CN113535610A - 一种单线通讯设备及其控制方法和存储介质 - Google Patents

一种单线通讯设备及其控制方法和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种单线通讯设备及其控制方法和存储介质，所述单线通讯设备，包括：发送单元和接收单元；所述发送单元，用于在向所述接收单元发送数据时，判断待发数据是满足预设条件；若判断待发数据满足预设条件，则根据预设协议进行数据的位反转操作，并将预设标志位置1；所述接收单元，用于在接收所述发送单元发送的数据时，判断接收到的数据的预设标志位是否为1；若判断所述预设标志位为1，则在接收所述发送单元发送的数据后根据预设协议进行数据的位反转操作。本发明提供的方案能够实现无需多余的充电用无效数据“F”，减小数据冗余。

Description

一种单线通讯设备及其控制方法和存储介质
技术领域
本发明涉及控制领域，尤其涉及一种单线通讯设备及其控制方法和存储介质。
背景技术
目前，单线通讯由于供电和通信共用总线，所以当电源信号中零电平的持续时间过长时，钽电容中存储的能量耗尽，接收单元就会被迫关机。为了防止待发送的信号中连续出现过多的‘0’(数据‘1’也就是高电平才能给储能元件供电，数据‘0’的时候接收单元靠之前充好电的储能元件供电)，导致接收单元断电关机，一般会在发送完数据信号后，连续发送‘F’给接收单元“充电”(要保证供电，需要在有效数据间插入“F”,F就是连续发16个“1”，也就是16个高电平，高电平才能充电)，这样就会产生数据的冗余。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种单线通讯设备及其控制方法和存储介质，以解决现有技术中单线通讯数据位为0过多导致的接收单元供电不足的问题。
本发明一方面提供了一种单线通讯设备，其特征在于，包括：发送单元和接收单元；所述发送单元，用于在向所述接收单元发送数据时，判断待发数据是满足预设条件；若判断待发数据满足预设条件，则根据预设协议进行数据的位反转操作，并将预设标志位置1；所述接收单元，用于在接收所述发送单元发送的数据时，判断接收到的数据的预设标志位是否为1；若判断所述预设标志位为1，则在接收所述发送单元发送的数据后根据预设协议进行数据的位反转操作。
可选地，所述发送单元，还用于：若判断所述占比小于等于所述预设比例，则将所述预设标志位置0；所述接收单元，还用于：若判断所述预设标志位为0，则在接收所述发送单元发送的数据后，无需进行数据的位反转操作。
可选地，所述预设条件，包括：待发数据中数值为0的数据位的占比大于预设比例。
可选地，所述接收单元，接收所述发送单元发送的数据，包括：将接收的串行信号通过解调器解调后，进行串行信号与接收时钟信号同步，再对同步信号进行采样，并校验串行信号的起始信号，当起始信号确认无误后，按照预设格式接收数据。
本发明另一方面提供了一种单线通讯设备的控制方法，所述单线通讯设备，包括：发送单元和接收单元；所述控制方法，包括：在所述发送单元向所述接收单元发送数据时，判断待发数据是满足预设条件；若判断待发数据满足预设条件，则控制所述发送单元根据预设协议进行数据的位反转操作，并将预设标志位置1；在所述接收单元接收所述发送单元发送的数据时，判断接收到的数据的预设标志位是否为1；若判断所述预设标志位为1，则控制所述接收单元在接收所述发送单元发送的数据后根据预设协议进行数据的位反转操作。
可选地，还包括：若判断所述占比小于等于所述预设比例，则控制所述发送单元将所述预设标志位置0；若判断所述预设标志位为0，则控制所述接收单元在接收所述发送单元发送的数据后，无需进行数据的位反转操作。
可选地，所述预设条件，包括：待发数据中数值为0的数据位的占比大于预设比例。
可选地，所述接收单元，接收所述发送单元发送的数据，包括：将接收的串行信号通过解调器解调后，进行串行信号与接收时钟信号同步，再对同步信号进行采样，并校验串行信号的起始信号，当起始信号确认无误后，按照预设格式接收数据。
本发明又一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明再一方面提供了一种单线通讯设备，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
根据本发明的技术方案，通过数据位(电平)反转保证充电时间比放电时间长，无需多余的充电用无效数据“F”，减小数据冗余。无需额外的增加电路的同时保证单线通讯供电充足。通过改善单线通讯协议反过来保证单线通讯供电正常。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明提供的单线通讯设备的一实施例的结构框图；
图2示出了单线通讯设备的整体框图；
