CN112134772B - 一种基于单线的传输数据方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种基于单线的传输数据方法及设备，包括：在预设的第一周期内，主节点通过总线向从节点发送所述数据传输的指令信息；所述从节点根据数据传输的指令信息判断是否需要发送数据；所述从节点若判断出需要发送数据，将数据通过所述总线发送至所述主节点；在预设的第二周期内，根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点。本说明书实施例在预设的第一周期内，主动向从节点索要数据，在预设的第二周期内，根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点可以将数据主动发送至主节点，以完成单线的数据传输。

Description

一种基于单线的传输数据方法及设备
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于单线的传输数据方法及设备。
背景技术
设备作业时，大都是由多支仪器组合在一起工作，过程中需要将数据汇总至中控，以便由中控上传至地面控制系统。由于空间限制，挂载多支仪器的通信总线只能单线。现有技术中，设备进行单线传输数据的方法比较复杂，无法适应很多场景。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于单线的传输数据方法及设备，用于解决现有技术中设备进行单线传输数据的方法比较复杂，无法适应很多场景的问题。
本申请实施例采用下述技术方案：
本申请实施例提供一种基于单线的传输数据方法，所述方法包括：
在预设的第一周期内，主节点通过总线向从节点发送数据传输的指令信息；
所述从节点根据数据传输的指令信息判断是否需要发送数据；
所述从节点若判断出需要发送数据，将数据通过所述总线发送至所述主节点；
在预设的第二周期内，根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点，其中，所述总线的电位情况通过数据传输检测电路进行检测。
需要说明的是，本说明书实施例在预设的第一周期内，主动向从节点索要数据，在预设的第二周期内，根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点可以将数据主动发送至主节点，以完成单线的数据传输。
进一步的，所述其他从节点的数据状态包括有数据上传与无数据上传；
所述根据预先设定的从节点优先级与总线的电位情况，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点，具体包括：
根据预先设定的从节点优先级，其他从节点的数据状态为有数据上传时，判断总线是否处于预设电位，并在判断出总线处于预设电位时，通过所述总线将数据发送至所述主节点。
需要说明的是，本说明书实施例通过预设优先级逐次确定当前的从节点是否有数据需要传输到主节点，在确定出该从节点有数据需要传输到主节点时，判断总线是否处于预设电位，在判断出总线处于预设电位时，将该从节点的数据发送至主节点。
进一步的，所述其他从节点的数据状态包括有数据上传与无数据上传；
所述根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点，具体包括：
根据其他从节点的数据状态，判断是否有其他从节点向主节点发送数据；
若判断出有其他从节点向主节点发送数据，根据预先设定的从节点优先级，其他从节点判断总线是否处于预设电位，并在判断出总线处于预设电位时，通过所述总线将数据发送至所述主节点。
需要说明的是，本说明书实施例通过其他从节点的数据状态，判断出哪些从节点需要向主节点发送数据，再根据预先设定的从节点优先级逐次进行传输，在每个从节点向主节点传输数据前，需要判断总线是否处于预设电位，即判断总线是否为空闲状态。
进一步的，所述预设电位为第一电位或第二电位，其中，所述第一电位为第一传输检测电路检测出所述总线空闲时的电位，所述第二电位为第二传输检测电路检测出所述总线空闲时的电位，所述第一电位大于所述第二电位。
进一步的，所述第一传输检测电路包括第一发送端口、第一接收端口、总线与第一检测模块，其中，
所述主节点与从节点皆通过所述第一发送端口与第一接收端口连接第一串口；
