CN111541443A

CN111541443A - 信号传输电路

Info

Publication number: CN111541443A
Application number: CN202010290537.1A
Authority: CN
Inventors: 陈圣俭; 宋钱骞; 沈峰
Original assignee: Beijing Watertek Information Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Watertek Information Technology Co Ltd
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2020-04-14
Publication date: 2020-08-14
Anticipated expiration: 2040-04-14
Also published as: CN111541443B

Abstract

一种信号传输电路，用于连接第一单元和至少一个第二单元，在第一单元和第二单元之间持续传输第一类型信号，并分时传输至少一个第二类型信号。信号传输电路包括：一根传输线、稳压子电路以及地线；传输线分别与第一单元和第二单元连接，地线分别与第一单元和第二单元连接；稳压子电路与第二单元一一对应；稳压子电路与传输线、第二单元以及地线连接。

Description

信号传输电路

技术领域

本文涉及但不限于硬件电路设计领域，尤指一种信号传输电路。

背景技术

在常规的总线分时复用方式中，总线上是不存在有恒定的信号需要传输的，即在某时间段A，总线传输信号a，在时间段B，总线传输信号b，在时间段C，传输信号c；在其它时间段，总线处于空闲状态，不传送任何信号。然而，当总线上存在恒定信号需要传输时，如何有效实现总线分时复用有待解决。

发明内容

本公开提供了一种信号传输电路，支持分时传输恒定信号和其余信号。

本公开提供了一种信号传输电路，用于连接第一单元和至少一个第二单元，在第一单元和第二单元之间持续传输第一类型信号，并分时传输至少一个第二类型信号；所述信号传输电路包括：一根传输线、稳压子电路以及地线；所述传输线分别与所述第一单元和第二单元连接，所述地线分别与所述第一单元和第二单元连接；所述稳压子电路与所述第二单元一一对应；所述稳压子电路与所述传输线、所述第二单元以及所述地线连接。

本公开提供的信号传输电路，可以在传输线上持续传输恒定的第一类型信号时，分时传输至少一个第二类型信号，且不影响第一类型信号的传输。

本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本公开技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。

图1为本公开至少一实施例的信号传输电路的示意图；

图2为本公开至少一实施例的信号传输电路的示例图；

图3为本公开至少一实施例的稳压子电路的示例图；

图4为本公开至少一实施例的稳压子电路的另一示例图；

图5为本公开至少一实施例的供电控制子电路的示例图；

图6为本公开至少一实施例的信号传输电路的应用实施流程图；

图7为本公开至少一实施例的信号传输电路的脉冲信号的示例图。

具体实施方式

本公开描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本公开所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本公开包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的技术方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本公开实施例的精神和范围内。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或科学术语为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。本公开中，“多个”可以表示两个或两个以上的数目。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“耦接”、“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的或是间接的。“电性的连接”包括构成要素通过具有某种电作用的元件连接在一起的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接的构成要素间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。“具有某种电作用的元件”的例子不仅包括电极和布线，而且可以包括晶体管等开关元件、电阻器、电感器、电容器、其它具有一种或多种功能的元件等。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了部分已知功能和已知部件的详细说明。本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

本公开实施例提供一种信号传输电路，用于连接第一单元和至少一个第二单元，在第一单元和第二单元之间持续传输第一类型信号，并分时传输至少一个第二类型信号。信号传输电路包括：一根传输线、稳压子电路以及地线；传输线分别与第一单元和第二单元连接，地线分别与第一单元和第二电压连接；稳压子电路与传输线、第二单元以及地线连接。

本公开实施例提供一种信号传输电路，用于在一根传输线上实现第一类型信号和第二类型信号的分时复用。其中，第一类型信号需要在传输线上持续传输，而第二类型信号只在某个特定很短的时间段内传输。

在一些示例中，第一类型信号可以为电源信号，第二类型信号可以为数据信号。换言之，传输线同时作为电源线和信号传输线。由于传输线作为电源线，则传输线需要保持一直传输高电平的电源信号。在传输数据信号而中断电源信号的时间段内，通过稳压子电路可以保证给第二单元提供稳定的电源信号，从而满足在一根传输线上既传输电源电压又传输数据信号的需求，不影响给负载提供稳定可靠的供电。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，本实施例的信号传输电路还可以应用在硬件线缆(通道)资源紧缺，但又需要传送不同用途不同种类的数据信号的类似场景。

