CN115136499A - 通信模块和通信方法 - Google Patents

Abstract

该通信模块包括：发送单元和接收单元，其设置在通信模块的连接表面的大致中心处，以根据相互对应的数据通信方案发送和接收数据；以及第一电极和多个第二电极，其具有相互不同的极性并且以具有N重对称(N是3或更大的自然数)的布置设置在连接表面上的发送单元和接收单元的外周中。

Description

通信模块和通信方法

技术领域

本公开内容涉及通信模块和通信方法。

背景技术

近来提出了通过组合能够动态地改变彼此的连接性的模块来配置机器人的技术(例如，专利文献1)。通过组合这样的模块而获得的机器人能够根据模块之间的连接而采用各种形状，并且因此能够执行更灵活的操作。

通过在组合模块之间发送和接收数据等，这样的机器人能够作为一个机器人整体进行操作。

引用列表

专利文献

专利文献1：日文未审查专利申请公开第2000-117672号

发明内容

期望进一步增加模块之间的连接的自由度，以进一步增加通过组合多个模块而配置的机器人的形状和运动的自由度。

因此，期望提供一种能够进一步增加通信模块之间的连接的自由度的通信模块以及由通信模块执行的通信方法。

根据本公开内容的一个实施方式的通信模块包括：发送器和接收器，发送器和接收器中的每一个设置在连接表面的大致中心处，发送器和接收器通过相互对应的数据通信方案来发送和接收数据；以及第一电极和多个第二电极，第一电极具有与多个第二电极的极性不同的极性，第一电极和多个第二电极以N重对称(其中N是3或更大的自然数)的布置设置在发送器和接收器的外周中，发送器和接收器设置在连接表面上。

此外，根据本公开内容的一个实施方式的通信方法包括：由第一电极和多个第二电极供应电力，第一电极和多个第二电极中的每一个以N重对称(其中N是3或更大的自然数)的布置设置在连接表面上，第一电极具有与多个第二电极的极性不同的极性；以及发送器和接收器通过相互对应的数据通信方案来发送和接收数据，发送器和接收器中的每一个设置在连接表面的第一电极和多个第二电极的内侧的大致中心处。

根据本公开内容的实施方式的通信模块和通信方法，可以是：发送器和接收器，发送器和接收器中的每一个都设置在连接表面的大致中心处，发送器和接收器通过相互对应的数据通信方案来发送和接收数据；以及第一电极和多个第二电极，其以N重对称的布置设置在发送器和接收器的外周中，发送器和接收器设置在供应电力的连接表面上，第一电极具有与多个第二电极的极性不同的极性。这使得例如通信模块可以使另一通信模块旋转并耦接至通信模块的连接表面。

附图说明

[图1]图1是示出根据本公开内容的一个实施方式的通信模块的概要的说明图。

[图2]图2是根据实施方式的通信模块的连接表面的配置示例的立体图。

[图3]图3是设置在一个连接表面上的每个部件和设置在另一连接表面上的每个部件在垂直于连接表面的方向上的示意性截面图。

[图4]图4是示意性地示出通信单元中的电路配置的电路图。

[图5A]图5A是在图2所示的通信模块之间的连接期间在90度的旋转角度下发送器与接收器之间的位置关系的示意图。

[图5B]图5B是在图2所示的通信模块之间的连接期间在180度的旋转角度下发送器与接收器之间的位置关系的示意图。

[图5C]图5C是在图2所示的通信模块之间的连接期间在270度的旋转角度下发送器与接收器之间的位置关系的示意图。

[图6]图6是示出第一电极和第二电极的极性切换周期的图。

[图7A]图7A是在图6中的CL-Ne时段期间由通信单元执行的数据发送和接收的示意图。

[图7B]图7B是在图6中的CL-Po时段期间由通信单元执行的数据发送和接收的示意图。

[图8]图8是示出包括根据本实施方式的通信模块作为主机和客户端的模块系统的配置的说明图。

[图9]图9是示出主机的硬件配置的框图。

[图10]图10是示出客户端的硬件配置的框图。

[图11]图11是示出由客户端执行的数据传输的说明图。

[图12]图12是示出关于客户端内部的上游方向或下游方向上的数据传输的功能的框图。

[图13A]图13A是示出将主机与客户端配对的操作的流程的流程图。

[图13B]图13B是示出确认配对信息的处理的流程的流程图。

[图14]图14是示出主机与客户端之间的连接的示例以及每个连接的配对信息的示例的说明图。

[图15A]图15A是在配对之前由客户端执行的通信路径设置的示意图。

[图15B]图15B是在配对之后由客户端执行的通信路径设置的示意图。

[图16]图16是当L0的主机向L1的客户端分配地址时L1的主机与客户端之间的连接模式的示意图。

[图17]图17是示出主机向L1的客户端分配地址的操作的流程的序列图。

[图18]图18是当主机向L2的客户端分配地址时主机与客户端之间的连接模式的示意图。

[图19]图19是示出主机向L2的客户端分配地址的操作的流程的序列图。

[图20]图20是示出主机和客户端的连接结构的示例以及连接结构中的地址的示例的框图。

具体实施方式

以下参照附图详细描述本公开内容的实施方式。以下描述是本公开内容的具体示例，但是本公开内容不限于以下实施方式。另外，本公开内容不限于附图中示出的构成元件的布置、尺寸、尺寸比率等。

应当注意，按以下顺序给出描述。

1.通信模块

1.1.概要

1.2.配置示例

1.3.操作示例

2.包括通信模块的系统

2.1.总体配置示例

2.2.主机和客户端硬件配置示例

2.3.由客户端执行的数据发送和接收

2.4.操作示例

3.附加说明

<1.通信模块>

(1.1.概要)

首先，参照图1，将描述根据本公开内容的一个实施方式的通信模块的概要。图1是示出根据本实施方式的通信模块1的概要的说明图。

如图1所示，根据本实施方式的通信模块1是能够与另一通信模块1耦接并且经由连接表面向另一通信模块1发送数据并从另一通信模块1接收数据的设备。例如，通信模块1可以具有长方体形状，并且可以被配置成在长方体形状的一个或更多个表面上耦接至另一通信模块1。通信模块1能够通过经由相应的连接表面彼此传递数据和电力而作为机器人10整体进行操作。

根据本实施方式的通信模块1能够以更高的自由度经由相应的连接表面耦接至另一通信模块1。这使得通信模块1能够配置具有更复杂形状的机器人10。在下文中，将详细描述根据本实施方式的通信模块1。

(1.2.配置示例)

接下来，参照图2，示出了根据本实施方式的通信模块1的连接表面的配置。图2是根据实施方式的通信模块1的连接表面的配置示例的立体图。

如图2所示，通信模块1例如在耦接至另一通信模块1的连接表面100上包括：第一电极110；多个第二电极120A、120B和120C；以及通信单元130，其包括发送器131和接收器132。类似地，另一通信模块1在耦接至通信模块1的连接表面200上包括：第一电极210；多个第二电极220A、220B和220C；以及通信单元230，其包括发送器231和接收器232。

