制线切到通讯状态，数据采集设备3的数据经过数据通讯模块4-1、第一主控CPU4-2、通讯接口模块4-7、强电搭接保护电路4-8、继电器控制电路4-5、多芯电缆的线中的红×控制线和绿ETC控制线、继电器控制电路5-5、强电搭接保护电路5-7、通讯接口模块5-6、第二主控CPU5-2和数据通讯模块5-1传输到高速公路收费站的车道控制器2-2；

当显示绿ETC状态时，取电和数据发送模块4及数据接收模块5内的继电器控制电路4-5和电器切换电路5-5将绿ETC控制线相连的电继电器组置为绿ETC显示态，即将输入的绿ETC控制线和输出的绿ETC控制线通过继电器导通；将和红×控制线和绿↓控制线相连的继电器组切换为通讯状态，即将红×控制线和绿↓控制线输入和输出断开，将红×控制线和绿↓控制线切到通讯状态，数据采集设备3的数据经过数据通讯模块4-1、第一主控CPU4-2 、通讯接口模块4-7、强电搭接保护电路4-8、继电器控制电路4-5、多芯电缆的线中的红×控制线和绿↓控制线、继电器控制电路5-5、强电搭接保护电路5-7、通讯接口模块5-6、第二主控CPU5-2和数据通讯模块5-1传输到高速公路收费站的车道控制器2-2。

数据采集设备3安装在高速路收费站雨棚上或者ETC车道的前端门架上，数据采集设备3的供电通过取电和数据发送模块4从ETC雨棚灯1-2上取电，然后取电和数据发送模块4通过ETC雨棚灯1-2的状态控制线将数据采集设备3采集的数据通过原有的ETC雨棚灯1-2传输给数据接收模块5再接入到高速公路收费站的车道控制器2-2，从而避免了重新布线的麻烦。能够实现数据采集设备3供电简单，而且数据采集设备3和高速公路收费站的车道控制器2-2连接线缆更少、更方便。

本发明的系统和方法适用于具有间歇空闲控制线芯的多芯控制电缆的控制设备，利用间歇空闲控制线芯传输数据采集设备采集的数据以实现新增数据采集设备的数据传输，具有维护简便，安装施工速度快、效率高、成本低廉等优点。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统，包括

受控设备（1），连接在多芯电缆的远端；

设备控制器（2），连接在多芯电缆的近端，通过多芯电缆与受控设备（1）相连并控制受控设备（1）；

数据采集设备（3），用于采集数据；

其中多芯电缆中包括至少2个处于间歇空闲状态的控制线芯，

其特征在于：还包括

取电和数据发送模块（4），与所述数据采集设备（3）相连，通过控制线芯取电并向所述数据采集设备（3）供电、通过空闲控制线芯传输所述数据采集设备（3）采集的数据至数据接收模块（5）；

数据接收模块（5），与所述设备控制器（2）相连，通过空闲控制线芯接收所述数据采集设备（3）的数据并将数据传输至所述设备控制器（2）。

2.根据权利要求1所述的利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统，其特征在于：所述取电和数据发送模块（4）中包括数据通讯模块（4-1）、第一主控CPU（4-2）、异常保护及驱动电路（4-3）、线缆状态检测电路（4-4）、继电器控制电路（4-5）、电源输出控制电路（4-6）、通讯接口模块（4-7）、强电搭接保护电路（4-8）和电源转换电路（4-9）；