图1为本公开至少一实施例的信号传输电路的示意图。本实施例提供的信号传输电路，用于连接第一单元10和至少一个第二单元121。如图1所示，本实施例提供的信号传输电路，包括：一根传输线14、地线16以及稳压子电路131。传输线14分别与第一单元10和第二单元121连接，地线16分别与第一单元10和第二单元121连接。稳压子电路131与传输线14、第二单元121以及地线16连接。稳压子电路与第二单元一一对应。当第二单元的数目为多个时，稳压子电路的数目也为多个。然而，本实施例对于稳压子电路和第二单元的数目并不限定。

在本示例性实施例中，传输线14可以为普通的双绞电源线中的一根。为了减少干扰，传输线14可以采用外加屏蔽层的电源线。地线16用于给电源信号和数据信号形成回路。地线16可以为普通的双绞电源线中的另一根。为了减少干扰，地线16也可以与传输线一起采用外加屏蔽层的线缆。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例中，第一单元10可以包括一个由软硬件组成的微计算机系统，例如，总线控制器系统。其中，总线控制器系统可由单片机等硬件系统构成，并配有系统管理、人机接口、总线通信管理及数据处理软件等。在本示例中，总线控制器系统可以作为上位机，用于实现对一根传输线上的第二单元的供电和数据通信及数据管理功能。第二单元121可以为微计算机系统，可以称为下位机。第二单元121可以包括智能传感器、执行器等不同类型的器件。在一些示例中，第二单元121可以由贴片微处理器、贴片集成电路(IC)组成，具有较低功耗。第二单元121在待机状态维持电流仅微安量级，工作时的电流为毫安量级。每一个第二单元121的工作电源的电压值可以是相同的，多个第二单元的工作电源可以由传输线14提供。

在一些示例中，传输线14上可以最多挂接255个第二单元。在一些示例中，第一单元10可以通过传输线14连接不同类型的智能传感器，比如温度、湿度、压力、流量、转速、气体监测等等传感器。在一些示例中，第一单元10可以通过传输线14连接不同类型的执行器，例如数控开关、微型数控电机等，用于实现对远端现场设备的操作。在一些示例中，第一单元10可以通过传输线14连接智能传感器和执行器。然而，本实施例对此并不限定。

在一些示例性实施方式中，稳压子电路可以包括：开关单元和充电单元，开关单元和充电单元串联后连接在传输线和地线之间；充电单元与第二单元连接。

在一些示例性实施方式中，开关单元可以包括：二极管；其中，二极管的阳极与传输线连接，二极管的阴极与充电单元连接。

在一些示例性实施方式中，充电单元可以包括：第一电阻和电容；第一电阻的第一端与开关单元连接，第一电阻的第二端与电容的正极连接，电容的负极与地线连接。

在一些示例性实施方式中，第二单元的电源端可以与第一电阻的第二端连接。

在一些示例性实施方式中，第二单元的电源端可以与第一电阻的第一端连接。

在一些示例性实施方式中，第一类型信号可以为高电平的电源信号；信号传输电路还可以包括：供电控制子电路，供电控制子电路与传输线和第一单元连接，供电控制子电路在第一单元的控制下，向传输线提供电源信号。

在一些示例性实施方式中，供电控制子电路可以包括：第二电阻、第三电阻以及三极管。其中，第一单元的供电控制端与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与三极管的基极连接，三极管的集电极与第三电阻的第一端连接，第三电阻的第二端与第一电源连接，三极管的发射极与地线连接，第三电阻的第二端与所述传输线连接。

在一些示例性实施方式中，信号传输电路还可以包括：连接电阻，连接电阻连接在传输线和地线之间。连接电阻可以实现系统阻抗匹配，防止输入信号的反射。

图2为本公开至少一实施例提供的信号传输电路的示例图。如图2所示，本实施例提供的信号传输电路用于连接第一单元10和多个第二单元(例如，第二单元121、122、123及12n)。信号传输电路可以包括：一根传输线14、多个稳压子电路(例如，稳压子电路131、132、133、13n)、地线16、连接电阻15以及供电控制子电路11。其中，第一单元10和供电控制子电路11分别与传输线14和地线16连接，供电控制子电路11与第一单元10连接。每个第二单元和稳压子电路分别与传输线14和地线16连接，稳压子电路和第二单元一一对应，且稳压子电路与对应的第二单元连接(例如，稳压子电路131与第二单元121连接，稳压子电路132与第二单元122连接)。供电控制子电路11可以在第一单元10的控制下，向传输线14提供电源信号或传送指令。稳压子电路可以在第一单元10通过传输线14与第二单元进行数据通信时，向对应的第二单元提供电源信号。