通信模块1以如下方式耦接至另一通信模块1：第一电极110与第二电极220A、第二电极220B或第二电极220C中的任一个相对；并且第二电极120A、第二电极120B或第二电极120C中的任一个与第一电极210相对。这允许通信模块1向另一通信模块1传送电力并且从另一通信模块1传送电力。此外，通信模块1以通信单元130和通信单元230彼此相对的方式耦接至另一通信模块1。这允许通信模块1向另一通信模块1发送数据并且从另一通信模块1接收数据。

应当注意，在下文中，在第二电极120A、120B和120C彼此没有区别的情况下，将它们统称为第二电极120。此外，以类似的方式，在第二电极220A、220B和220C彼此没有区别的情况下，将它们统称为第二电极220。

第一电极110和第二电极120是分别具有彼此不同的极性的电极。第一电极110和第二电极120并联电耦接并且反向耦接至相对的第一电极210和第二电极220，这允许通信模块1在其间传送电力。具体地，第一电极110和第二电极120各自的极性不固定到正极或负极，并且以预定的周期切换。因此，从第一电极110和第二电极120供应的电压和电流被设置在另一通信模块1内的整流器电路整流，并且此后被供应给另一通信模块1的控制电路。

应当注意，第二电极120A、120B和120C在通信模块1内部彼此电耦接。因此，第一电极110可以电耦接至第二电极220A、第二电极220B或第二电极220C中的任一个。类似地，第一电极210可以电耦接至第二电极120A、第二电极120B或第二电极120C中的任一个。

第一电极110和第二电极120可以具有彼此接合的形状。例如，第一电极110可以被提供为以四边形形状从连接表面100突出的电极，并且第二电极120可以被提供为以与第一电极110相对应的四边形形状从连接表面100凹陷的电极。由此，第一电极110和第二电极120能够彼此接合，从而能够更可靠地传送电力。

第一电极110和第二电极120还可以包括允许第一电极110和第二电极120彼此物理耦接的固定机构。例如，第一电极110和第二电极120还可以包括用于磁耦接的磁体或电磁体或者用于机械固定的爪或突起作为固定机构。由此，第一电极110和第二电极120能够更紧密地将连接表面100和连接表面200彼此耦接。

第一电极110和第二电极120以在通信单元130的外周中彼此旋转对称的方式设置在连接表面100上。具体地，第一电极110和第二电极120以N重对称的布置(其中N是3或更大的自然数，并且是第一电极110和第二电极120的总数)设置在通信单元130的外周中。

在这种情况下，除了第一电极110彼此相对的情况(旋转角度为0度的情况)之外，每次连接表面100以360度/N的旋转角度旋转时，通过使第一电极110和第二电极220彼此相对，通信模块1能够经由连接表面100耦接至另一通信模块1。因此，通信模块1可以经由连接表面100以不同的旋转角度耦接至另一通信模块1。通过从第一电极110和第二电极120的总数中减去1来确定旋转角度的数目。

例如，在图2所示的示例中，彼此四重对称的一个第一电极110和三个第二电极120A、120B和120C设置在通信模块1的连接表面100上。在这种情况下，通信模块1可以经由连接表面200耦接至另一通信模块1，连接表面200是通过以90度、180度或270度的角度旋转连接表面100而获得的。具体地，在通过以90度的角度顺时针旋转连接表面100而获得的连接表面200中，通信模块1以第一电极110在连接表面200的右上方与第二电极220相对的方式耦接至另一通信模块1。此外，在通过以180度的角度顺时针旋转连接表面100而获得的连接表面200中，通信模块1以第一电极110在连接表面200的右下方与第二电极220相对的方式耦接至另一通信模块1。此外，在通过以270度的角度顺时针旋转连接表面100而获得的连接表面200中，通信模块1以第一电极110在连接表面200的左下方与第二电极220相对的方式耦接至另一通信模块1。因此，图2所示的通信模块1能够以三个旋转角度即90度、180度和270度耦接至另一通信模块1。

接下来，参照图3，将描述通信单元130的更具体的配置。图3是设置在连接表面100上的每个部件和设置在连接表面200上的每个部件在垂直于连接表面100的方向上的示意性截面图。

如图2和图3所示，通信单元130包括发送器131和接收器132，并且通过无线通信方案在通信模块1与另一通信模块1之间发送和接收数据。通信单元130例如以与设置在连接表面200上的通信单元230相对的方式设置在连接表面100的比第一电极110和第二电极120更靠内的侧处的大致中心处。

通信单元130使得能够通过使用可见光或红外光的无线通信方案来发送和接收数据。通信单元130使用无线通信方案而不是涉及物理连接的有线通信方案，从而使得即使通信模块1以具有较高自由度的旋转角度彼此耦接，也可以顺利地执行数据的发送和接收。此外，在这种情况下，即使连接表面100与连接表面200之间具有间隙，通信单元130也能够进行数据的发送和接收。

例如，发送器131可以是发射可见光或红外光的发光二极管(LED)。此外，接收器132可以是对可见光或红外光敏感的光电二极管(PD)。据此，发送器131和接收器132能够通过光无线通信进行数据的发送和接收。应当注意，发送器131和接收器132可以包括单独提供的发光二极管和光电二极管，或者可以包括包含发光二极管和光电二极管的光反射器。

应当注意，通信单元130可以通过除了上述通信方案之外的通信方案来发送和接收数据。例如，通信单元130可以使用霍尔(Hall)元件通过使用磁场的无线通信方案来发送和接收数据。替选地，通信单元130可以通过使用光纤的通信方案来发送和接收数据。

此外，通信单元130可以交替地而不是同时地执行数据的发送和接收。因此，通信单元130能够防止由其自身发送的数据以及从与其相对的通信单元230发送的数据由于连接表面100与连接表面200之间的反射而交叉。

具体地，通信单元130向发送器131和接收器132中的每一个供应要供应给第一电极110和第二电极120的电压和电流，从而以与第一电极110和第二电极120的极性切换的周期同步的周期来执行在向发送器131发送数据和从接收器132接收数据之间的切换。换言之，通信单元130能够通过将极性交替切换的电源耦接至发送器131和接收器132来交替地接通和断开发送器131和接收器132。因此，通信单元130能够在不执行复杂控制的情况下在数据的发送与接收之间执行交替切换。

此外，通信单元130可以包括多个接收器132。在这种情况下，通信单元130能够提高由接收器132接收的数据的可靠性。此外，通信单元130变得能够确定通信模块1之间的连接的旋转角度。

此处，参照图4至图5C，将描述用于基于接收信号强度确定通信模块1之间的连接的旋转角度的方法。图4是示意性地示出通信单元130中的电路配置的电路图。图5A至图5C分别是在图2所示的通信模块1之间的连接期间发送器131和发送器231相对于接收器132A、132B、232A和232B在每个旋转角度下的位置关系的示意图。