所述第一串口连接所述总线；
所述第一检测模块连接所述第一接收端口、所述第一发送端口以及所述总线。
进一步的，所述第一检测模块包括三个单元，其中，所述第一检测模块包括第一单元、第二单元与第三单元；
所述第一单元的第一端连接所述第一发送端口，所述第一单元的第二端连接高电位，所述第一单元的第三端连接地与所述第三单元的第一端；
所述第二单元的第一端连接所述第一发送端口，所述第二单元的第二端接地，所述第二单元的第三端连接高电位与总线；
所述第三单元的第一端连接地与所述第一单元的第三端，所述第三单元的第二端连接总线，所述第三单元的第三端连接第一接收端口与高电位。
进一步的，所述第二传输检测电路包括第二发送端口、第二接收端口、总线与第二检测模块，其中，
所述主节点与从节点皆通过所述第二发送端口与第一接收端口连接第二串口；
所述第二串口连接所述总线；
所述第二检测模块连接所述第二接收端口、所述第二发送端口以及所述总线。
进一步的，所述第二检测模块包括四个单元，其中，所述第二检测模块包括第四单元、第五单元、第六单元与第七单元；
所述第四单元的第一端连接第二发送端口，所述第四单元的第二端连接高电位，所述第四单元的第三端连接地与所述第五单元的第一端；
所述第五单元的第一端连接地与第四单元的第三端，所述第五单元的第二端连接总线，所述第五单元的第三端连接地与所述第六单元的第一端；
所述第六单元的第一端连接地与所述第五单元的第三端，所述第六单元的第二端连接高电位，所述第六单元的第三端连接地与所述第二接收端；
所述第七单元的第一端连接第二发送端口，所述第七单元的第二端连接高电位，所述第七单元的第三端连接地与总线。
进一步的，所述方法应用于钻井设备，所述方法还包括：
在预设的第一周期内，钻井设备的主节点通过总线向所述钻井设备的从节点发送所述数据传输的指令信息；
所述钻井设备的从节点根据数据传输的指令信息判断是否需要发送数据；
所述钻井设备的从节点若判断出需要发送数据，将数据通过所述总线发送至所述钻井设备的主节点；
在预设的第二周期内，确定出需要向所述钻井设备的主节点发送数据的其他从节点；
根据预先设定的钻井设备的从节点优先级与总线的电位情况，各个钻井设备的其他从节点将数据通过总线依次发送至所述钻井设备的主节点。
本申请实施例还提供一种基于单线的传输数据设备，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
在预设的第一周期内，主节点通过总线向从节点发送数据传输的指令信息；
所述从节点根据数据传输的指令信息判断是否需要发送数据；
所述从节点若判断出需要发送数据，将数据通过所述总线发送至所述主节点；
在预设的第二周期内，根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点，其中，所述总线的电位情况通过数据传输检测电路进行检测。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本说明书实施例在预设的第一周期内，主动向从节点索要数据，在预设的第二周期内，根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点可以将数据主动发送至主节点，以完成单线的数据传输。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本说明书实施例一提供的一种基于单线的传输数据方法的流程示意图；
图2为本说明书实施例二提供的一种基于单线的传输数据方法的流程示意图；
图3为本说明书实施例提供的主节点运行周期的示意图；
图4为本说明书实施例提供的第一传输检测电路的示意图；
图5为本说明书实施例提供的第二传输检测电路的示意图；
图6为本说明书实施例提供的网络设备数据协议流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1为本说明书实施例一提供的一种基于单线的传输数据方法的流程示意图，可以具体包括：
步骤S101，在预设的第一周期内，主节点通过总线向从节点发送所述数据传输的指令信息。
在本说明书实施例的步骤S101中，设备中有多个节点，初始化过程中可以选出某个节点为主节点，其他节点为从节点，并且，可以为主节点编号为0，从节点可以编号为1、2、3……n。