在本示例性实施例中，第二单元(例如，智能传感器系统)所需的电源信号来自传输线14。传输线14被分时复用，除了用于作为第二单元的电源线外，在通信和数据上传时，可以用作信号传输线。在本示例性实施例中，第一类型信号为高电平的电源信号，例如，电压值为5V。第二类型信号为数据信号和传送指令，均可以为高低电平的脉冲信号，且脉冲信号中低电平的持续时长可以小于或等于10毫秒。

图3为本公开至少一实施例的稳压子电路的示例图。如图3所示，以一个稳压子电路131为例进行说明。本示例性实施例提供的稳压子电路131包括：二极管D、第一电阻Ra以及电容C1。其中，二极管D的阳极与传输线14连接，二极管D的阴极与第一电阻Ra的第一端连接，第一电阻Ra的第二端与电容C1的正极连接，电容C1的负极与地线16连接。第二单元121包括电源接口和接地接口，接地接口与地线16连接，电源接口与第一电阻Ra的第二端连接。在一些示例中，电容C1可以为电解电容。然而，本实施例并不限定电容C1的类型。

如图3所示，传输线14上传输的电源信号的电压值例如为+V_CC，稳压子电路可以用于在传输线14上有低电平脉冲信号时提供电源信号。在传输线14上有低电平脉冲信号时，第二单元(例如，智能传感器系统)的电源取自电容C1的正极。

下面以稳压子电路131和第二单元121为例进行说明。当传输线14上的电压为恒定的+V_CC时(即传输线14提供电源信号)，+V_CC通过二极管D、第一电阻Ra对电容C1进行充电，经3至5个时间常数后，第二单元121的电源接口的电压值为+V_pp，+V_pp可接近+V_CC，例如，+V_pp可以达到0.95V_CC至0.99V_CC。其中，时间常数τ＝RC。在电容充电电路的时间常数的计算式中的R为第一电阻Ra的电阻值，C为电容C1的电容值。当每个元件参数的取值合适时(比如，C＝0.1法拉(F)，R＝200欧姆)，电容充电电路的时间常数约为20秒左右，即第一单元给第二单元上电60至100秒后，传输线14上提供的电压就可以满足每个第二单元正常工作电压的需要。

在本示例性实施例中，当传输线14上出现低电平脉冲信号时，相当于传输线14接地了，因此，前述包括二极管D、第一电阻Ra和电容C1的稳压子电路131，就变成了由电容C1经第二单元121组成的回路进行放电的过程。此时，二极管D处于截止状态，相当于断开了与传输线14的连接，第一电阻Ra上也无压降。电容C1和第二单元121形成的放电回路的时间常数的计算式中的R为第二单元121的等效电阻，因此，放电回路的时间常数一般至少会在100秒以上。由于放电回路的时间常数远远大于电容充电电路的时间常数，因此，放电时电压降低的速度很慢，而充电速度要快的多。而且，在本示例性实施例中，低电平脉冲的持续宽度最大也不大于10毫秒。即便假定低电平脉冲宽度最大为10毫秒，放电时间也只占了放电时间常数的万分之一，就被接着充电了。因此，+V_pp在低电平脉冲信号传送期间为只是略有波动(波动率小于0.1％)的直流稳定电压，完全可以满足第二单元对稳定工作电源的要求。

在本示例性实施例中，通过与第二单元一一对应的稳压子电路，可以消除传输线上的低电平脉冲信号对第二单元的电源信号的影响，从而可以确保在第一单元和第二单元之间进行数据通信时向第二单元提供稳定的电源信号。

图4为本公开至少一实施例提供的稳压子电路的另一示例图。如图4所示，以稳压子电路131为例进行说明。本示例性实施例提供的稳压子电路131包括：二极管D、第一电阻Ra以及电容C1。二极管D的阳极与传输线14连接，二极管D的阴极与第一电阻Ra的第一端连接，第一电阻Ra的第二端与电容C1的正极连接，电容C1的负极与地线16连接。第二单元121包括电源接口和接地接口，接地接口与地线16连接，电源接口与第一电阻Ra的第一端连接。在一些示例中，电容C1可以为电解电容。然而，本实施例并不限定电容C1的类型。