如图4所示，例如，使用包括发光二极管和光电二极管的两个光反射器，从而使用一个发光二极管作为发送器131，并且使用两个光电二极管作为接收器132A和132B。应当注意，剩余的一个发光二极管用作不发光的伪发送器133。

在经过用于整流的二极管141之后，从发送器131发送的数据被输入到包括在发送器131中的发光二极管，并且作为光发射信号被发送至另一通信模块1。相比之下，从另一通信模块1发送的光发射信号由包括在接收器132A和132B中的各个光电二极管光电转换，然后由加法器142相加。经过加法器142的光发射信号经过二极管143，然后被输入到模数转换器144(ADC)并被转换成数字信号。据此，通信单元130能够通过接收器132A和132B中的每一个接收光发射信号，从而提高要接收的光发射信号的可靠性。

此外，通信单元130以彼此不同的方式控制接收器132A和132B各自的接收灵敏度，这使得可以基于光发射信号的接收输出来确定通信模块1之间的连接的旋转角度。

具体地，假设将接收器132A的接收灵敏度设定为50％，并且将接收器132B的接收灵敏度设定为100％。

在这种情况下，如图5A所示，在通信模块1以顺时针方向旋转90度的状态彼此耦接的情况下，接收器132A与发送器231相对，并且因此能够获得具有接近100％接收灵敏度的输出。相比之下，接收器132B与不发光的伪发送器233相对并且与发送器231处于倾斜位置关系，并且因此能够获得略大于10％的输出。因此，在这种情况下，通过将来自接收器132A和132B的各个输出相加为100％到90％，获得经过模数转换器144之后的输出。

此外，如图5B所示，在通信模块1以顺时针方向旋转180度的状态彼此耦接的情况下，接收器132A与接收器232B相对并且与发送器231处于倾斜位置关系，因此能够获得略大于10％的输出。类似地，接收器132B与接收器232A相对并且与发送器231处于倾斜位置关系，并且因此能够获得略大于10％的输出。因此，在这种情况下，通过将来自接收器132A和132B的各个输出相加为30％到20％，获得经过模数转换器144之后的输出。

此外，如图5C所示，在通信模块1以顺时针方向旋转270度的状态彼此耦接的情况下，接收器132A与不发光的伪发送器233相对并且与发送器231处于倾斜位置关系，并且因此能够获得略大于10％的输出。相比之下，接收器132B与发送器231相对，并且因此能够获得具有接近50％接收灵敏度的输出。因此，在这种情况下，通过将来自接收器132A和132B的相应输出相加为70％到40％，获得经过模数转换器144之后的输出。

从上面可以明显看出，通信模块1使用具有不同接收灵敏度的多个接收器132A和132B，从而使得可以根据通信模块1之间的连接的旋转角度来改变接收信号的输出幅度。因此，通信模块1变得能够基于接收信号的输出幅度来确定通信模块1之间的连接的旋转角度。

应当注意，在完成通信模块1之间的连接的旋转角度的确定之后，接收器132A和132B可以各自将接收灵敏度改变为100％。在根据本实施方式的通信模块1中，发送器131以及接收器132A和接收器132B均能够将该信号处理为例如数字H/L信号。

应当注意，虽然图4至图5C各自示出了其中提供两个接收器132A和132B的示例，但是根据本公开内容的技术不限于上述示例。增加接收器132的数目并使接收器132的相应接收灵敏度彼此不同，使得可以更精细且以更高的精度确定通信模块1之间的连接的旋转角度。

在接收器132的数目大于或等于3并且发送器131和接收器132的总数大于或等于4的情况下，发送器131和接收器132可以设置在连接表面100的同一圆周上。在这种情况下，即使当通信模块1旋转并彼此耦接时，连接表面100上的发送器131和接收器132以及连接表面200上的发送器231和接收器232在相同的圆周上移动。据此，可以防止发送器131与接收器232之间的位置关系或者接收器132与发送器231之间的位置关系显著偏离相对的位置关系。

此外，通信模块1能够通过监视在发送器131与接收器132之间接收的信号强度来确定耦接的通信模块1之间的连接的稳定性。具体地，在发送器131与接收器132之间接收的信号强度降低的情况下，通信模块1能够确定连接的稳定性由于通信模块1被去耦或在通信单元130上出现污垢等而降低。

(1.3.操作示例)

随后，参照图6至图7B，将描述通信模块1之间的通信的操作示例。图6是示出第一电极110和第二电极120的极性切换周期的图。图7A是在图6中的CL-Ne时段期间由通信单元130执行的数据发送和接收的示意图。图7B是在图6中的CL-Po时段期间由通信单元130执行的数据发送和接收的示意图。

在图6中，面对该图，上侧的线指示第二电极120的极性，并且下侧的线指示第一电极110的极性。如图6所示，第一电极110的极性和第二电极120的极性以预定的时钟周期(Clock Cycle)切换。

具体地，在CL-Ne时段中，第一电极110是正极(“+”极，实线)，并且第二电极120是负极(“-”极，虚线)。相比之下，在CL-Po时段中，第一电极110是负极(“-”极，虚线)，并且第二电极120是正极(“+”极，实线)。

在CL-Ne期间，如图7A所示，第一电极110以及与第一电极110相对的第二电极220均为正极。因此，耦接至第一电极110侧上的电源的发送器131的发光二极管变为可发光的，并且耦接至第二电极220侧上的电源的接收器232的光电二极管变为能够接收所发射的光。此时，通信模块1能够通过由CPU(中央处理单元)150调制由发送器131的发光二极管发射的光或者与电源同步地执行开/关控制来在DN方向上将数据从发送器131发送至接收器232。

相比之下，在CL-Po时段中，如图7B所示，第二电极120以及与第二电极120相对的第一电极210均为正极。因此，耦接至第一电极210侧上的电源的发送器231的发光二极管变为可发光的，并且耦接至第二电极120侧上的电源的接收器132的光电二极管变为能够接收所发射的光。此时，通信模块1能够通过由CPU(中央处理单元)250调制由发送器231的发光二极管发射的光或者与电源同步地执行开/关控制来在UP方向上将数据从发送器231发送至接收器132。

如上所述，根据本实施方式的通信模块1能够根据第一电极110和第二电极120的极性切换来切换耦接的通信模块1之间的通信方向。据此，通信模块1能够与第一电极110和第二电极120的极性切换同步地在信号的发送与接收之间切换，从而防止要发送的信号和要接收的信号交叉。

例如，通信模块1可以在单个发送定时发送1比特数据，并且在单个接收定时接收1比特数据。即，通信模块1可以在第一电极110和第二电极120的极性切换的一个周期中发送和接收1比特数据。此外，根据发送器131和接收器132兼容的频率，通信模块1可以在单个发送定时发送多个比特的数据，并且可以在单个接收定时接收多个比特的数据。