图3示出了接收单元的结构框图；
图4示出了发送单元发送数据的流程示意图；
图5示出了接收单元接收数据的流程示意图；
图6是本发明提供的单线通讯设备的控制方法的一实施例的方法示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明提供一种单线通讯设备。所述单线通讯设备即采用单线通讯方式的设备。
图2示出了单线通讯设备的整体框图。单线通讯设备包括接收单元和发送单元；其中，发送单元包括第一电源、第一MCU和调制器，第一电源用于给MCU和调制器供电，第一MCU用于发送原始数据，经调制器调制后数据发出；接收单元用于接收经调制后的数据，接收单元包括第二电源、第二MCU和调制器。
图3示出了接收单元的结构框图。如图3所示，接收单元还包括整流器、储能电容、电平转换模块。整流器用于隔离储能电容与解调器之间的电气连接，避免电源与通讯之间的相互干扰，解调器用于完成通讯信号与电源信号的分离，例如可以由隔离耦合器件实现；第二MCU用于完成信号的识别。
可选地，信号发送单元采用异步串行通讯，通讯频率根据实际测试效果决定，保证‘1’数据位在总数据位的预设比例(例如50％)以上时，储能电容储存能量能够满足接收单元正常工作。数字信号‘1’和
‘0’，就是芯片输出的高电平和低电平，高电平为输出芯片的电源电压，一般为5V或者3.3V，低电平为输出对地的0电压。
本发明提供一种单线通讯设备，图1是本发明提供的单线通讯设备的一实施例的结构框图。如图1所示，单线通讯设备包括发送单元和接收单元。
发送单元，用于发送待发数据。具体地，所述发送单元与所述接收单元采用单线通讯方式进行通讯，所述发送单元向所述接收单元发送异步串行信号。
发送单元，用于在向接收单元发送数据时，判断待发数据是满足预设条件；若判断待发数据满足预设条件，则根据预设协议进行数据的位反转操作(即将数据位的值进行反转，1翻转为0，0翻转为1)，并将预设标志位置1。所述预设条件，包括：待发数据中数值为0的数据位的占比大于预设比例。所述预设比例，例如为50％。保证‘1’数据位在总数据位50％上时，储能电容储存能量能够满足接收单元正常工作。保证每次发送数据充电时间都比耗电时间长，保证接收单元储能元件存有一定的电量。
也就是说，在向接收单元发送数据时，判断待发数据中数值为0的数据位的占比是否大于预设比例；若判断所述占比大于所述预设比例，则根据预设协议进行数据的位反转操作，并将预设标志位置1。
具体地，判断待发数据中数值为0的数据位(简称‘0’位数据)的数量在总数据中的占比是否大于预设比例；若‘0’位数据的数量在总数据中的占比大于预设比例(例如为50％)，则根据预设协议进行数据的位反转操作，并装载标志位‘1’，即，将预设标志位置1。将预设标志位置1，用于通知接收单元，所发送数据的数据位的值被反转了，接收的时候需要把数据位的值反转回来。
由于输出数值为1的数据位(简称‘1’位数据)时才能供电给接收单元，输出‘0’位数据时，接收单元是靠之前接收‘1’位数据时储能元件储存的能量来满足正常运行的；进行数据的位反转操作就是为了保证每次发送数据充电时间都比耗电时间长，保证接收单元储能元件存有一定的电量。
例如，发送单元先根据待发数据的‘0’位数据的数量进行判断，当‘0’位数据占(待发数据)总数据的50％以上，则根据预设的协议进行数据的位反转操作，并装载标志位‘1’。
所述发送单元，还用于：若判断所述占比小于等于所述预设比例，则将所述预设标志位置0。例如，当‘0’位数据占总数据的50％以下，则无需反转数据，并装载标志位‘0’。
随后发送单元向接收单元发送起始信号，表征发送开始，后接数据帧。当所有的数据信号发送完毕，发送停止位，信号传输结束。
图4示出了发送单元发送数据的流程示意图。如图4所示，发送单元发送异步串行通信信号时，先根据待发数据的‘0’位的数量进行判断是否需要反转，若判断需要反转，则根据预设协议进行数据的位反转操作，并装载标志位‘1’，以用于接收单元接收到后识别数据是否为反转后的，若判断无需反转数据，则装载标志位‘0’。随后发起始信号表征发送开始，后接数据帧。当所有的数据信号发送完毕，发送停止位，信号传输结束。
接收单元，用于在接收发送单元发送的数据时，判断接收到的数据的预设标志位是否为1；若判断所述预设标志位为1，则在接收所述发送单元发送的数据后根据预设协议进行数据的位反转操作。
其中，所述接收单元，接收发送单元发送的数据具体可以包括：通过解调器解调后，进行串行信号与接收时钟信号同步，再对同步信号进行采样，并校验串行信号的起始位，当起始信号确认无误后，按照预设格式接收数据信号。