在本示例性实施例中，当传输线14上出现低电平脉冲信号时，二极管D处于截止状态，相当于断开了与传输线14的连接。电容C1、第一电阻Ra和下拉单元121形成放电回路，第一电阻Ra存在分压，提供给下拉单元121的直流电压+Vpp例如可以达到0.9Vcc，可以满足第二单元对稳定工作电源的要求。本示例性实施例的其他方面可以参照图3所示实施例的说明，故于此不再赘述。

如图3和图4所示，第二单元121可以包括：电源接口V1、接地接口GND1、计数电路1210以及第一传输接口I/O₁。其中，接地接口GND1与地线16连接，电源接口V1与稳压子电路131的第一电阻Ra的第一端或第二端连接。稳压子电路131的第一电阻Ra的第一端与二极管D的阴极连接。

在本示例性实施例中，计数电路1210和第一传输接口I/O₁分别与传输线14连接。计数电路1210用于从传输线14接收第一单元下发的传送指令。第一传输接口I/O₁用于向传输线14发送数据信号。其中，计数电路1210可以包括多个同步计数器芯片，用于对第一单元发送的传送指令中的脉冲个数进行计数。传送指令的脉冲个数可以表示第二单元的编号。第二单元121可以通过计数单元1210统计的脉冲个数，来识别第一单元下发的传送指令是否指示自身进行数据上传。

在本示例性实施例中，第二单元121可以通过第一传输接口I/O₁实现上报数据信号。第一传输接口I/O₁可以为通用的双向输入输出接口，可以直接与传输线14连接，结合软件程序实现数据信号发送。

图5为本公开至少一实施例的供电控制子电路的示例图。如图5所示，在本示例性实施例中，供电控制子电路11可以包括：第二电阻Rb、三极管T以及第三电阻Rc。其中，第二电阻Rb的第一端与第一单元10的第三传输接口I/O₃连接，第二电阻Rb的第二端与三极管T的基极连接。第三电阻Rc的第一端与第一电源Vd连接，第三电阻Rc的第二端与三极管T的集电极连接，三极管T的发射极与地线16连接。第三电阻Rc的第二端与传输线14连接。

在本示例性实施例中，第一单元10可以包括：电源接口V2、接地接口GND2、第二传输接口I/O₂和第三传输接口I/O₃。其中，电源接口V2与第二电源Vc连接，接地接口GND2与地线16连接。第二传输接口I/O₂与传输线14连接，第三传输接口I/O₃与供电控制子电路11连接。第二传输接口I/O₂用于从传输线12接收一个或多个第二单元上报的数据信号。第三传输接口I/O₃作为第一单元10的供电控制端，用于向供电控制子电路11提供供电控制信号，以使供电控制子电路11产生电源信号或传送指令。

在本示例性实施例中，第一单元10可以通过第二传输接口I/O₂实现接收数据信号。第二传输接口I/O₂可以为通用的双向输入输出接口，可以直接与传输线14连接，结合软件程序实现数据信号接收。

在本示例性实施例中，当第一单元10需要向第二单元(例如，第二单元121)发送传送指令时，可以通过在传输线14上传输一串高低电平脉冲信号来实现。如图5所示，当要产生低电平脉冲信号时，可以在第三传输接口I/O₃输出一个持续一定时长的高电平信号，使得三极管T处于导通状态，将第三电阻Rc的第二端接地，向传输线14提供低电平脉冲信号。当第三传输接口I/O₃输出低电平信号时，三极管T处于关断状态，传输线14可以通过第二电源Vd获得电源电压+Vcc，例如5V。

在本示例性实施例中，第二电源Vc和第一电源Vd可以是直接从直流稳压电源获得的直流电压。在一些示例中，第二电源Vc和第一电源Vd提供的电压可以相同，例如来自于同一个稳压电源的输出。然而，本实施例对此并不限定。在一些示例中，第一单元和第二单元所需的电源电压不同，则第二电源Vc和第一电源Vd提供的电压可以不同。另外，第二电阻Rb和第三电阻Rc可以为限流电阻，第二电阻Rb和第三电阻Rc的阻值可以依据三极管T的基极电流大小及电流放大倍数等参数而设计选定。