<2.包括通信模块的系统>

(2.1.整体配置示例)

接下来，参照图8，将描述包括通信模块1的模块系统。图8是示出包括作为主机3和客户端4的通信模块1的模块系统5的配置的说明图。

如图8所示，通过将例如一个主机3和多个客户端4彼此耦接来配置模块系统5。主机3和客户端4中的每一个可以由上述通信模块1配置。具体地，模块系统5被配置成使得客户端4以树状结构耦接至主机3。在模块系统5中，主机3顺序地将数据发送至终端客户端4，从而执行模块系统5整体的操作。

应当注意，在以下描述中，在其中客户端4以树状结构耦接至主机3的模块系统5中，主机3存在的方向也称为上游方向，并且与上游方向相反的方向也称为下游方向。

主机3包括例如电源单元360、CPU 350、替选电源驱动器363、通信单元330、第一电极310和第二电极320。包括电源单元360和CPU 350使得主机3可以独立操作。

电源单元360包括可耦接至外部电源或电池361的电源I/F(接口)362，并且作为整个模块系统5的电源操作。CPU 350作为整体控制模块系统5的操作，并且例如使模块系统5执行通过外部I/F 371输入的指令。替选电源驱动器363控制从电源单元360供应的电力，使得极性以预定周期切换，并且将电力供应给第一电极310和第二电极320。第一电极310和第二电极320耦接至第一电极410和第二电极420，并且向客户端4供应其极性在第一电极310与第二电极320之间以预定周期切换的电压和电流。通信单元330包括例如发光二极管和光电二极管，并且与第一电极310和第二电极320的极性切换周期同步地在光发射信号的发射与接收之间切换。

应当注意，与客户端4类似，主机3可以具有多个连接表面，每个连接表面包括第一电极310、第二电极320和通信单元330。在这种情况下，将公共电压和公共电流从替选电源驱动器363供应给设置在多个连接表面上的第一电极310和第二电极320中的每一个。相比之下，将数据从CPU 350分别供应给设置在多个连接表面上的通信单元330中的每一个。

客户端4包括CPU 450、功能单元472、电力整流器463、通信单元430、第一电极410和第二电极420。客户端4使功能单元472基于从主机3供应的电力和指令进行操作。

CPU 450例如基于来自主机3的指令来控制功能单元472的操作。此外，CPU 450控制向耦接在下游的客户端4发送数据并且从该客户端4接收数据。功能单元472是为每个客户端4提供的功能块，并且根据来自主机3的指令操作。功能单元472例如可以是诸如电动机或致动器的驱动器、诸如伺服电路的控制器、诸如发光二极管的发光单元、或诸如传感器或相机的感测单元。电力整流器463对通过第一电极410和第二电极420供应的电压和电流进行整流，并且将整流的电压和电流转换成直流电压或直流电流。由电力整流器463整流的电压和电流被供应给CPU 450、功能单元472等。第一电极410和第二电极420耦接至主机3的第一电极310和第二电极320，或者耦接至另一客户端4的第一电极410和第二电极420，并且接收或发送其极性以预定周期切换的电压和电流。通信单元430包括例如发光二极管和光电二极管，并且与第一电极410和第二电极420的极性切换周期同步地在光发射信号的发射与接收之间切换。

应当注意，客户端4设置有多个连接表面，每个连接表面包括第一电极410、第二电极420和通信单元430。从主机3供应的电压和电流被直接供应给设置在多个连接表面上的第一电极410和第二电极420中的每一个。相比之下，将数据从CPU 450分别供应给设置在多个连接表面上的通信单元430中的每一个。

(2.2.主机和客户端的硬件配置示例)

随后，参照图9和图10，将描述主机3和客户端4的更具体的硬件配置。图9是示出主机3的硬件配置的框图。图10是示出客户端4的硬件配置的框图。

如图9所示，主机3包括例如CPU 350、RAM 351、闪速存储器352、电流/电压传感器364、调节器365、电力总线发生器366、替选电源驱动器363、通信控制电路340和通信单元330。

CPU 350作为算术处理单元或控制单元操作，并且根据记录在RAM 351或闪速存储器352中的各种程序来控制主机3的整体操作。RAM 351临时存储由CPU 350执行的程序和用于执行程序的参数等。闪速存储器352是半导体存储设备并且是主机3中的数据存储设备。闪速存储器352可以存储要由CPU 350执行的程序、各种数据或从外部获得的各种数据。

另外，CPU 350耦接至接受来自外部的输入的接口(I/F)371A和无线接口(无线I/F)371B。CPU 350可以使模块系统5基于经由接口371A和无线接口371B输入的指令进行操作。接口371A例如是诸如USB(通用串行总线)的连接端口。无线接口371B例如是诸如Wi-Fi(注册商标)或蓝牙(注册商标)的无线通信接口。

电流/电压传感器364感测从电池361供应的电力的电压和电流。调节器365是基于由电流/电压传感器364获得的结果来控制供应给CPU 350的电压和电流的电源电路。电力总线发生器366将从电池361提供的电力转换成可供应到电力总线的电力。替选电源驱动器363控制由电力总线发生器366生成的电压和电流，使得极性以预定周期切换。

通信单元(PD/LED)330包括例如作为发送器的发光二极管(LED)和作为接收器的光电二极管(PD)。通信控制电路(驱动器/ADC)340是控制通信单元330的驱动的驱动电路。通信控制电路340控制通信单元330，使得与由替选电源驱动器363执行的电源的极性的切换同步地切换向发光二极管发射光和从光电二极管接收光。

如图10所示，客户端4包括CPU 450、RAM 451、闪速存储器452、调节器465、电力整流器463、电力总线检测器464、功能单元472、通信控制电路440和通信单元430。

CPU 450作为算术处理单元或控制单元操作，并且根据记录在RAM 451或闪速存储器452中的各种程序来控制功能单元472等的操作。RAM 451临时存储由CPU 450执行的程序和用于执行程序的参数等。闪速存储器452是半导体存储设备并且是客户端4中的数据存储设备。闪速存储器452可以存储要由CPU 450执行的程序、各种数据或从外部获得的各种数据。

电力整流器463对从主机3供应的电压和电流进行整流，并且将整流的电压和电流转换成直流电压或直流电流。调节器365是控制供应给CPU 450和功能单元472的电压和电流的电源电路。电力总线检测器464是检测电路，并且检测从主机3供应的电压和电流的极性切换周期与通信单元430的光发射和接收周期之间的同步。

功能单元472是为客户端4的每个功能提供的设备组。功能单元472例如可以是诸如电动机或致动器的驱动器、诸如伺服电路的控制器、诸如发光二极管的发光单元、或诸如传感器或相机的感测单元。

通信单元(PD/LED)430包括例如作为发送器的发光二极管(LED)和作为接收器的光电二极管(PD)。通信控制电路(驱动器/ADC)440是控制通信单元(PD/LED)430的驱动的驱动电路。通信控制电路440控制通信单元430，使得与从主机3供应的电源的极性的切换同步地切换向发光二极管发射光和从光电二极管接收光。