步骤S102，从节点根据数据传输的指令信息判断是否需要发送数据。
在本说明书实施例的步骤S102中，主节点向从节点发送的数据传输的指令信息中应包括该从节点的标识信息，若是主节点发送至从节点的数据传输的指令信息中并没有该从节点的标识信息，从节点可以判定主节点发送的数据传输的指令信息错误，终止操作；若主节点发送至从节点的数据传输的指令信息中有该节点的标识信息，从节点可以将数据发送至主节点。
步骤S103，从节点若判断出需要发送数据，将数据通过所述总线发送至所述主节点。
步骤S104，在预设的第二周期内，根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点，其中，所述总线的电位情况通过数据传输检测电路进行检测。
与本说明书实施例一相对应的是，图2为本说明书实施例二提供的一种基于单线的传输数据方法的流程示意图，可以具体包括：
步骤S201，在预设的第一周期内，主节点通过总线向从节点发送所述数据传输的指令信息。
在本说明书实施例的步骤S201中，设备中有多个节点，初始化过程中可以选出某个节点为主节点，其他节点为从节点，并且，可以为主节点编号为0，从节点可以编号为1、2、3……n。
步骤S202，从节点根据数据传输的指令信息判断是否需要发送数据。
在本说明书实施例的步骤S202中，主节点向从节点发送的数据传输的指令信息中应包括该从节点的标识信息，若是主节点发送至从节点的数据传输的指令信息中并没有该从节点的标识信息，从节点可以判定主节点发送的数据传输的指令信息错误，终止操作；若主节点发送至从节点的数据传输的指令信息中有该节点的标识信息，从节点可以将数据发送至主节点。
步骤S203，从节点若判断出需要发送数据，将数据通过所述总线发送至所述主节点。
步骤S204，在预设的第二周期内，根据预先设定的从节点优先级，其他从节点的数据状态为有数据上传时，判断总线是否处于预设电位，并在判断出总线处于预设电位时，通过所述总线将数据发送至所述主节点。
在本说明书实施例的步骤S204中，其他从节点的数据状态包括有数据上传与无数据上传。
进一步的，本说明书实施例在第二周期时，方法还可以包括：
根据其他从节点的数据状态，判断是否有其他从节点向主节点发送数据；
若判断出有其他从节点向主节点发送数据，根据预先设定的从节点优先级，其他从节点判断总线是否处于预设电位，并在判断出总线处于预设电位时，通过所述总线将数据发送至所述主节点。
进一步的，第二周期内，若判断出其他从节点不需要向主节点发送数据，本说明书实施例的步骤还包括：
等待所述第二周期结束，继续执行下一个第一周期。
需要说明的是，步骤S201至步骤S203发生在预设的第一周期内。步骤S204至步骤S205发生在预设的第二周期内。第一周期与第二周期可以组成整个周期，每个周期的时间相同，即第一周期与第二周期的时间固定不变。主节点每隔第一周期与第二周期，依次读取各从节点的数据信息。图3出示了主节点运行周期的示意图。其中，第一周期T1是主节点对指定从节点进行数据采集的时间段，在T1时间段，主节点发送命令，要求获取某从节点数据，随后释放总线，主节点进入接收数据状态；从节点接收指令数据包后，可以先判断主节点是否需要采集自己的数据，即判断是否发送数据，如果主节点是需要采集自己的数据，则当前的从节点向主节点上传数据，占用总线，如果主节点不是采集自己的数据，则继续等待，TI时间段结束后，其他从节点进入自主上传模式，即进入第二周期T2阶段。
第二周期T2是其他从节点向主节点自主上传数据的时间段，在T2时间段，从节点处于两种状态(有数据状态和无数据状态)，可以先确定出每个从节点的状态，每个从节点再依据事先设定的优先级(如p1，p2…，pn，p1<p2<p3……pn)来发送数据，其策略是：将T2时间段内按着优先顺序将有数据状态的从节点进入上传模式，在从节点向主节点上传数据前，需要判断出总线是否被占用，即需要判断总线是否处于预设电位，若确定出总线处于预设电位，即说明总线未被占用，该从节点进入上传模式，当该从节点上传完后，其他从节点可以得知该从节点已上传完，排在下一位的从节点向主节点上传数据。
需要说明的是，由于T2时间段时间有限，若是超出该时间段而其他从节点未完成数据上传，将终止数据的上传，留在下一个周期进行。从节点在第一周期T1上传的数据可以为主节点所需的数据，从节点在第二周期T2上传的数据可以为故障报警等数据。