下面以第一单元为总线控制器系统，第二单元为智能传感器系统为例说明信号传输电路的工作过程。在本示例性实施例中，第一类型信号为高电平的电源信号，第二类型信号为数据信号，可以为高低电平的脉冲信号。

在本示例性实施例中，总线控制器系统和多个智能传感器系统都是微计算机软硬件系统。总线控制器系统上电后，通过供电控制子电路，实现对传输线提供电源信号(电源信号为电压值为+VCC的高电平信号)，以使传输线上连接的所有智能传感器系统开始工作。然后，总线控制器系统可以执行自身的管理任务，例如包括监测数据处理、数据显示、报警以及对每个智能传感器系统的管理。当总线控制器系统不对智能传感器系统进行操作时，智能传感器系统会按照设定的程序进行各自的监测和数据存储工作。当总线控制器系统需要掌握每个智能传感器系统的监测数据情况时，总线控制器系统会向传输线发送携带相应智能传感器系统的标识信息的传送指令，以指定某个智能传感器系统向总线控制器系统回传监测数据。在本示例中，智能传感器系统的标识信息可以为智能传感器系统的编号或智能传感器系统对应的智能传感器的编号。

图6为本公开至少一实施例的信号传输电路的应用实施流程图。在本示例性实施例中，信号传输电路的应用实施流程包括以下过程。

步骤201、总线控制器系统上电启动。如图5所示，总线控制器系统可以通过第二电源Vc提供的电源电压启动工作。

步骤202、总线控制器系统给智能传感器系统提供电源信号。

步骤203、智能传感器系统上电启动。

在本示例性实施例中，总线控制器系统可以通过供电控制子电路的设计配合软件程序，在上电后就自动选通合适的直流稳压电源接通传输，确保能为智能传感器系统提供所需要的稳定直流电压+VCC。通过传输线与总线控制器系统连接的多个智能传感器系统可以利用传输线提供的稳定直流电压上电，并按照软件程序的设计启动传感器工作。

在本示例性实施例中，总线控制器系统提供的电源信号要能满足所有(最多255个)智能传感器系统工作所需要的功率消耗。例如，可以通过计算所有智能传感器系统正常工作时的电流大小，按照留有20％至30％余量的原则，选择合适输出电流大小的稳压电源即可。电路设计需确保该根传输线在作为电源线使用时，能胜任传输电源能量的需要和电压值的稳定一致；而作为信号线使用时，同样应能确保正确传输信号，并能把该信号连接到合适的电路输入端对该信号数据能进行准确读取(或识别)。

步骤204、智能传感器系统周期性执行监测任务。

步骤205、智能传感器系统判断监测数据是否存在异常。当监测数据存在异常，则执行步骤206，即智能传感器系统执行报警处理。

在本示例性实施例中，传输线上连接的每一个智能传感器系统都设置成按周期进行状态监测的模式。比如，每1分钟执行一次环境参数的监测，监测持续的时间长度假定为20毫秒，则20毫秒的监测周期结束后，监测数据自动存储，此后智能传感器系统就自动进入待机状态(待机状态为微功耗状态)，等待下一个1分钟时间周期的到来。其中，智能传感器系统对于每个监测周期的监测数据都进行一次超限检查(即，判断监测数据是否存在异常)。当发现监测数据超限时，则智能传感器系统主动报警，并主动向总线控制器系统上传携带异常监测数据的数据信号。在下一个1分钟时间周期到来后，每个智能传感器系统会再次自动进入监测状态，监测完成后再次进入待机状态。若总线控制器系统不对智能传感器系统进行操作时，则智能传感器系统的监测、待机、再监测、再待机的模式会周期性持续重复。

在本示例性实施例中，每一个智能传感器系统在数据监测过程中，都进行数据超限检测，一旦发现数据超限时，智能传感器系统会在本地主动报警，例如，发出声光等警示。同时，该智能传感器系统会主动向总线控制器系统上传报警信号，该报警信号包括该智能传感器系统的编号以及监测到的异常数据。总线控制器系统接收到报警信号后，会即时显示出报警信号，并发出声光提示等，提醒控制中心人员采取相应措施。

