CN112751719B - 一种多级串联的数据通讯方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多级串联的数据通讯方法，其实现方法如下：控制器的发送端向多级串联的模块组的一端发送模块数据组；若控制器的接收端在设定时间内接收到校验数据，则结束数据传输；若控制器的接收端未在设定时间内接收到校验数据，则控制器的原接收端切换成发送状态，并向模块组的另一端发送倒序后的模块数据组，在控制器的两端均完成校验数据的发送后结束数据传输；应用本专利的串联模块数据通讯方法，可以解决串联模块中有一个故障模块导致通讯中断的问题，并且比现有的能跳过故障模块保持通讯的双线方案减少数据线，降低系统复杂程度及布线成本，通讯数据不易受到干扰。

Description

一种多级串联的数据通讯方法、系统、终端及存储介质
技术领域
本发明涉及多级串联的数据通讯技术领域，更具体地说，涉及一种多级串联的数据通讯方法、系统、终端及存储介质。
背景技术
现有串联模块的数据通讯应用通常包括一个控制器及多个串联模块，控制器的数据输出端与第一个串联模块数据输入端连接，该模块的数据输出端再连接到下一个串联模块输入端，以此方式串联多个模块。通讯时，控制器从输出端依次连续发送各个模块的通讯数据，第一个串联模块收到控制器发出的信号后，开始接收第一组数据，待接收完成再将控制器持续发送的后续数据从输出端转发输出，下一个串联模块输入端接收到上一级转发的数据后，开始接收转发数据的第一组数据，待接收完成后再将上一级持续转发的数据从输出端转发输出，以此类推实现控制器到多个串联模块的数据通讯。
如果串联模块中有一个出现故障，不能进行数据转发，则通讯会中断。于是目前有一种双线连接方案来解决该问题，方案中控制器有一个主数据输出端和一个备份数据输出端，每个串联模块分别有一个主输入和一个备份输入端以及一个输出端，控制器主输出端和备份输出端分别与第一个串联模块的主输入端和备份输入端连接，第二个串联模块的主输入端与第一个串联模块的输出端连接，第二个串联模块的备份输入端与第一个模块的主输入端连接，以此方式串联多个模块。通讯时，控制器同时连续在主数据输出端和备份数据输出端输出相同的各个模块通讯数据，串联模块在主输入端和备份输入端同时接收，如果主输入端有数据输入，则开始接收第一组数据，待接收完成后转发后续数据从输出端输出。如果某一个串联模块出现故障，则下一级串联模块的主输入端口无法接收到数据，但备份输入端可以从故障模块的主输入端接收上一级的数据，于是该模块从备份输入端接收数据，待接收完成后转发后续数据从输出端输出。因此该方案使得通讯数据能够跳过一个故障模块。
但在实际使用过程中，由于各个串联模块都有两个输入端，导致各模块之间的连线增多，增加了整个系统复杂程度和布线成本，并且过多信号线容易形成相互干扰，导致数据通讯错误。另外控制器需要保证主输出端与备用输出端同时发出数据，如果两端的数据相位有偏差也会导致通讯错误。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种多级串联的数据通讯方法，还提供了一种多级串联的数据通讯系统、一种多级串联的数据通讯终端及一种计算机可读存储介质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种多级串联的数据通讯方法，其实现方法如下：
控制器的发送端向多级串联的模块组的一端发送模块数据组；
若控制器的接收端在设定时间内接收到校验数据，则结束数据传输；
若控制器的接收端未在设定时间内接收到校验数据，则控制器的原接收端切换成发送状态，并向模块组的另一端发送倒序后的模块数据组，在控制器的两端均完成校验数据的发送后结束数据传输。
本发明所述的多级串联的数据通讯方法，其中，还包括方法：模块组内各模块的两端初始状态下均默认为输入状态；当模块的一端有模块数据输入时另一端切换为输出状态，并在数据传输结束后恢复默认的输入状态。