具体地，所述接收单元接收所述发送单元发送的串行信号，通过解调器解调(隔离耦合器分离出调制信号并解调)后，将所述串行信号引入同步器中，实现串行信号与接收时钟信号同步，再采用频率为接收时钟信号N倍的时钟信号对同步信号进行连续采样，校验串行信号的起始信号，当起始信号确认无误后，将按照预设格式接收数据信号。例如，数据格式包括9位数据，一个标志位，其他为有效位，标志位可以放在9位中的首位，也可以放在9位的最后一位，这个位置收发端要保持一致。
根据预设标志位进行判断，若判断所述预设标志位为1，则在接收所述发送单元发送的数据后根据预设协议进行数据的位反转操作，若判断所述预设标志位为0，则在接收所述发送单元发送的数据后，无需进行数据的位反转操作。
图5示出了接收单元接收数据的流程示意图。如图5所示，接收单元，通过隔离耦合器分离出调制信号并解调，系统首先将输入的数字信号引入同步器中，实现串行信号与接收时钟信号同步，再采用另一个频率为接收时钟N倍的时钟信号对同步信号进行连续采样，校验串行信号的起始位，当起始信号确认无误后，按照发送单元的格式接收数据信号，根据标志位进行判断，‘1’则反转数据，‘0’则无需反转，接收数据结束。
本发明还提供一种单线通讯设备的控制方法。该方法可以用于前述任一实施例的单线通讯设备。所述单线通讯设备，包括：发送单元和接收单元。
图6是本发明提供的单线通讯设备的控制方法的一实施例的方法示意图。
如图6所示，根据本发明的一个实施例，所述控制方法至少包括步骤S110和步骤S120。
步骤S110，在所述发送单元向所述接收单元发送数据时，判断待发数据是满足预设条件；若判断待发数据满足预设条件，则控制所述发送单元根据预设协议进行数据的位反转操作(即将数据位的值进行反转，1翻转为0，0翻转为1)，并将预设标志位置1。
所述预设条件，包括：待发数据中数值为0的数据位的占比大于预设比例。所述预设比例，例如为50％。保证‘1’数据位在总数据位50％上时，储能电容储存能量能够满足接收单元正常工作。保证每次发送数据充电时间都比耗电时间长，保证接收单元储能元件存有一定的电量。
也就是说，在发送单元向接收单元发送数据时，判断待发数据中数值为0的数据位的占比是否大于预设比例；若判断所述占比大于所述预设比例，则控制所述发送单元根据预设协议进行数据的位反转操作，并将预设标志位置1。
具体地，判断待发数据中数值为0的数据位(简称‘0’位数据)的数量在总数据中的占比是否大于预设比例；若‘0’位数据的数量在总数据中的占比大于预设比例(例如为50％)，则控制发送单元根据预设协议进行数据的位反转操作，并装载标志位‘1’，即，将预设标志位置1。将预设标志位置1，用于通知接收单元，所发送数据的数据位的值被反转了，接收的时候需要把数据位的值反转回来。
由于输出数值为1的数据位(简称‘1’位数据)时才能供电给接收单元，输出‘0’位数据时，接收单元是靠之前接收‘1’位数据时储能元件储存的能量来满足正常运行的；进行数据的位反转操作就是为了保证每次发送数据充电时间都比耗电时间长，保证接收单元储能元件存有一定的电量。
例如，先根据待发数据的‘0’位数据的数量进行判断，当‘0’位数据占(待发数据)总数据的50％以上，则控制发送单元根据预设的协议进行数据的位反转操作，并装载标志位‘1’。
可选地，还包括：若判断所述占比小于等于所述预设比例，则控制所述发送单元将所述预设标志位置0。例如，当‘0’位数据占总数据的50％以下，则无需反转数据，并装载标志位‘0’。
随后发送单元向接收单元发送起始信号，表征发送开始，后接数据帧。当所有的数据信号发送完毕，发送停止位，信号传输结束。
图4示出了发送单元发送数据的流程示意图。如图4所示，发送单元发送异步串行通信信号时，先根据待发数据的‘0’位的数量进行判断是否需要反转，若判断需要反转，则根据预设协议进行数据的位反转操作，并装载标志位‘1’，以用于接收单元接收到后识别数据是否为反转后的，若判断无需反转数据，则装载标志位‘0’。随后发起始信号表征发送开始，后接数据帧。当所有的数据信号发送完毕，发送停止位，信号传输结束。
步骤S120，在所述接收单元接收所述发送单元发送的数据时，判断接收到的数据的预设标志位是否为1；若判断所述预设标志位为1，则控制所述接收单元在接收所述发送单元发送的数据后根据预设协议进行数据的位反转操作。
其中，所述接收单元，接收发送单元发送的数据具体可以包括：通过解调器解调后，进行串行信号与接收时钟信号同步，再对同步信号进行采样，并校验串行信号的起始位，当起始信号确认无误后，按照预设格式接收数据信号。
具体地，所述接收单元接收所述发送单元发送的串行信号，通过解调器解调(隔离耦合器分离出调制信号并解调)后，将所述串行信号引入同步器中，实现串行信号与接收时钟信号同步，再采用频率为接收时钟信号N倍的时钟信号对同步信号进行连续采样，校验串行信号的起始信号，当起始信号确认无误后，将按照预设格式接收数据信号。例如，数据格式包括9位数据，一个标志位，其他为有效位，标志位可以放在9位中的首位，也可以放在9位的最后一位，这个位置收发端要保持一致。