在本示例性实施例中，智能传感器系统的报警处理可以采用低电平脉冲信号的形式进行。例如，采用0.5毫秒宽度的低电平脉冲信号，来触发总线控制器系统的中断程序进行处理。总线控制器系统进入中断程序后，先接收报警信号，报警信号的数据格式类似RS232的格式协议，此时传送的数据是传感器的编号+异常数据。其中，报警信号携带的编号为发生报警传感器的自身编号，可以用一个字节(8位，最大值为FF，即255)来表示。即在一个0.5毫秒的低电平启动触发信号之后，接着就传送传感器编号的8位二进制数，该8位二进制数传送结束后，接着就传送具体的异常数据。异常数据上传的开始启动和传输结束可以设置1位标志位，并采用二进制格式，以字节为单元连续传输异常数据。

步骤207、总线控制器系统发送传送指令。

在本示例性实施例中，一旦总线控制器系统向智能传感器系统发出传送指令，则智能传感器系统的周期性持续重复的测量、待机循环过程就结束了。总线控制器系统发出的传送指令可以包括复位唤醒信号以及点名信号。由于总线控制器系统发出的复位唤醒信号(例如，10毫秒的持续低电平脉冲)的出现，每个智能传感器系统被强制复位，每个智能传感器系统均进入数据上传的准备阶段。当总线控制器系统需要获取某个智能传感器的测量数据时，总线控制器系统会通过点名信号对智能传感器进行点名操作。点名信号可以携带相应的智能传感器的编号。其中，被点到名的智能传感器(即，点名信号携带的编号对应的智能传感器)需要上传数据信号，没有点到名的智能传感器(即，除点名信号携带的编号对应的智能传感器以外的智能传感器)按原设计程序执行工作。通过点名信号可以指定特定的智能传感器系统上传数据信号(或执行动作)。

在本示例性实施例中，点名信号可以为占空比为50％的宽度为1毫秒的高低电平方波脉冲信号。例如，当需要第15号智能传感器上传监测数据，则点名信号可以包括连续的15个方波脉冲串。

图7为本公开至少一实施例的信号传输电路的脉冲信号的示例图。如图7所示，虚线左侧所示为总线控制器系统下发的传送指令的操作时序。其中，10ms为复位唤醒信号，复位唤醒信号之后为高低电平方波脉冲信号，用于指示特定智能传感器的编号。

步骤208、智能传感器系统接收到传送指令后，识别自身是否被点名。当识别到自身被点名，则执行步骤209；当识别到自身没有被点名，则返回步骤204。

步骤209、智能传感器系统上传数据信号。

在本示例性实施例中，智能传感器系统可以利用计数电路对点名信号的脉冲个数进行计数。由于每个智能传感器系统具有一个唯一且不相同的编号，因此，通过智能传感器系统的编号可以区分不同的智能传感器系统。当智能传感器系统利用计数电路获得的计数脉冲个数与自身的编号相同(例如，均为15)时，智能传感器系统可以确认自己被点名了，即自己为被指定向总线控制器系统发送监测数据的传感器。其余智能传感器系统则无需上传监测数据，可以继续按照设定程序执行原来的任务。

在本示例性实施方式中，智能传感器系统上报的数据信号可以包括智能传感器系统的编号以及最新的监测数据。关于数据信号的传输方式可以与报警信号的传输方式可以相同。

在本示例性实施例中，当智能传感器系统向总线控制器系统发送数据信号时，仍可以采用脉冲信号的形式。例如，一位数据的宽度可以设定为1毫秒(ms)，采用正逻辑，其中，高电平脉冲信号代表数据“1”、低电平脉冲信号代表数据“0”。然而，本实施例对此并不限定。

在本示例性实施例中，在数据上传的开始启动和数据传输的结束分别设置1位标志位(例如，采用类似RS232的数据传输格式)，按位(bit)传送，并采用二进制格式，以“字节”为单位连续传输数据(单个字节宽度传输8位数据)。通过以上传输方式可以用最短的时间传输最大的信息量，并且方便实现。在一些示例中，开始传送第一个数据“位”之前先传送1位高电平标志位“1”(表示传送开始)，传送第八位数据位之后，若传送结束，则接着传送1位低电平标志位“0”(表示传送结束)。若是一次传送两个“字节”以上的数据时，则每个字节之间的“结束标志0”，改用“起始标志1”来标识，直到最后一个字节传送结束时，才用“结束标志0”来标识，表明整个数据传送过程的结束。如图7所示，在虚线右侧所示为智能传感器系统上传数据信号的时序。图7所示的时序为在启动标识信号“1”和结束标识信号“0”之间传输信号为“01001011”。