需要说明的是，本说明书实施例的预设电位可以为第一电位或第二电位，其中，第一电位为第一传输检测电路检测出所述总线空闲时的电位，第二电位为第二传输检测电路检测出总线空闲时的电位，第一电位大于第二电位。比如，第一电位可以为高电位，可以为5V左右，第二电位可以为低电位，可以为0V左右。
在本说明书实施例中，第一传输检测电路可以包括第一发送端口、第一接收端口、总线与第一检测模块，其中，
主节点与从节点皆通过第一发送端口与第一接收端口连接第一串口；
第一串口连接总线；
第一检测模块连接第一接收端口、第一发送端口以及总线。其中，第一串口可以为UART，UART为通用异步收发传输器，全称为Universal Asynchronous Recelver/Transmitter。
第一检测模块可以包括三个单元，其中，第一检测模块包括第一单元、第二单元与第三单元；
所述第一单元的第一端连接所述第一发送端口，所述第一单元的第二端连接高电位，所述第一单元的第三端连接地与所述第三单元的第一端；
所述第二单元的第一端连接所述第一发送端口，所述第二单元的第二端接地，所述第二单元的第三端连接高电位与总线；
所述第三单元的第一端连接地与所述第一单元的第三端，所述第三单元的第二端连接总线，所述第三单元的第三端连接第一接收端口与高电位。
参见图4，示出了第一传输检测电路的示意图，图中的TXD-Q与RXD-Q分别接各节点(包括主节点与从节点)中UART(为MCU的一部分)的TXD与RXD端口，RXD端口始终为高阻输入状态。节点中MCU空闲时，TXD为高电平，发送信号时，TXD发送一个低电平，作为起始位，后续为按照发送内容断续出现低电平。
其中，第一单元为图4中的U2A单元，第二单元为图4中的U2B单元，第三单元为图4中的U2C单元。单元的第一端可以为图4中单元的OE端，单元的第二端可以为图4中单元的A端，单元的第三端可以为图4中单元的Y端。如图4所示，U2A单元的OE端连接TXD-Q与电阻R9，U2A单元的A端连接5V电压，U2A单元的Y端连接电阻R10与U2C单元的OE端，电阻R10接地；U2B单元的OE端连接电阻R9，电阻R9连接TXD-Q，U2B单元的A端接地，U2B单元的Y端连接电阻R15与电阻R14，电阻R15连接总线，电阻R14连接5V电压；U2C单元的OE端连接电阻R10与U2A单元的Y端，U2C单元的A端连接电阻R12，电阻R12连接总线，U2C单元的Y端连接电阻R11与电阻R15，电阻R11连接5V电压，电阻R15连接RXD-Q。
第一传输检测电路的原理图分析：
当节点(主节点或从节点)发送数据时,TXD-Q为低电平，U2B单元的OE端为低电平，因U2B单元的A端为低电平，U2B单元的Y端为低电平，总线处OneBUS-H信号为低电平，OneBUS-H信号与TXD-Q的电平特征相同。
当节点发送数据时，TXD-Q为低电平，U2A单元的OE端为低电平，因U2A单元的A端为高电平，U2A单元的A端为高电平(即TXD-Q信号经过U2A单元输出高电平)，U2C单元的OE端为高电平，U2C单元为高阻，总线处OneBus信号无法通过U2C单元，RXD-Q为高电平，则RXD-Q为高电平，代表不接受数据。
当节点不发送数据时，TXD-Q为高电平，U2B单元为高阻，总线处的OneBus-H为高电平，总线空闲可以有数据通过。
节点不发送数据时，TXD-Q为高电平，U2A单元的OE端为高电平，所以，U2A单元为高阻，U2C单元的OE端为低电平，总线处的OneBUS数据信号通过U2C送给RXD-Q。
在本说明书实施例中，第二传输检测电路可以包括第二发送端口、第二接收端口、总线与第二检测模块，其中，
主节点与从节点皆通过所述第二发送端口与第二接收端口连接第二串口；
第二串口连接总线；
所述第二检测模块连接所述第二接收端口、所述第二发送端口以及所述总线。其中，第二串口可以为UART，UART为通用异步收发传输器，全称为Universal AsynchronousRecelver/Transmitter。
第二检测模块包括四个单元，其中，所述第二检测模块包括第四单元、第五单元、第六单元与第七单元；
所述第四单元的第一端连接第二发送端口，所述第四单元的第二端连接高电位，所述第四单元的第三端连接地与所述第五单元的第一端；
所述第五单元的第一端连接地与第四单元的第三端，所述第五单元的第二端连接总线，所述第五单元的第三端连接地与所述第六单元的第一端；