所述数据通讯模块（4-1）的信号输入端和信号输出端分别与所述数据采集设备（3）的数据输出接口和所述第一主控CPU（4-2）相连；

所述异常保护及驱动电路（4-3）的两端分别与所述第一主控CPU（4-2）和所述继电器控制电路（4-5）的控制端相连；

所述线缆状态检测电路（4-4）的信号输入端和信号输出端分别与所述多芯电缆的输入端和所述第一主控CPU（4-2）相连；

所述继电器控制电路（4-5）的两个接电端分别与多芯电缆的接入端和多芯电缆的输出端连接；

所述电源输出控制电路（4-6）的控制端与所述第一主控CPU（4-2）相连、接电输入端与所述电源转换电路（4-9）相连、接电输出端与所述数据采集设备（3）相连；

所述通讯接口模块（4-7）的信号输入端和信号输出端分别与所述强电搭接保护电路（4-8）和所述第一主控CPU（4-2）相连；

所述强电搭接保护电路（4-8）串接在所述继电器控制电路（4-5）和所述通讯接口模块（4-7）之间；

所述电源转换电路（4-9）的控制端与所述第一主控CPU（4-2）相连、接电输入端与所述继电器控制电路（4-5）中连接多芯电缆的输出端相连，接电输出端与所述电源输出控制电路（4-6）相连。

3.根据权利要求2所述的利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统，其特征在于：在所述电源转换电路（4-9）中设有储能模块。

4.根据权利要求1所述的利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统，其特征在于：所述数据接收模块（5）中包括数据通讯模块（5-1）、第二主控CPU （5-2）、异常保护及驱动电路（5-3）、线缆状态检测电路（5-4）、继电器控制电路（5-5）、通讯接口模块（5-6）、强电搭接保护电路（5-7）和电源转换电路（5-8）；

所述数据通讯模块（5-1）的信号输入端和信号输出端分别与所述设备控制器（2）和所述第二主控CPU（5-2）相连；

所述异常保护及驱动电路（5-3）的两端分别与所述第二主控CPU（5-2）和继电器控制电路（5-5）的控制端相连；

所述线缆状态检测电路（5-4）的两端分别与所述第二主控CPU（5-2）和数据接收模块（5）的接电端的多芯电缆的输入端上；

所述继电器控制电路（5-5）的两个接电端分别与所述数据接收模块（5）的接电端多芯电缆的输入端和多芯电缆的输出端相连；

所述通讯接口模块（5-6）的两端分别与所述第二主控CPU（5-2）和所所述强电搭接保护电路（5-7）相连；

所述强电搭接保护电路（5-7）串接在所述继电器控制电路（5-5）和所述通讯接口模块（5-6）之间；

所述电源转换电路（5-8）的控制端与所述第二主控CPU（5-2）相连、接电输入端与所述数据接收模块（5）的接电端相连。

5.根据权利要求1-4任一项所述的利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统，其特征在于：

所述受控设备（1）是信号灯组（1-1），所述信号灯组（1-1）固定在信号灯杆上，包括红灯、黄灯和绿灯；

所述设备控制器（2）是道路交通信号控制机（2-1），所述道路交通信号控制机（2-1）通过多芯电缆与信号灯组（1-1）相连并控制信号灯组（1-1）中各灯的亮和灭；

所述数据采集设备（3）是视频流量检测器（3-1），所述视频流量检测器（3-1）用于检测车道流量信息并将数据传输给道路交通信号控制机（2-1）。

6.根据权利要求1-4任一项所述的利用多芯电缆实现取电及数据传输的系统，其特征在于：所述受控设备（1）是ETC雨棚灯（1-2）；

所述设备控制器（2）是车道控制器（2-2）；

所述数据采集设备（3）是路侧设备RSU（3-2）。

7.一种利用多芯电缆实现新增设备数据传输的方法，基于权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于包括以下步骤：

步骤A、检测多芯电缆中控制线芯的当前状态，当检测到有2个或者2个以上的控制线芯处于空闲状态时则执行步骤B，否则取电和数据发送模块（4）及数据接收模块（5）控制各自的继电器控制电路使配套的继电器设置为默认的信号控制档位，保证设备控制器能够正常的控制受控设备；

步骤B、取电和数据发送模块（4）及数据接收模块（5）控制各自的继电器控制电路使得配套的继电器与相同的2个空闲控制线芯相连，使上述的2个空闲控制线芯处于数据传输状态：取电和数据发送模块（4）将数据采集设备（3）采集的数据通过控制线芯传输至数据接收模块（5），数据接收模块（5）接收数据后传输至设备控制器（2）。