(2.3.由客户端执行的数据发送和接收)

接下来，参照图11和图12，将描述由客户端4执行的数据发送和接收。图11是示出由客户端4执行的数据传输的说明图。

例如，考虑将数据从上游L0(层0)的主机3发送至L1(层1)的客户端4并且将数据从L1(层1)的客户端4发送至下游L2的客户端4的情况。

在这种情况下，如图11所示，L1的客户端4通过光电二极管(PD，对应于接收器132)接收从L0的主机3的发光二极管(LED，对应于发送器131)发送的数据。此后，L1的客户端4将光发射信号从发光二极管(LED，发送器131)发送至L2的客户端4的光电二极管(PD，对应于接收器132)。

在根据本实施方式的通信模块1中，发送器131和接收器132与电源的极性的切换同步地执行数据发送和接收。因此，在发送器131和接收器132中，在电源的极性切换的每个周期中发送和接收数据一次。

因此，模块系统5能够在主机3和客户端4中的每一个中，通过使数据从上游发送至下游的定时与数据从下游发送至上游的定时一致，在一个周期之后将从L0的主机3接收的数据发送至L2的客户端4。因此，模块系统5能够在电源的极性切换的每个周期将1比特或多比特数据顺序地发送至耦接至其的客户端4。因此，模块系统5能够将信号传输的延迟减小到一个时钟。

此外，模块系统5能够在电源极性切换的一个周期内通过下游侧的发送器131将由上游侧的接收器132接收的数据发送至下一个客户端4。具体地，将客户端4的上游侧的接收器132和下游侧的接收器132设定为以相同的电源极性操作，并且将客户端4的上游侧的发送器131和下游侧的发送器131设定为以相同的电源极性操作。这允许客户端4在一个周期中向下游发送从上游接收的数据，这使得模块系统5可以进一步将信号传输的延迟减小到1/2个时钟。

接下来，参照图12，将描述客户端4内部接收到的数据的处理。图12是示出关于客户端4内部的上游方向或下游方向上的数据传输的功能的框图。

例如，如图12所示，在从上游到下游(Down Stream)的方向上，由上游侧的接收器132接收的数据首先被存储在Rx缓冲器471中并且由解码器475解码。客户端4基于解码数据确定要从主机3发送至客户端4的请求命令，并且由功能单元472等执行该请求命令。

在需要对主机3的响应的命令被包括在要从主机3发送至客户端4的请求命令中的情况下，应答单元474生成对主机3的响应。在被存储在Tx缓冲器473中之后，所生成的响应在从下游到上游方向(Up Stream)的方向上被传送到选择器482，并且以由选择器482设定的优先级顺序从上游侧的发送器131发送。

此外，在由上游侧的接收器132接收的数据中，要发送至下游客户端4的数据被分发到下游侧的每个发送器131，并且同时从发送器131发送至下游客户端4。

在从下游到上游(Up Stream)的方向上，由设置在下游侧的多个连接表面100上的接收器132中的每一个接收的数据被存储在Rx缓冲器481中。例如，在四个客户端4耦接至客户端4的下游侧的情况下，Rx缓冲器481将从客户端4接收的各条数据分别存储在第一客户端缓冲器481A、第二客户端缓冲器481B、第三客户端缓冲器481C和第四客户端缓冲器481D中。

存储在Rx缓冲器481中的多条数据由选择器482区分优先级，并且从上游侧的发送器131被发送至上游主机3或客户端4。此外，选择器482设定对来自主机3的请求命令的响应与从下游发送至上游的数据之间的优先级顺序。

在从下游到上游(Up Stream)的方向上，从设置在多个连接表面100上的接收器132中的每一个接收数据，多条数据分别存储在Rx缓冲器481中以便不交叉。此外，在从上游侧的发送器131到上游主机3或客户端4的这些数据的情况下，选择器482设定用于串行化和发送这些数据的优先级顺序，以避免冲突。

(2.4.操作示例)

参照图13A至图20，下面将描述模块系统5中的主机3与客户端4之间的配对操作。在模块系统5中，主机3执行与客户端4的配对，从而能够掌握模块系统5中的客户端4的连接顺序、方向和连接的旋转角度。这允许主机3自动地掌握模块系统5的结构。例如，当主机3和客户端4彼此耦接时，执行主机3与客户端4之间的配对操作。

(主机与客户端配对的操作)

首先，参照图13A和图13B，将描述主机3与客户端4之间的配对操作的流程。图13A是示出将主机3与客户端4配对的操作的流程的流程图。

如图13A所示，首先，耦接至客户端4的主机3检测所耦接的通信模块1(客户端4)(S100)。此时，主机3确定在所耦接的通信模块1中是否存在另一主机3(S110)。在确定存在另一主机3的情况下(S110/是)，主机3终止配对操作以避免与另一主机3的控制和电力冲突。可以例如通过检测从主机3输出的信号来确定主机3是否存在于耦接的通信模块1中。在确定不存在另一主机3的情况下(S110/否)，主机3开始同时向耦接的客户端4供应电力(S120)。

此后，主机3确定是否存在耦接至作为L0(层0)的主机3的L1(层1)的客户端4(S130)。在确定存在L1的客户端4的情况下(S130/是)，主机3针对L1的每个客户端4执行确认配对信息的处理(S140)。如稍后将参照图13B描述的，确认配对信息的处理例如是获取关于客户端4所耦接的表面、取向和角度的信息并且将所获取的信息注册为配对信息的处理。此后，主机3返回到S130以确定耦接至L1的L2(层2)的客户端4是否存在。因此，主机3将层的数目递增1，并且执行客户端4的检测和确认配对信息的处理。

在S130中确定不存在客户端4的情况下(S130/否)，主机3再次执行客户端4的检测并且确定是否进一步检测到客户端4以进行确认(S150)。在确定检测到客户端4的情况下(S150/是)，主机3返回到S130，并且执行客户端4的检测和确认配对信息的处理。在确定没有检测到客户端4的情况下(S150/是)，主机3终止配对操作。

接下来，参照图13B，将描述确认配对信息的处理。图13B是示出确认配对信息的处理的流程的流程图。

如图13B所示，首先，主机3基于从0到连接表面100顺序分配的编号来确定客户端4是否存在于S0表面上(S141)。在确定在S0平面上不存在客户端4的情况下，主机3将分配给连接表面100的编号递增1，然后返回S141以确定客户端4是否存在于S1平面上。

在确定客户端4存在于S0表面上的情况下，主机3基于连接表面100上的来自客户端4的信号的接收强度来获取关于客户端4的连接的旋转角度的信息(S142)。此后，主机3从耦接的客户端4获取关于耦接的客户端4侧的信息(S143)。客户端4侧的信息例如是关于客户端4侧的连接表面以及客户端4的取向和角度的信息。此后，主机3使用所获取的信息创建客户端4的配对信息，并且在数据库等中注册该配对信息(S144)。