所述第六单元的第一端连接地与所述第五单元的第三端，所述第六单元的第二端连接高电位，所述第六单元的第三端连接地与所述第二接收端；
所述第七单元的第一端连接第二发送端口，所述第七单元的第二端连接高电位，所述第七单元的第三端连接地与总线。
参见图5，示出了第二传输检测电路的示意图，图中的TXD-Q与RXD-Q分别接各节点(包括主节点与从节点)中UART(为MCU的一部分)的TXD与RXD端口，RXD端口始终为高阻输入状态。节点中MCU空闲时，TXD为高电平，发送信号时，TXD发送一个低电平，作为起始位，后续为按照发送内容断续出现低电平。
其中，第四单元为图5中的U1A单元，第五单元为图5中的U1B单元，第六单元为图5中的U1C单元，第七单元为图5中的U1D单元。单元的第一端可以为图5中单元的OE端，单元的第二端可以为图5中单元的A端，单元的第三端可以为图5中单元的Y端。如图5所示，U1A单元的OE端连接TXD-Q与电阻R1，电阻R15连接U1D单元的OE端，U1A单元的A端连接5V电压，U1A单元的Y端连接电阻R2与U1B单元的OE端，电阻R2接地；U1B单元的OE端连接电阻R2与U1A单元的Y端，U1B单元的A端连接电阻R3，电阻R3连接总线，U1B单元的Y端连接电阻R5与U1C单元的OE端，电阻R5接地；U1C单元的OE端连接电阻R5与U1B单元的Y端，U1C单元的A端连接5V电压，U1C单元的Y端连接电阻R6与电阻R4，电阻R6接地，电阻R4连接RXD-Q；U1D单元的OE端连接电阻R1，U1D单元的A端连接5V电压，U1D单元的Y端连接电阻R7与电阻R8，电阻R7连接总线，电阻R8接地。
第二传输检测电路的原理图分析：
节点(主节点或从节点)发送数据时，TXD-Q为低电平，U1D单元的OE端为高电平，总线处的OneBUS-L信号与TXD-Q电平特征相反；
节点发送数据时，TXD-Q信号经U1A单元反向，即TXD-Q为低电平，U1B单元的OE端为高电平，OneBUS信号无法通过U1B单元，而U1C单元的OE端得到低电平，因为RXD-Q处于低电平代表接收，高电平代表不接收，因此，需要经过U1C单元对电平信号进行反向，在U1C单元输出高电平，RXD-Q得到高电平，节点无法收到信号；
节点不发送数据时，TXD-Q为高电平，U1A单元为高阻，U1B单元的OE端为低电平，总线处的OneBUS信号通过U1B单元送给U1C单元的OE端，而U1C单元此时充当反相器，使得RXD-Q的电平与OneBUS相反，节点可以接收到总线的数据。
需要说明的是，第一传输检测电路与第二传输检测电路皆可以使用型号为SN74LV4T125的芯片。
在钻井的技术领域中，由于现有的技术钻井设备中单线的数据传输方法过于复杂，不适合井下工作的条件，为此，本说明书实施例可以应用于钻井设备，所述方法包括：
在预设的第一周期内，钻井设备的主节点通过总线向所述钻井设备的从节点发送所述数据传输的指令信息；
所述钻井设备的从节点根据数据传输的指令信息判断是否需要发送数据；
所述钻井设备的从节点若判断出需要发送数据，将数据通过所述总线发送至所述钻井设备的主节点；
在预设的第二周期内，确定出需要向所述钻井设备的主节点发送数据的其他从节点；
根据预先设定的钻井设备的从节点优先级与总线是否处于预设电位，各个钻井设备的其他从节点将数据通过总线依次发送至所述钻井设备的主节点。
需要说明的是，本说明书实施例提出一种短距离单线信号传输硬件电路，并在此基础上组成网络，可实现在网络上挂载多个传输节点，满足钻井仪器串的通信需求。
需要说明的是，本说明书实施例可以描述网络设备中主节点与从节点之间的传输通信协议，具体可以包括：
(1)网络上有多个节点，初始化过程时选出某个节点为主机(主节点)，其他节点为从机(从节点)，主机编号0，从机编号为1、2、3……n。
(2)主机每隔T时间，依次读取从机的数据信息。其中，T包括T1与T2，参照图3，T1可以为第一周期，T2可以为第二周期。
(3)每个周期T由两部分构成，T1和T2,T1是主机对从机进行数据采集时间段，T2是各从机自主上传数据时间段。
(4)图6示出了网络设备数据协议流程图，具体流程如下：
1)在T1时间段，主机发送命令，要求获取某从机数据，随后释放总线，主机进入接收数据状态；