本发明所述的多级串联的数据通讯方法，其中，所述模块的两端的状态切换通过接收的高低电平状态进行切换。
本发明所述的多级串联的数据通讯方法，其中，所述控制器的输出端配置为可接收数据和发送数据。
本发明所述的多级串联的数据通讯方法，其中，还包括方法：所述控制器检测到上次通讯存在接收端未在设定时间内接收到校验数据时，在本次通讯中发送端向模块组的一端发送模块数据组的同时，接收端向模块组的另一端发送倒序后的模块数据组。
一种多级串联的数据通讯系统，用于实现如上述的多级串联的数据通讯方法，包括控制器和由多个模块依次串联组成的模块组，控制器的输入端和输出端分别连接所述模块组的两端，其中：
所述控制器，通过其发送端向所述模块组的一端开始发送模块数据组，并在其接收端在设定时间内接收到校验数据时结束数据传输，在其接收端未在设定时间内接收到校验数据将接收端切换成发送状态，并向模块组的另一端发送倒序后的模块数据组，在控制器的两端均完成校验数据的发送后结束数据传输。
本发明所述的多级串联的数据通讯系统，其中，所述模块组内各模块的两端初始状态下均默认为输入状态；当模块的一端有模块数据输入时另一端切换为输出状态，并在数据传输结束后恢复默认的输入状态。
本发明所述的多级串联的数据通讯系统，其中，所述控制器的输出端配置为可接收数据和发送数据。
一种多级串联的数据通讯终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
本发明的有益效果在于：应用本专利的串联模块数据通讯方法，可以解决串联模块中有一个故障模块导致通讯中断的问题，并且比现有的能跳过故障模块保持通讯的双线方案减少数据线，降低系统复杂程度及布线成本，通讯数据不易受到干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明较佳实施例的多级串联的数据通讯方法流程图；
图2是本发明较佳实施例的多级串联的数据通讯方法示例的正常状态下原理框图；
图3是本发明较佳实施例的多级串联的数据通讯方法示例的正常状态下通讯数据示意图；
图4是本发明较佳实施例的多级串联的数据通讯方法示例的故障状态下原理框图；
图5是本发明较佳实施例的多级串联的数据通讯方法示例的故障状态下通讯数据示意图；
图6是本发明较佳实施例的多级串联的数据通讯方法示例的双向传输原理框图；
图7是本发明较佳实施例的多级串联的数据通讯方法示例的双向传输通讯数据示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的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。
本发明较佳实施例的多级串联的数据通讯方法，如图1所示，其实现方法如下：
S01：控制器的发送端向多级串联的模块组的一端发送模块数据组；
S02：若控制器的接收端在设定时间内接收到校验数据，则结束数据传输；
S03：若控制器的接收端未在设定时间内接收到校验数据，则控制器的原接收端切换成发送状态，并向模块组的另一端发送倒序后的模块数据组，在控制器的两端均完成校验数据的发送后结束数据传输；
应用本专利的串联模块数据通讯方法，可以解决串联模块中有一个故障模块导致通讯中断的问题，并且比现有的能跳过故障模块保持通讯的双线方案减少数据线，降低系统复杂程度及布线成本，通讯数据不易受到干扰；
需要说明的是，数据的组成为现有技术，其由与模块一一对应的多个数据包构成的模块数据组以及尾部校验数据组成；在进行模块数据组倒序后，数据由倒序的模块数据组和尾部的校验数据组成；
优选的，模块组内各模块的两端初始状态下均默认为输入状态；当模块的一端有模块数据输入时另一端切换为输出状态，并在数据传输结束后恢复默认的输入状态；
通过该种设置方式，使得每一个模块的两端均可以实现数据的输入以及数据的输出，且初始状态下默认为输入状态，保障了反向数据传输的可行性。