此后，主机3将分配给连接表面100的编号递增1，并且创建客户端4的配对信息。在完成由客户端4针对最大分配编号的连接表面100执行的配对信息创建之后(S145/是)，主机3终止确认配对信息的处理。主机3因此能够在每个连接表面100中创建并注册客户端4的配对信息。

现在参照图14，将描述配对信息的具体示例。图14是示出主机3与客户端4之间的连接的示例以及每个连接的配对信息的示例的说明图。

如图14所示，例如，假设L1(层1)的客户端L1A耦接至L0的主机3(层0)，并且L2(层2)的客户端L2A和客户端L2B耦接至L1的客户端L1A。假设主机3和客户端L1A、L2A和L2B中的每一个的连接表面100设定有编号S0、S1、S2、S3、S4和S5。假设客户端L1A相对于主机3和客户端L2A和L2B围绕从S0表面指向S2表面的旋转轴逆时针旋转90度。

在这种情况下，可以以层信息、连接表面信息和角度信息的组合来表示主机3和客户端L1A、L2A和L2B的每个互连的配对信息。层信息是指示主机3或客户端L1A、L2A或L2B属于模块系统5整体中的哪个层次的信息。连接表面信息是指示主机3或客户端L1A、L2A或L2B在哪个连接表面100上耦接至另一客户端的信息。角度信息是指示主机3或客户端L1A、L2A或L2B的三维取向的信息。

具体地，主机3与客户端L1A之间的连接的配对信息可以由以下项的组合来表示：作为主机3侧配对信息的层信息“L0”、连接表面信息“S2”和角度信息“A0”；以及作为客户端L1A侧配对信息的层信息“L1”、连接表面信息“S0”和角度信息“A1”。此外，客户端L1A与客户端L2A之间的连接的配对信息可以由以下项的组合来表示：作为客户端L1A侧配对信息的层信息“L1”、连接表面信息“S1”和角度信息“A0”；以及作为客户端L2A侧配对信息的层信息“L2”、连接表面信息“S5”和角度信息“A0”。此外，客户端L1A与客户端L2B之间的连接的配对信息可以由以下项的组合来表示：作为客户端L1A侧配对信息的层信息“L1”、连接表面信息“S3”、角度信息“A0”；以及作为客户端L2B侧配对信息的层信息“L2”、连接表面信息“S2”和角度信息“A0”。

配对信息还可以包括每个客户端4的功能信息。功能信息是指示包括在每个客户端4中的功能单元472的功能、大小、可移动范围等的信息。据此，模块系统5能够基于关于客户端4的互连的信息和包括在每个客户端4的功能信息中的功能单元472的大小来得出模块系统5整体的形状。

在这种情况下，模块系统5能够得出整体形状，并且因此能够以不接触用于功能单元472的另一客户端4的方式设置可移动范围，例如其中可设置可移动范围的伺服机构。据此，模块系统5能够避免由于客户端4之间或客户端4中提供的相应功能单元472之间的冲突而造成的损坏。换言之，模块系统5能够通过掌握整体形状来使模块系统5产生适当的变形或可移动范围。

根据上述流程，执行主机3与客户端4之间的配对操作。在模块系统5中，与主机3的配对使得可以定义模块系统5中的上游和下游方向。因此，客户端4能够基于上游和下游方向动态地切换通信路径设置。

参照图15A和图15B，将描述在配对操作之前和之后由客户端4执行的通信路径设置的改变。图15A是在配对之前由客户端4执行的通信路径设置的示意图。图15B是在配对之后由客户端4执行的通信路径设置的示意图。

应当注意，尽管图15A和图15B各自示出S0至S3作为相应的连接表面100，但是连接表面100的数目不限于图15A和图15B所示的连接表面100的数目。连接表面100的数目可以小于或大于图15A和图15B所示的连接表面100的数目。

如图15A所示，在配对之前，客户端4不知道主机3存在于哪个连接表面100侧。因此，客户端4同等地控制是否执行关于任何连接表面100的发送和接收。因此，在这种情况下，客户端4针对每个通信分别确定通信是否来自主机3侧，并且控制发送和接收。

在根据本实施方式的模块系统5中，在开始向客户端4供应电力时，主机3向耦接至主机3的所有客户端4发送主机3存在通知，并且执行与每个客户端4的配对操作。这允许客户端4确定主机3所在侧上的连接表面100，并且因此能够切换通信路径设置，使得可以更有效地执行与主机3和与其他客户端4的通信。

具体地，如图15B所示，客户端4以如下方式切换通信路径设置：客户端4将从主机3所耦接的上游侧接收到的数据分别分发到下游侧的客户端4中的每一个，并且聚集从下游侧的客户端4中的每一个接收到的数据，并且将所聚集的数据发送至上游侧的主机3或客户端4。例如，在图15B所示的示例中，主机3耦接至客户端4的S0表面侧。因此，客户端4以如下方式切换通信路径设置：客户端4将由S0表面接收的数据分别分发到S1表面、S2表面和S3表面，并且聚集在S1表面、S2表面和S3表面中的每一个上接收的数据，并且将聚集的数据发送至S0表面。

据此，模块系统5执行配对操作，从而将每个客户端4的通信路径设置设定为如下结构，在该结构中，客户端4以树状与作为顶点提供的主机3耦接。因此，模块系统5能够提高主机3与客户端4之间的通信效率。(从主机到客户端的地址分配操作)

接下来，将参照图16至图19描述主机3向客户端4中的每一个分配地址的操作的流程。模块系统5允许主机3通过向耦接至主机3的客户端4中的每一个分配唯一地址来更有效地控制客户端4。

图16是当L0(层0)的主机3向L1(层1)的客户端4分配地址时，L1的主机3与客户端4之间的连接模式的示意图。图17是示出主机3向L1的客户端4分配地址的操作的流程的序列图。图18是当主机3向L2(层2)的客户端4分配地址时主机3与客户端4之间的连接模式的示意图。图19是示出主机3向L2的客户端4分配地址的操作的流程的序列图。

如图16所示，例如，在四个客户端L1A、L2A、L2B和L3A耦接至主机3的情况下，首先，从主机3向所有四个客户端L1A、L2A、L2B和L3A同时供应电力。此时，客户端L1A、L2A、L2B和L3A中的每一个都处于图15A所示的配对之前的通信路径设置中。这允许主机3仅与直接耦接的客户端L1A通信，并且处于不能够在后续级中与客户端L2A、L2B和L3A通信的状态。

此处，如图17所示，首先，客户端L1A将用作配对请求的配对请求探测(PairRequest Probe)发送至主机3(S200)。此后，已经接收到配对请求探测的主机3向客户端L1A发送设备发现(Device Discovery)包(S210)。

