CN110958121A - 通讯接口电路及主机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车联网技术领域，公开了一种通讯接口电路及主机。本发明通过所述通讯接口电路包括依次连接的数据通讯电路、调制解调电路以及电源电路，所述数据通讯电路，用于获取待输出的通讯数据，将所述通讯数据输出至所述调制解调电路，以使所述调制解调电路将所述通讯数据转换为预设信号，所述预设信号为在电源线上传输的信号；所述电源电路，用于输出电源信号给外部负载以及将所述预设信号通过电源线输出至所述外部负载；所述数据通讯电路，还用于接收所述外部负载基于所述预设信号的反馈信号，从而使所述通讯接口电路在提供电源信号的同时进行数据信号的传输，实现电源信号复用的目的。

Description

通讯接口电路及主机
技术领域
本发明涉及车联网技术领域，尤其涉及通讯接口电路及主机。
背景技术
目前，倒车雷达已成为汽车的标配辅助系统，能够为驾驶员提供后方障碍物提醒，倒车雷达方案要求雷达探头至少4根线，且数据通讯都采用局域互联网络(LocalInterconnect Network，LIN)通讯，因此，探头线束多且芯片成本较高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供通讯接口电路及主机，旨在解决电源线进行复用，实现线路的精简。
为实现上述目的，本发明提供一种通讯接口电路，所述通讯接口电路包括依次连接的数据通讯电路、调制解调电路以及电源电路，所述数据通讯电路与所述调制解调电路通过数据线连接，所述调制解调电路与所述电源电路通过电源线连接；其中，
所述数据通讯电路，用于获取待输出的通讯数据，将所述通讯数据与将所述通讯数据输出至所述调制解调电路，以使所述调制解调电路将所述通讯数据转换为预设信号，所述预设信号为在电源线上传输的信号；
所述电源电路，用于输出电源信号给外部负载以及将所述预设信号通过电源线输出至所述外部负载；
所述数据通讯电路，还用于接收所述外部负载基于所述预设信号的反馈信号。
优选地，所述数据通讯电路包括数据发送电路、数据接收电路以及分压电路；
所述数据发送电路，用于在当前状态为发送状态时，将所述通讯数据输出至所述调制解调电路；
所述数据接收电路，用于在当前状态为接收状态时，接收所述外部负载基于所述预设信号的反馈信号；
所述分压电路，用于采集所述数据发送电路以及所述数据接收电路的电压信号，将采集的电压信号与参考电压进行比较，根据比较结果确定所述数据发送电路以及所述数据接收电路的当前状态。
优选地，所述数据发送电路，包括第一电阻、第二电阻以及三极管，所述第一电阻的第一端连接发送端点，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地，所述三极管的基极连接所述第一电阻的第二端，所述三极管的集电极连接所述分压电路，所述三极管的发射极接地。
优选地，所述数据接收电路，包括第三电阻以及电容，所述第三电阻的第一端连接接收端点，所述第三电阻的第二端连接所述分压电路，所述电容的第一端连接所述第三电阻的第二端，所述电容的第二端接地。
优选地，所述分压电路包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的第一端连接电源，所述第四电阻的第二端连接所述三极管的集电极，所述第五电阻的第一端连接所述第四电阻的第二端，所述第五电阻的第二端接地。
优选地，所述预设信号为预设周期的波形信号或脉冲信号。
优选地，所述预设周期为200ms。
优选地，所述波形信号为占空比范围为20％-80％的波形信号，所述脉冲信号为频率范围为50-200hz的脉冲信号。
优选地，所述反馈信号为不同时间长短的反馈信号。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种主机，其特征在于，所述主机包括如上文所述的通讯接口电路。