2)从机接收数据包后，经过判断是否发送数据，如果是，则上传数据，占用总线，不管接收是否超时，都会进行接收模式(T2)，如果不是则继续等待，TI时间段结束后，各从机进入自主上传模式，即进入T2阶段；
3)在T2时间段，从机处于两种状态(有数据状态和无数据状态)，每个从机依据事先设定的优先级(如p1，p2…，pn，p1<p2<p3……pn)来发送数据，其策略是：将T2时间段内划分若干子时间段，按着优先顺序p1进入上传模式，若p1无数据，发送“无数据”，p2判断出总线未被占用，从机p2进入上传模式；若p1有数据，则发送“有数据”，随后发送p1的数据，p2有数据时判断总线是否被占用，若总线占用则继续等待，若未被占用，则从机p2进入上传模式，p3…pn上传模式依次进行。
4)主机在接收到从机发送的数据后进行数据的接收。
需要说明的是，本说明书实施例可以将某一个节点作为主节点，承担网络调度、数据收集功能，其他节点为从节点，与主节点通信，接受主节点下达的指令、配置，并上报本机状态、采集的数据等。主节点与从节点的数传网络可以采用轮询模式，每次轮询结束后，各从节点根据规定的协议可以自主上传数据，以应对突发情况。
需要说明的是，本说明书实施例中的网络线缆由一根地线和一根信号线连接而成，在信号线上可以实现数据双向传输，因此称为单线信号传输。
需要说明的是，本说明书实施例的网络设备上所有节点均搭载信号调制电路，其信号特点有：
(1)总线电平标准兼容TTL，即高电平为5V，低电平为0V。总线空闲电平可选择为高电平或低电平；
(2)总线信号解调后为串口UART格式，即可以与总线上节点的UART可以直接通信。
本申请实施例还提供一种基于单线的传输数据设备，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
在预设的第一周期内，主节点通过总线向从节点发送数据传输的指令信息；
所述从节点根据数据传输的指令信息判断是否需要发送数据；
所述从节点若判断出需要发送数据，将数据通过所述总线发送至所述主节点；
在预设的第二周期内，根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点，其中，所述总线的电位情况通过数据传输检测电路进行检测。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带式磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种基于单线的传输数据方法，其特征在于，所述方法应用于钻井设备，所述方法包括：
在预设的第一周期内，钻井设备的主节点向钻井设备的指定从节点进行数据采集，所述钻井设备的主节点通过总线向从节点发送数据传输的指令信息；
所述钻井设备的从节点根据数据传输的指令信息判断是否需要发送数据；
所述钻井设备的从节点若判断出需要发送数据，将数据通过所述总线发送至所述钻井设备的主节点；
在预设的第二周期内钻井设备的从节点自主上传数据以应对所述钻井设备的从节点的突发情况，其中，所述突发情况可以是故障报警；根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点；其中，所述其他节点的状态数据包括有数据上传与无数据上传；
所述根据预先设定的钻井设备的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，各个钻井设备的其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点具体包括以下步骤：
根据其他从节点的数据状态，判断是否有其他从节点向主节点发送数据；
若判断出有其他从节点向主节点发送数据，根据预先设定的从节点优先级，其他从节点判断总线是否处于预设电位，并在判断出总线处于预设电位时，通过所述总线将数据发送至所述主节点；
若超过所述第二周期的时间而其他从节点未完成数据上传，则留在下一个周期进行；
所述根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点，包括：
根据预先设定的从节点优先级，其他从节点的数据状态为有数据上传时，判断总线是否处于预设电位，并在判断出总线处于预设电位时，通过所述总线将数据发送至所述主节点；
所述总线的电位情况通过数据传输检测电路进行检测；其中，所述预设电位为第一电位或第二电位，其中，所述第一电位为第一传输检测电路检测出所述总线空闲时的电位，所述第二电位为第二传输检测电路检测出所述总线空闲时的电位，所述第一电位大于所述第二电位。