优选的，模块的两端的状态切换通过接收的高低电平状态进行切换；可以理解的是，还可以有其他的触发模式，例如直接生成软件指令控制或者设定编码的形式等等，基于该种原理的常规手段替换同样属于本申请保护范畴。
优选的，控制器的输出端配置为可接收数据和发送数据；便于在不增加控制器的接口的前提下，实现本申请的上述方案，既保障结构的简洁，减少走线又可以解决串联模块中有一个故障模块导致通讯中断的问题。
优选的，还包括方法：控制器检测到上次通讯存在接收端未在设定时间内接收到校验数据时，在本次通讯中发送端向模块组的一端发送模块数据组的同时，接收端向模块组的另一端发送倒序后的模块数据组；在出现故障后，后续通讯直接按照该种双向发送数据方式进行通讯传输，降低通讯时间损耗。
一种多级串联的数据通讯系统，用于实现如上述的多级串联的数据通讯方法，包括控制器和由多个模块依次串联组成的模块组，控制器的输入端和输出端分别连接模块组的两端，其中：
控制器，通过其发送端向模块组的一端开始发送模块数据组，并在其接收端在设定时间内接收到校验数据时结束数据传输，在其接收端未在设定时间内接收到校验数据将接收端切换成发送状态，并向模块组的另一端发送倒序后的模块数据组，在控制器的两端均完成校验数据的发送后结束数据传输。
优选的，模块组内各模块的两端初始状态下均默认为输入状态；当模块的一端有模块数据输入时另一端切换为输出状态，并在数据传输结束后恢复默认的输入状态。
优选的，控制器的输出端配置为可接收数据和发送数据。
一种多级串联的数据通讯终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时实现如上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
示例说明如下：
控制器有A、B两个数据端，其中A端为单向输出端(输出端)，B端为双向端可接收、发送数据(接收端)；模块组由n个模块串联组成，各个模块默认为输入的两个端口，端口的输入输出状态由模块根据数据线电平变化自动调整；
各串联模块每次通讯过程中仅保存接收到的第一组即m比特数据，后续接收到的数据直接从另一端口转发输出到下一级，直到收到大于TR时间的低电平即RESET状态后，各串联模块将各自端口恢复为默认输入状态，准备下一次通讯开始，继续进行第一组数据接收、保存及后续数据转发输出。
如图2所示，控制器的A端接模块1的一端，模块1的另一端接模块2的一端，以此类推，共串联n个模块，第n个模块的一端接控制器B端。
控制器输出的串行数据格式如图3所示，通讯数据以高低电平变化表示数据0/1状态，可以使用归零码、非归零码等常用编码方式，编码类型不是本发明的内容，不做详细说明。
控制器A端默认输出低电平即RESET状态，B端默认为输入状态，各个串联模块的两个端口均为输入状态；通讯时，控制器将各个串联模块所需的数据按照顺序串行从A端发出，共发送n+1组数据，每组数据为m比特。
如图3所示，T1时控制器A端开始发送“模块1数据”，模块1检测到与控制器A端连接端(DIN)有高电平变化，则开始接收数据，同时将模块1的另一个端口(DOUT)设置为输出状态；模块1将收到的第一组数据即“模块1数据”接收并存储在模块1内部，此过程中模块1的DOUT端保持低电平，直到接收完m比特数据。
T2时刻，控制器A端继续发送“模块2数据”，此时模块1已经接收完“模块1数据”，于是将DIN端接收到的“模块2数据”从DOUT端转发输出；此时模块2检测到与模块1的连接端(DIN)有高电平变化，则开始接收数据，同时将模块2的另一个端口(DOUT)设置为输出状态；同样模块2将收到的第一组数据即“模块2数据”接收并存储在模块2内部，此过程中模块2的DOUT端保持低电平，直到接收完m比特数据。