本发明提供的技术方案，通过所述通讯接口电路包括依次连接的数据通讯电路、调制解调电路以及电源电路，所述数据通讯电路与所述调制解调电路通过数据线连接，所述调制解调电路与所述电源电路通过电源线连接；其中，所述数据通讯电路，用于获取待输出的通讯数据，将所述通讯数据输出至所述调制解调电路，以使所述调制解调电路将所述通讯数据转换为预设信号，所述预设信号为在电源线上传输的信号；所述电源电路，用于输出电源信号给外部负载以及将所述预设信号通过电源线输出至所述外部负载；所述数据通讯电路，还用于接收所述外部负载基于所述预设信号的反馈信号，从而使所述通讯接口电路在提供电源信号的同时进行数据信号的传输，实现电源信号复用的目的。
附图说明
图1是本发明通讯接口电路模块示意图；
图2为本发明通讯接口电路一实施例的具体电路图；
图3为本发明基于倒车雷达通讯系统示意图；
图4为本发明雷达探头电路示意图；
图5为本发明基于倒车雷达通讯系统中的信号发送示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
下面将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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种通讯接口电路。
参照图1，在本发明实施例中，所述通讯接口电路包括依次连接的数据通讯电路10、调制解调电路20以及电源电路30，所述数据通讯电路10与所述调制解调电路20通过数据线连接，所述调制解调电路20与所述电源电路30通过电源线连接；其中，
需要说明的是，所述数据通讯电路10与所述调制解调电路20通过数据线连接，数据通讯采用的是自定义协议而非局域互联网络(Local Interconnect Network，LIN)通讯，即采用普通的输入/输出(Input/Output，IO)接口即可实现，达到降低芯片成本的目的。
所述数据通讯电路10，用于获取待输出的通讯数据，将所述通讯数据输出至所述调制解调电路20，以使所述调制解调电路20将所述通讯数据转换为预设信号，所述预设信号为在电源线上传输的信号。
所述电源电路30，用于输出电源信号给外部负载40以及将所述预设信号通过电源线输出至所述外部负载40。
所述数据通讯电路10，还用于接收所述外部负载40基于所述预设信号的反馈信号。
本发明提供的技术方案，通过所述通讯接口电路包括依次连接的数据通讯电路10、调制解调电路20以及电源电路30，所述数据通讯电路10与所述调制解调电路20通过数据线连接，所述调制解调电路20与所述电源电路30通过电源线连接；其中，所述数据通讯电路10，用于获取待输出的通讯数据，将所述通讯数据输出至所述调制解调电路20，以使所述调制解调电路20将所述通讯数据转换为预设信号，所述预设信号为在电源线上传输的信号；所述电源电路30，用于输出电源信号给外部负载40以及将所述预设信号通过电源线输出至所述外部负载40；所述数据通讯电路10，还用于接收所述外部负载40基于所述预设信号的反馈信号，从而使所述通讯接口电路在提供电源信号的同时进行数据信号的传输，实现电源信号复用的目的。
具体的，参照图2所示的电路结构图，所述数据通讯电路10包括数据发送电路、数据接收电路以及分压电路。
所述数据发送电路，用于在当前状态为发送状态时，将所述通讯数据输出至所述调制解调电路20；所述数据接收电路，用于在当前状态为接收状态时，接收所述外部负载40基于所述预设信号的反馈信号；所述分压电路，用于采集所述数据发送电路以及所述数据接收电路的电压信号，将采集的电压信号与参考电压进行比较，根据比较结果确定所述数据发送电路以及所述数据接收电路的当前状态。
所述数据发送电路，包括第一电阻R1、第二电阻R2以及三极管Q1，所述第一电阻R1的第一端连接发送端点，所述第一电阻R1的第二端连接所述第二电阻R2的第一端，所述第二电阻R2的第二端接地，所述三极管Q1的基极连接所述第一电阻R1的第二端，所述三极管Q1的集电极连接所述分压电路，所述三极管Q1的发射极接地。
所述数据接收电路，包括第三电阻R3以及电容C1，所述第三电阻R3的第一端连接接收端点，所述第三电阻R3的第二端连接所述分压电路，所述电容C1的第一端连接所述第三电阻R3的第二端，所述电容C1的第二端接地。
所述分压电路包括第四电阻R4和第五电阻R5，所述第四电阻R4的第一端连接电源，所述第四电阻R4的第二端连接所述三极管Q1的集电极，所述第五电阻R5的第一端连接所述第四电阻R4的第二端，所述第五电阻R5的第二端接地。