在本示例性实施例中，传输线上传输的信号是双向的。一是由总线控制器系统向传输线上连接的智能传感器系统发送的对智能传感器进行点名的信号，可以称为向下传送指令；二是由智能传感器系统向总线控制器系统发送的数据信号，可以称为向上发送数据。无论信号是向下传送还是向上传送，都可以采用高低电平脉冲的形式。

在本示例性实施例中，总线控制器系统向下传输传送指令时，最大的低电平脉冲宽度为10毫秒(复位唤醒信号)，紧接着就是高电平脉冲(点名信号)进行充电了。智能传感器系统向上传送数据信号时，由于在传送连续两个字节之间会有一个起始标志信号“1”(即高电平脉冲)，因此，最大的连续低电平脉冲无论如何也不会大于10毫秒。如此一来，结合硬件电路设计，可以确保向智能传感器系统提供稳定的电源信号，消除传输线上的低电平脉冲信号对电源信号的影响。

步骤210、总线控制器系统接收数据信号。

步骤211、总线控制器系统执行显示、报警和管理任务。

在本示例性实施例中，当总线控制器系统在发出传送指令后接收到智能传感器系统上报的数据信号，则总线控制系统可以执行显示和管理任务。当总线控制器系统接收到智能传感器系统上报的报警信号，则总线控制系统可以执行显示和报警任务。

在步骤211之后，总线控制器系统可以返回执行步骤207，即可以根据需要向对应的智能传感器系统发出传送指令。

本示例性实施例提供的信号传输电路可以实现在一根传输线上分时传送电源信号和数据信号，而且实现在数据信号传输期间，不影响给负载提供稳定可靠的供电。

以上显示和描述了本公开的基本原理和主要特征和本公开的优点。本公开不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本公开的原理，在不脱离本公开精神和范围的前提下，本公开还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本公开范围内。

Claims

1.一种信号传输电路，其特征在于，用于连接第一单元和至少一个第二单元，在第一单元和第二单元之间持续传输第一类型信号，并分时传输至少一个第二类型信号；

所述信号传输电路包括：一根传输线、稳压子电路以及地线；所述传输线分别与所述第一单元和第二单元连接，所述地线分别与所述第一单元和第二单元连接；

所述稳压子电路与所述第二单元一一对应；所述稳压子电路与所述传输线、所述第二单元以及所述地线连接。

2.根据权利要求1所述的信号传输电路，其特征在于，所述稳压子电路，包括：开关单元和充电单元，所述开关单元和充电单元串联后连接在所述传输线和地线之间；所述充电单元与所述第二单元连接。

3.根据权利要求2所述的信号传输电路，其特征在于，所述开关单元包括：二极管，所述二极管的阳极与所述传输线连接，所述二极管的阴极与所述充电单元连接。

4.根据权利要求2所述的信号传输电路，其特征在于，所述充电单元包括：第一电阻和电容；所述第一电阻的第一端与开关单元连接，所述第一电阻的第二端与电容的正极连接，所述电容的负极与地线连接。

5.根据权利要求4所述的信号传输电路，其特征在于，所述第二单元的电源端与所述第一电阻的第二端连接。

6.根据权利要求4所述的信号传输电路，其特征在于，所述第二单元的电源端与所述第一电阻的第一端连接。

7.根据权利要求1所述的信号传输电路，其特征在于，所述第一类型信号为高电平信号，所述第二类型信号为脉冲信号，且所述脉冲信号中低电平的持续时长小于或等于10毫秒。

8.根据权利要求1所述的信号传输电路，其特征在于，所述第一类型信号为高电平的电源信号；

所述信号传输电路还包括：供电控制子电路，所述供电控制子电路与所述传输线和第一单元连接，所述供电控制子电路在所述第一单元的控制下，向所述传输线提供电源信号。

9.根据权利要求8所述的信号传输电路，其特征在于，所述供电控制子电路包括：第二电阻、第三电阻以及三极管；所述第一单元的供电控制端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与第一电源连接，所述三极管的发射极与地线连接，所述第三电阻的第二端与所述传输线连接。

10.根据权利要求1所述的信号传输电路，其特征在于，所述信号传输电路还包括：连接电阻，所述连接电阻连接在所述传输线和地线之间。