2.根据权利要求1所述的基于单线的传输数据方法，其特征在于，所述其他从节点的数据状态包括有数据上传与无数据上传。
3.根据权利要求1所述的基于单线的传输数据方法，其特征在于，所述第一传输检测电路包括第一发送端口、第一接收端口、总线与第一检测模块，其中，
所述主节点与从节点皆通过所述第一发送端口与第一接收端口连接第一串口；
所述第一串口连接所述总线；
所述第一检测模块连接所述第一接收端口、所述第一发送端口以及所述总线。
4.根据权利要求3所述的基于单线的传输数据方法，其特征在于，所述第一检测模块包括三个单元，其中，所述第一检测模块包括第一单元、第二单元与第三单元；
所述第一单元的第一端连接所述第一发送端口，所述第一单元的第二端连接高电位，所述第一单元的第三端连接地与所述第三单元的第一端；
所述第二单元的第一端连接所述第一发送端口，所述第二单元的第二端接地，所述第二单元的第三端连接高电位与总线；
所述第三单元的第一端连接地与所述第一单元的第三端，所述第三单元的第二端连接总线，所述第三单元的第三端连接第一接收端口与高电位。
5.根据权利要求1所述的基于单线的传输数据方法，其特征在于，所述第二传输检测电路包括第二发送端口、第二接收端口、总线与第二检测模块，其中，
所述主节点与从节点皆通过所述第二发送端口与第一接收端口连接第二串口；
所述第二串口连接所述总线；
所述第二检测模块连接所述第二接收端口、所述第二发送端口以及所述总线。
6.根据权利要求5所述的基于单线的传输数据方法，其特征在于，所述第二检测模块包括四个单元，其中，所述第二检测模块包括第四单元、第五单元、第六单元与第七单元；
所述第四单元的第一端连接第二发送端口，所述第四单元的第二端连接高电位，所述第四单元的第三端连接地与所述第五单元的第一端；
所述第五单元的第一端连接地与第四单元的第三端，所述第五单元的第二端连接总线，所述第五单元的第三端连接地与所述第六单元的第一端；
所述第六单元的第一端连接地与所述第五单元的第三端，所述第六单元的第二端连接高电位，所述第六单元的第三端连接地与所述第二接收端；
所述第七单元的第一端连接第二发送端口，所述第七单元的第二端连接高电位，所述第七单元的第三端连接地与总线。
7.一种基于单线的传输数据设备，其特征在于，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
在预设的第一周期内主节点向指定从节点进行数据采集，所述主节点通过总线向从节点发送数据传输的指令信息；
所述从节点根据数据传输的指令信息判断是否需要发送数据；
所述从节点若判断出需要发送数据，将数据通过所述总线发送至所述主节点；
在预设的第二周期内从节点自主上传数据以应对从节点的突发情况，其中，所述突发情况可以是故障报警；根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点，其中所述其他从节点的状态数据包括有数据上传与无数据上传；
所述根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点，具体包括以下步骤：
根据其他从节点的数据状态，判断是否有其他从节点向主节点发送数据；
若判断出有其他从节点向主节点发送数据，根据预先设定的从节点优先级，其他从节点判断总线是否处于预设电位，并在判断出总线处于预设电位时，通过所述总线将数据发送至所述主节点；
若超过所述预设第二周期的时间，而其他从节点未完成数据上传，则留在下一个周期进行；
所述根据预先设定的从节点优先级、总线的电位情况与其他从节点的数据状态，其他从节点将数据通过总线依次发送至所述主节点，包括：
根据预先设定的从节点优先级，其他从节点的数据状态为有数据上传时，判断总线是否处于预设电位，并在判断出总线处于预设电位时，通过所述总线将数据发送至所述主节点；
所述总线的电位情况通过数据传输检测电路进行检测；其中，所述预设电位为第一电位或第二电位，其中，所述第一电位为第一传输检测电路检测出所述总线空闲时的电位，所述第二电位为第二传输检测电路检测出所述总线空闲时的电位，所述第一电位大于所述第二电位。
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