需要说明的是，所述发送端点用节点1表示，所述接收端点用节点2表示，每个内部电路均支持收发，且连接到同一引脚，具体说明如下：通过微控制单元(MicrocontrollerUnit，MCU)内部1号引脚进行数据发送，通过MCU内部2号引脚进行数据接收，且发送数据时可接收回来进行校验；进行数据发送时，MCU控制1号脚输出高电平，此时Q1导通，对应A点接地为低电平，当1号脚输出低电平；此时Q1截止，对应A点由R4、R5与电源连接进行分压成高电平，通过控制1号脚的逻辑可实现A点即输出脚的高低信号，实现数据的发送；同时可以通过检测2号脚实现数据的接收。
在本实施例中，所述电源为VCC，采用直流供电。
本发明还提出一种主机，所述主机包括如上文所述的通讯接口电路，该主机的具体结构参照上述实施例，由于本主机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述主机包括控制单元。
需要说明的是，所述主机还应用于倒车雷达通讯系统，所述倒车雷达通讯系统包括如上文所述的主机以及雷达探头，如图3所示的基于倒车雷达通讯系统示意图，包括雷达探头以及主机，所述主机包括中控显示和报警模块，所述中控显示用于显示雷达探头测量出的位置信息，所述报警模块用于进行驱动蜂鸣器进行报警提醒。具体流程如下：首先系统启动：当主机检测到R档开关信号或者网络上开启信号时，主机向所有雷达探头同时供电；系统上电开启，然后进行系统自检：每个雷达进行上电自检，将自身状态运行信息反馈给主机，主机综合逻辑处理所有信息，确定是否驱动蜂鸣器进行报警提醒；最后进行系统运行：在运行过程中根据各个雷达反馈的障碍物信息进行各个方位距离显示，同时驱动蜂鸣器进行不同频率报警。
其中，所述雷达探头包括雷达通讯电路，所述雷达通讯电路包括包括依序连接的驱动电路、探测电路、放大电路、模数转换电路以及滤波电路；所述驱动电路的输入端连接所述主机，所述驱动电路的输出端连接所述探测电路；所述放大电路的输入端连接所述放大电路，所述放大电路的输出端连接所述主机，如图4所示的雷达探头电路示意图。
在本实施例中，所述主机还包括控制器，所述控制器可执行以下通讯方法，包括：所述主机获取待传输数据，将所述待传输数据转换为预设电源数据，其中，所述电源数据包括预设占空比的波形数据或预设脉冲数据。
将所述预设占空比的波形数据或预设脉冲数据通过电源线传输至所述雷达探头，以使所述雷达探头对所述预设占空比的波形数据或预设脉冲数据进行识别，得到工作指令信息，并根据所述工作指令信息反馈预设时长的波形数据；对所述预设时长的波形数据进行识别，得到当前障碍物距离信息。
需要说明的是，通过采用电源数据通讯线复用技术，主机将需要通讯的数据通过调制电路转换成能够在电源线上传播的信号，然后雷达探头通过解调电路转换成正常的数据波形，逆向传输原理相同。
进一步地，所述将所述预设占空比的波形数据或预设脉冲数据通过电源线传输至所述雷达探头，包括：
获取目标发送周期信息，根据所述目标发送周期信息将所述预设占空比的波形数据或预设脉冲数据通过电源线传输至所述雷达探头。
如图5所示的信号发送示意图，模块A先发送控制指令给模块B，为固定周期的10％-90％的PWM或10-90HZ的脉冲，B根据内部状态，发出不同时长的低电平表示不同不同状态，单线波形如图5所示。
数据上传递的信号波形分为Ts时间及Tlow时间两部分，Ts段内为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)波形或脉冲，不同的占空比或者不同的脉冲值，来表示不同的指令；Tlow段内一直为低电平，不同的时间段表示不同的指令；具体的Ts和Tlow时间长短由模块B确定，其中，模块A一直发送固定周期的PWM波形或脉冲，模块B强制将波形全部拉低，硬线上波形表现为一直低。
进一步地，所述目标发送周期信息为200ms，所述预设占空比的波形数据的占空比范围为20％-80％，所述预设脉冲数据的频率范围为50-200hz。
需要说明的是，所述目标发送周期信息优选为Ts＝200ms，此时间段内PWM占空比为20％-80％，或频率为50-200hz；反馈不同PWM占空比或者频率值表示不同的控制模式。例如：模块A发送60％的占空比给模块B进行PWM控制，如表1表示的工作模式对照表。