T3时刻，控制器A端继续发送“模块3数据”，模块1将“模块3数据”转发输出，此时模块2已经接收完“模块2数据”，于是同样将DIN端接收到的“模块3数据”从DOUT端转发输出。此时模块3检测到与模块2的连接端(DIN)有高电平变化，则开始接收数据，同时将模块3的另一个端口(DOUT)设置为输出状态；同样模块3将收到的第一组数据即“模块3数据”接收并存储在模块3内部，此过程中模块3的DOUT端保持低电平，直到接收完m比特数据。
以此类推，控制器A端持续发送n组数据，每个模块在接收完第一组m比特数据后，都将后续DIN端收到的数据从DOUT端转发输出到下一级。
Tn+1时刻，控制器A端发送最后一组“校验数据”，数据经过每个模块的转发输出到下一级，到达模块n的DIN端，此时模块n已经接收完“模块n数据”，于是将DIN端接收到的“校验数据”从DOUT端转发输出到控制器B端。此时控制器B端检测到有高电平变化，开始接收数据，接收完成后控制器判断收到的“校验数据”正确，则表示所有串联模块均已收到数据，整个系统工作正常，于是控制器A端输出大于TR时间低电平即RESET状态，各个串联模块将RESET转发输出，直到控制器B端检测到RESET，此时各个串联模块确认各自接收的数据有效，于是将各自的两个端口配置为输入状态，等待下一次通讯开始
以上为正常通讯情况，如果串联模块中有一个出现故障，则从控制器A端输出的数据不能传输到故障模块后的串联模块。如图4所示，以模块2故障为例，通讯数据终端，模块3及后续模块无法收到数据。
此时通讯数据情况如图5所示，T3时刻，控制器A端发出的“模块3数据”无法经过故障模块2转发传输到模块3端口，从模块3一直到模块n的端口均保持低电平即RESET状态。
控制器继续从A端发送数据，直到Tn+1时刻，控制器A端发送“校验数据”，此时控制器B端未能接收到“校验数据”，控制器判断串联模块有故障出现，通讯有中断。控制器在A端发送完“校验数据”后，即Tm1时刻不发送RESET状态，而是继续在A端重复发送之前发送过的各模块数据，同时将各模块数据倒序后在B端输出，即B端先发“模块n数据”，再发“模块n-1数据”……“模块2数据”、“模块1数据”、“校验数据”。
这样在Tm1时刻，模块n检测到与控制器B端的连接端有高电平变化，则开始接收数据，并将另一个端口配置为输出状态即DOUT。模块n将收到的第一组m比特数据即“模块n数据”接收并存储在模块n内部，此过程中模块n的DOUT端保持低电平，直到接收完m比特数据。同时Tm1时刻，控制器A端发送的“模块1数据”，但此时模块1已经接收过数据，于是直接将到的数据从DOUT端转发输出到下一级，因模块2故障，因此不能接受数据，也不会转发输出，模块2的DOUT端保持低电平。
Tm2时刻，控制器B端继续发送“模块n-1数据”，此时模块n已经接收完“模块n数据”，于是将DIN端接收到的“模块n-1数据”从DOUT端转发输出。此时模块n-1检测到与模块n的连接端有高电平变化，则开始接收数据，同时将模块n-1的另一个端口设置为输出状态即DOUT。同样模块n-1将收到的第一组数据即“模块n-1数据”接收并存储在模块n-1内部，此过程中模块n-1的DOUT端保持低电平，直到接收完m比特数据。同时Tm2时刻，控制器A端发送的“模块2数据”，同样模块1已经接收过数据，于是直接将到的数据从DOUT端转发输出到下一级，因模块2故障，因此不能接受数据，也不会转发输出，模块2的DOUT端保持低电平。
Tm3时刻，控制器B端继续发送“模块n-2数据”，模块n将“模块n-2数据”转发输出，此时模块n-1已经接收完“模块n-1数据”，于是同样将DIN端接收到的“模块n-2数据”从DOUT端转发输出。此时模块n-2检测到与模块n-1的连接端有高电平变化，则开始接收数据，同时将模块n-2的另一个端口设置为输出状态即DOUT。同样模块n-2将收到的第一组数据即“模块n-2数据”接收并存储在模块n-2内部，此过程中模块n-2的DOUT端保持低电平，直到接收完m比特数据。同时Tm2时刻，控制器A端继续发送的“模块3数据”，同样模块1直接将到的数据从DOUT端转发输出到下一级，因模块2故障，模块2的DOUT端保持低电平。