已经接收到设备发现包的客户端L1A发送串行(Serial)ID，通过该串行ID，客户端L1A能够被主机3单独识别(S220)。这使得主机3将与发送的串行ID相关联的层ID(ID0×10)发送至客户端L1A(S230)。已经接收到层ID的客户端L1A发送回接收确认(Ack)(S240)，从而完成与客户端L1A的配对以及对客户端L1A的地址分配。

如图18所示，主机3与客户端L1A之间配对的完成以及地址分配允许客户端L1A的通信路径设置被切换到如图15B所示的状态，并且主机3变得能够与客户端L2A和客户端L2B通信。

此处，在电力供应时从客户端L2A发送的配对请求探测没有到达主机3。因此，主机3在与客户端L1A配对并将地址分配给客户端L1A之后搜索较低客户端。具体地，如图19所示，主机3向客户端L1A发送设备发现包(S310)。客户端L1A还将已经从主机3发送的设备发现包发送至客户端L2A。

已经接收到设备发现包的客户端L2A以与客户端L1A类似的方式发送串行ID，通过该串行ID，客户端L2A能够被主机3单独识别(S320)。这使得主机3将与发送的串行ID相关联的层ID(ID0×20)发送至客户端L2A(S330)。已经接收到层ID的客户端L2A发送回接收确认(Ack)(S340)，从而完成与客户端L2A的配对以及对客户端L2A的地址分配。

此后，主机3在与客户端L2A配对并将地址分配给客户端L2A之后进一步将设备发现包发送至客户端L1A(S410)。客户端L1A将已经从主机3发送的设备发现包发送至客户端L2B。

已经接收到设备发现包的客户端L2B以与客户端L2A类似的方式发送串行ID，通过该串行ID，客户端L2B能够被主机3单独识别(S420)。这使得主机3将与发送的串行ID相关联的层ID(ID0x21)发送至客户端L2B(S430)。已经接收到层ID的客户端L2B发送回接收确认(Ack)(S440)，从而完成与客户端L2B的配对以及对客户端L2B的地址分配。

另外，主机3还在与客户端L2B配对以及向客户端L2B分配地址之后向客户端L1A发送设备发现包(S510)。客户端L1A将已经从主机3发送的设备发现包发送至客户端L2A和客户端L2B所耦接的连接表面100以外的连接表面100，但是不存在对设备发现包的响应。因此，客户端L1A向主机3发送配对和地址分配已经完成的通知(S520)。通过上述操作，主机3能够执行与L1和L2中的客户端L1A、L2A和L2B的配对以及对客户端L1A、L2A和L2B的地址分配。

此后，主机3以与向客户端L1A发送设备发现包类似的方式向客户端L2A和L2B中的每一个发送设备发现包，从而能够执行与耦接至L3(层3)的客户端4中的每一个的配对以及对客户端4中的每一个的地址分配。

通过上述操作，在模块系统5中，主机3能够将地址分配给与其耦接的客户端4中的每一个。图20示出了分配给各个客户端4的地址的示例。图20是示出主机3和客户端4的连接结构的示例以及连接结构中的地址的示例的框图。

在图20所示的模块系统5中，L1(层1)的客户端L1A耦接至L0(层0)的主机3，并且L2(层2)的客户端L2A和L2B耦接至L1的客户端L1A。此外，L3(层3)的客户端L3A和L3B耦接至L2的客户端L2A。此外，L4(层4)的客户端L4A、L4B和L4C耦接至L3的客户端L3A，并且L4的客户端L4D耦接至L3的客户端L3B。

在这种情况下，例如，主机3能够将地址“ID0x10”分配给L1的客户端L1A，将地址“ID0x20”分配给L2的客户端L2A，并且将地址“ID0x21”分配给L2的客户端L2B。此外，主机3能够将地址“ID0x30”分配给L3的客户端L3A，并且将地址“ID0x31”分配给L3的客户端L3B。此外，主机3能够将地址“ID0x40”分配给L4的客户端L4A，将地址“ID0x41”分配给L4的客户端L4B，将地址“ID0x42”分配给L4的客户端L4C，并且将地址“ID0x43”分配给L4的客户端L4D。

<3.附加说明>

尽管以上参考示例实施方式和修改示例描述了本公开内容，但是这些实施方式和修改示例不应被解释为限制本公开内容的范围，而是可以以各种方式进行修改。

例如，在模块系统5中，可以自由地分离耦接的客户端。耦接的客户端4是否保持连接可以例如通过每个客户端4确认来自下层的客户端4的响应来确定。具体地，在每个客户端4未从下层的客户端4接收到响应的情况下，每个客户端4可以通知主机3相应的客户端4已被分离。因此，已经接收到通知的主机3能够从注册的配对信息中删除分离的客户端4的配对信息。

此外，模块系统5能够掌握主机3和客户端4的树状连接结构，从而能够检测在主机3与客户端4之间的连接中出现的循环。在这种情况下，模块系统5可以通过向用户指示环路的位置或通过指示解析环路的连接示例来提示用户解析环路。在可以确认不存在回路的情况下，不发生电力碰撞。因此，模块系统5能够从多个电源供应电力。

此外，模块系统5能够通过学习客户端4到主机3的连接，向用户示出其中不发生环路的客户端4的连接、客户端4的更有效连接等。此外，模块系统5还能够通过学习客户端4到主机3的连接来自动地使整个结构和可移动范围适合。

另外，模块系统5的主机3或客户端4中的每一个可以增强与用户的交互性。具体地，当另一客户端4与主机3或客户端4中的每一个耦接时，主机3或客户端4中的每一个可以输出通知用户已建立连接(配对)的声音或光。此外，主机3或客户端4中的每一个可以用加速度传感器检测到其已经被用户提起，并且可以采取诸如输出声音或光的动作。为了实现这些动作，客户端4还可以配备有诸如电池的电源。

这样的模块系统5适用于例如：对战机器人；或诸如能够执行各种操作的玩具机器人的家用机器人。此外，该模块系统5还适用于例如：工业机器人，例如用于制造或后勤的拾取臂机器人，其适于生产线的动态重组；或IoT(物联网)设备，传感器模块可选地可添加到该设备。

此外，并非上述实施方式中描述的所有配置和操作都是本公开内容的配置和操作不可缺少的。例如，在上述实施方式中的部件中，在指示本公开内容的最重要概念的独立权利要求中未描述的部件应被理解为可选部件。

贯穿本说明书和所附权利要求使用的术语应被解释为“非限制性”术语。例如，术语“包含”或“被包含”应被解释为“不限于被叙述为被包含的模式”。术语“包括”应被解释为“不限于被叙述为被包括的模式”。

本文中使用的术语仅是为了便于说明，并且包括不用于限制配置和操作的术语。例如，术语“右”、“左”、“顶部”、“底部”等仅指示所参照的附图上的方向。术语“内侧”和“外侧”仅分别指示朝向感兴趣的元件的中心的方向和远离感兴趣的元件的中心的方向。这同样适用于与这些术语类似的术语和具有类似含义的术语。