序号 A模块发送含义 Ts[ms] PWM[％] 脉冲[hz]
1 请求自检 200 20 50
2 工作模式1 200 40 100
3 工作模式2 200 60 150
4 工作模式3 200 80 200
表1
进一步地，所述对所述预设时长的波形数据进行识别，得到当前障碍物距离信息，包括：
获取距离信息与波形时长信息的关系映射表；通过所述关系映射表对所述预设时长的波形数据进行识别，得到当前障碍物距离信息。
在本实施例中，所述预设时长为Tlow＝100ms、200ms、300ms、400ms等，如图表2所示的不同时间长短表示不同反馈；例如B模块反馈Tlow＝600ms，表示当前障碍物距离5。
序号 B模块反馈含义 Ts[ms] Tlow[ms]
1 自检失败 200 100
2 障碍物距离1 200 200
3 障碍物距离2 200 300
4 障碍物距离3 200 400
5 障碍物距离4 200 500
6 障碍物距离5 200 600
7 障碍物距离6 200 700
8 障碍物距离7 200 800
9 障碍物距离8 200 900
10 无障碍物 200 1000
表2
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种通讯接口电路，其特征在于，所述通讯接口电路包括依次连接的数据通讯电路、调制解调电路以及电源电路，所述数据通讯电路与所述调制解调电路通过数据线连接，所述调制解调电路与所述电源电路通过电源线连接；其中，
所述数据通讯电路，用于获取待输出的通讯数据，将所述通讯数据与将所述通讯数据输出至所述调制解调电路，以使所述调制解调电路将所述通讯数据转换为预设信号，所述预设信号为在电源线上传输的信号；
所述电源电路，用于输出电源信号给外部负载以及将所述预设信号通过电源线输出至所述外部负载；
所述数据通讯电路，还用于接收所述外部负载基于所述预设信号的反馈信号。
2.如权利要求1所述的通讯接口电路，其特征在于，所述数据通讯电路包括数据发送电路、数据接收电路以及分压电路；
所述数据发送电路，用于在当前状态为发送状态时，将所述通讯数据输出至所述调制解调电路；
所述数据接收电路，用于在当前状态为接收状态时，接收所述外部负载基于所述预设信号的反馈信号；
所述分压电路，用于采集所述数据发送电路以及所述数据接收电路的电压信号，将采集的电压信号与参考电压进行比较，根据比较结果确定所述数据发送电路以及所述数据接收电路的当前状态。
3.如权利要求2所述的通讯接口电路，其特征在于，所述数据发送电路，包括第一电阻、第二电阻以及三极管，所述第一电阻的第一端连接发送端点，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地，所述三极管的基极连接所述第一电阻的第二端，所述三极管的集电极连接所述分压电路，所述三极管的发射极接地。
4.如权利要求2所述的通讯接口电路，其特征在于，所述数据接收电路，包括第三电阻以及电容，所述第三电阻的第一端连接接收端点，所述第三电阻的第二端连接所述分压电路，所述电容的第一端连接所述第三电阻的第二端，所述电容的第二端接地。
5.如权利要求3所述的通讯接口电路，其特征在于，所述分压电路包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的第一端连接电源，所述第四电阻的第二端连接所述三极管的集电极，所述第五电阻的第一端连接所述第四电阻的第二端，所述第五电阻的第二端接地。
6.如权利要求1至5中任一项所述的通讯接口电路，其特征在于，所述预设信号为预设周期的波形信号或脉冲信号。
7.如权利要求6所述的通讯接口电路，其特征在于，所述预设周期为200ms。
8.如权利要求6所述的通讯接口电路，其特征在于，所述波形信号为占空比范围为20％-80％的波形信号，所述脉冲信号为频率范围为50-200hz的脉冲信号。
9.如权利要求1至5中任一项所述的通讯接口电路，其特征在于，所述反馈信号为不同时间长短的反馈信号。
10.一种主机，其特征在于，所述主机包括如权利要求1至9中任一项所述的通讯接口电路。
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