以此类推，控制器B端持续发送n组数据，每个串联模块在接收完第一组m比特数据后，都将后续收到的数据从DOUT端转发输出到下一级。因模块2故障，不会接收模块3转发的数据。
Tmn+2时刻，控制器A端和B端都完成“校验数据”发送，此时控制器A端和B端继续发送大于TR时间的低电平即RESET，串联模块收到RESET后确认接收数据正确，完成本次通讯，将各自两个端口恢复为接收状态，等待下次通讯开始。
下一次通讯开始时，控制器已经记录到上次通讯有串联模块故障，因此控制器在A端开始发送数据时在B端同时发送倒序的各模块数据，如图6、7所示。
Tn+2时刻，控制器A端和B端都发送完“校验数据”，控制器无需做数据校验，直接发送大于TR时间的低电平作为RESET，则除故障模块2外，其余串联模块收到RESET确认收到数据完成，恢复各自两个端口到接收状态，等待下一次通讯。
以上方案通过控制器增加B端接收校验数据，可以判断串联模块是否故障导致通讯中断，中断后控制器从A端和B端同时发送不同顺序的数据，可以保证其他串联模块能够正常接收数据，避免因一个模块故障影响其他模块通讯的问题。并且一旦控制器记录到有模块故障，则后续通讯均采用A、B两端同时发送数据的方式通讯，不会增加单次通讯的整体时间。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种多级串联的数据通讯方法，其特征在于，实现方法如下：
控制器的发送端向多级串联的模块组的一端发送模块数据组；
若控制器的接收端在设定时间内接收到校验数据，则结束数据传输；
若控制器的接收端未在设定时间内接收到校验数据，则控制器的原接收端切换成发送状态，并向模块组的另一端发送倒序后的模块数据组，在控制器的两端均完成校验数据的发送后结束数据传输；
所述控制器检测到上次通讯存在接收端未在设定时间内接收到校验数据时，在本次通讯中发送端向模块组的一端发送模块数据组的同时，接收端向模块组的另一端发送倒序后的模块数据组。
2.根据权利要求1所述的多级串联的数据通讯方法，其特征在于，还包括方法：模块组内各模块的两端初始状态下均默认为输入状态；当模块的一端有模块数据输入时另一端切换为输出状态，并在数据传输结束后恢复默认的输入状态。
3.根据权利要求2所述的多级串联的数据通讯方法，其特征在于，所述模块的两端的状态切换通过接收的高低电平状态进行切换。
4.根据权利要求1-3任一所述的多级串联的数据通讯方法，其特征在于，所述控制器的输出端配置为可接收数据和发送数据。
5.一种多级串联的数据通讯系统，用于实现如权利要求1-4任一所述的多级串联的数据通讯方法，包括控制器和由多个模块依次串联组成的模块组，控制器的输入端和输出端分别连接所述模块组的两端，其特征在于：
所述控制器，通过其发送端向所述模块组的一端开始发送模块数据组，并在其接收端在设定时间内接收到校验数据时结束数据传输，在其接收端未在设定时间内接收到校验数据将接收端切换成发送状态，并向模块组的另一端发送倒序后的模块数据组，在控制器的两端均完成校验数据的发送后结束数据传输；所述控制器检测到上次通讯存在接收端未在设定时间内接收到校验数据时，在本次通讯中发送端向模块组的一端发送模块数据组的同时，接收端向模块组的另一端发送倒序后的模块数据组。
6.根据权利要求5所述的多级串联的数据通讯系统，其特征在于，所述模块组内各模块的两端初始状态下均默认为输入状态；当模块的一端有模块数据输入时另一端切换为输出状态，并在数据传输结束后恢复默认的输入状态。
7.根据权利要求5所述的多级串联的数据通讯系统，其特征在于，所述控制器的输出端配置为可接收数据和发送数据。
8.一种多级串联的数据通讯终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
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