可选地，还包括：若判断所述预设标志位为0，则控制所述接收单元在接收所述发送单元发送的数据后，无需进行数据的位反转操作。
在所述接收单元接收所述发送单元发送的数据时，根据预设标志位进行判断，若判断所述预设标志位为1，则在接收所述发送单元发送的数据后根据预设协议进行数据的位反转操作，若判断所述预设标志位为0，则在接收所述发送单元发送的数据后，无需进行数据的位反转操作。
图5示出了发送单元发送数据的流程示意图。如图5所示，接收单元，通过隔离耦合器分离出调制信号并解调，系统首先将输入的数字信号引入同步器中，实现串行信号与接收时钟信号同步，再采用另一个频率为接收时钟N倍的时钟信号对同步信号进行连续采样，校验串行信号的起始位，当起始信号确认无误后，按照发送单元的格式接收数据信号，根据标志位进行判断，‘1’则反转数据，‘0’则无需反转，接收数据结束。
本发明还提供对应于所述单线通讯设备的控制方法的一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
本发明还提供对应于所述单线通讯设备及其控制方法的一种，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
据此，本发明提供的方案，通过数据位(电平)反转保证充电时间比放电时间长，无需多余的充电用无效数据“F”，减小数据冗余。无需额外的增加电路的同时保证单线通讯供电充足。通过改善单线通讯协议反过来保证单线通讯供电正常。
本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种单线通讯设备，其特征在于，包括：发送单元和接收单元；
所述发送单元，用于在向所述接收单元发送数据时，判断待发数据是满足预设条件；若判断待发数据满足预设条件，则根据预设协议进行数据的位反转操作，并将预设标志位置1；
所述接收单元，用于在接收所述发送单元发送的数据时，判断接收到的数据的预设标志位是否为1；若判断所述预设标志位为1，则在接收所述发送单元发送的数据后根据预设协议进行数据的位反转操作。
2.根据权利要求1所述的单线通讯设备，其特征在于，
所述发送单元，还用于：若判断所述占比小于等于所述预设比例，则将所述预设标志位置0；
所述接收单元，还用于：若判断所述预设标志位为0，则在接收所述发送单元发送的数据后，无需进行数据的位反转操作。
3.根据权利要求1或2所述的单线通讯设备，其特征在于，包括：
所述预设条件，包括：待发数据中数值为0的数据位的占比大于预设比例。
4.根据权利要求1-3任一项所述的单线通讯设备，其特征在于，所述接收单元，接收所述发送单元发送的数据，包括：
将接收的串行信号通过解调器解调后，进行串行信号与接收时钟信号同步，再对同步信号进行采样，并校验串行信号的起始信号，当起始信号确认无误后，按照预设格式接收数据。
5.一种单线通讯设备的控制方法，其特征在于，所述单线通讯设备，包括：发送单元和接收单元；所述控制方法，包括
在所述发送单元向所述接收单元发送数据时，判断待发数据是满足预设条件；若判断待发数据满足预设条件，则控制所述发送单元根据预设协议进行数据的位反转操作，并将预设标志位置1；
在所述接收单元接收所述发送单元发送的数据时，判断接收到的数据的预设标志位是否为1；若判断所述预设标志位为1，则控制所述接收单元在接收所述发送单元发送的数据后根据预设协议进行数据的位反转操作。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若判断所述占比小于等于所述预设比例，则控制所述发送单元将所述预设标志位置0；
若判断所述预设标志位为0，则控制所述接收单元在接收所述发送单元发送的数据后，无需进行数据的位反转操作。
7.根据权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于，
所述预设条件，包括：待发数据中数值为0的数据位的占比大于预设比例。
8.根据权利要求5-7任一项所述的控制方法，其特征在于，所述接收单元，接收所述发送单元发送的数据，包括：
将接收的串行信号通过解调器解调后，进行串行信号与接收时钟信号同步，再对同步信号进行采样，并校验串行信号的起始信号，当起始信号确认无误后，按照预设格式接收数据。
9.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求5-8任一所述方法的步骤。
10.一种单线通讯设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求5-8任一所述方法的步骤。
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