应当注意，根据本公开内容的技术可以具有以下配置。根据具有以下配置的本公开内容的技术，即使在通信模块被旋转并耦接至另一通信模块的连接表面的情况下，也可以执行数据发送和接收并且执行电力供应。通信模块因此能够以更高的自由度彼此耦接。根据本公开内容的技术的效果不必限于本文描述的效果。本公开内容还可以包括除本文描述的效果之外的任何效果。

(1)

一种通信模块，包括：

发送器和接收器，所述发送器和所述接收器中的每一个设置在连接表面的大致中心处，所述发送器和所述接收器通过相互对应的数据通信方案来发送和接收数据；以及

第一电极和多个第二电极，所述第一电极具有与所述多个第二电极的极性不同的极性，所述第一电极和所述多个第二电极以N重对称(其中N是3或更大的自然数)的布置设置在所述发送器和所述接收器的外周中，所述发送器和所述接收器设置在所述连接表面上。

(2)

根据(1)所述的通信模块，其中，所述第一电极的极性和所述多个第二电极的极性以预定周期交替切换。

(3)

根据(2)所述的通信模块，其中，所述发送器和所述接收器以与所述第一电极和所述多个第二电极的极性切换的周期同步的周期交替地发送和接收所述数据。

(4)

根据(3)所述的通信模块，其中，所述发送器和所述接收器在发送和接收的一个周期中发送和接收一比特的所述数据。

(5)

根据(1)至(4)中任一项所述的通信模块，其中，所述发送器和所述接收器通过无线通信发送和接收所述数据。

(6)

根据(5)所述的通信模块，其中，所述发送器和所述接收器通过使用可见光、红外光或磁场的无线通信方案来发送和接收所述数据。

(7)

根据(1)至(6)中任一项所述的通信模块，其中，

多个所述接收器设置在所述连接表面上，并且

所述多个接收器各自的接收灵敏度是可变的。

(8)

根据(7)所述的通信模块，其中，所述发送器和所述多个接收器设置在同一圆周上。

(9)

根据(1)至(8)中任一项所述的通信模块，其中，所述第一电极的形状与所述多个第二电极中的每一个的形状嵌合。

(10)

根据(1)至(9)中任一项所述的通信模块，其中，

所述第一电极和所述多个第二电极中的每一个包括固定机构，并且

所述固定机构将所述第一电极和所述多个第二电极彼此物理耦接。

(11)

根据(1)至(10)中任一项所述的通信模块，其中，所述通信模块用作一个或更多个客户端所耦接的主机。

(12)

根据(11)所述的通信模块，其中，所述第一电极和所述多个第二电极同时向所述客户端中的每一个供应电力。

(13)

根据(11)或(12)所述的通信模块，其中，所述发送器顺序地向所述客户端中的每一个发送设备发现包。

(14)

根据(13)所述的通信模块，其中，所述发送器将地址信息发送至已响应所述设备发现包的所述客户端中的每一个，所述地址信息识别所述客户端。

(15)

根据(1)至(10)中任一项所述的通信模块，其中，所述通信模块用作要耦接至主机的客户端。

(16)

根据(15)所述的通信模块，其中，所述发送器和所述接收器基于接收从所述主机发送的信号的方向来切换发送和接收所述数据的路径。

(17)

根据(16)所述的通信模块，其中，所述路径具有树结构。

(18)

根据(1)至(17)中任一项所述的通信模块，其中，所述通信模块的形状是多面体。

(19)

根据(18)所述的通信模块，其中，

多个所述连接表面设置在所述多面体上，并且

所述发送器、所述接收器、所述第一电极和所述多个第二电极设置在所述多个连接表面的每一个上。

(20)

一种通信方法，包括：

由第一电极和多个第二电极供应电力，所述第一电极和所述多个第二电极中的每一个以N重对称(其中N是3或更大的自然数)的布置设置在连接表面上，所述第一电极具有与所述多个第二电极的极性不同的极性；以及

发送器和接收器通过相互对应的数据通信方案来发送和接收数据，所述发送器和所述接收器中的每一个设置在所述连接表面的所述第一电极和所述多个第二电极的内侧的大致中心处。

本申请要求2020年2月19日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2020-026293的权益，其全部内容通过引入并入本文中。

本领域技术人员应当理解，可以根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、子组合和改变，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

Claims (20)

1.一种通信模块，包括：

发送器和接收器，所述发送器和所述接收器中的每一个设置在连接表面的大致中心处，所述发送器和所述接收器通过相互对应的数据通信方案来发送和接收数据；以及

第一电极和多个第二电极，所述第一电极具有与所述多个第二电极的极性不同的极性，所述第一电极和所述多个第二电极以N重对称(其中N是3或更大的自然数)的布置设置在所述发送器和所述接收器的外周中，所述发送器和所述接收器设置在所述连接表面上。

2.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述第一电极的极性和所述多个第二电极的极性以预定周期交替切换。

3.根据权利要求2所述的通信模块，其中，所述发送器和所述接收器以与所述第一电极和所述多个第二电极的极性切换的周期同步的周期交替地发送和接收所述数据。

4.根据权利要求3所述的通信模块，其中，所述发送器和所述接收器在发送和接收的一个周期中发送和接收一比特的所述数据。

5.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述发送器和所述接收器通过无线通信发送和接收所述数据。

6.根据权利要求5所述的通信模块，其中，所述发送器和所述接收器通过使用可见光、红外光或磁场的无线通信方案来发送和接收所述数据。

7.根据权利要求1所述的通信模块，其中，

多个所述接收器设置在所述连接表面上，并且

所述多个接收器各自的接收灵敏度是可变的。

8.根据权利要求7所述的通信模块，其中，所述发送器和所述多个接收器设置在同一圆周上。

9.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述第一电极的形状与所述多个第二电极中的每一个的形状嵌合。

10.根据权利要求1所述的通信模块，其中，

所述第一电极和所述多个第二电极中的每一个包括固定机构，并且

所述固定机构将所述第一电极和所述多个第二电极彼此物理耦接。

11.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述通信模块用作一个或更多个客户端所耦接的主机。

12.根据权利要求11所述的通信模块，其中，所述第一电极和所述多个第二电极同时向所述客户端中的每一个供应电力。

13.根据权利要求11所述的通信模块，其中，所述发送器顺序地向所述客户端中的每一个发送设备发现包。

14.根据权利要求13所述的通信模块，其中，所述发送器将地址信息发送至已响应所述设备发现包的所述客户端中的每一个，所述地址信息识别所述客户端。

15.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述通信模块用作要耦接至主机的客户端。

16.根据权利要求15所述的通信模块，其中，所述发送器和所述接收器基于接收从所述主机发送的信号的方向来切换发送和接收所述数据的路径。

17.根据权利要求16所述的通信模块，其中，所述路径具有树结构。

18.根据权利要求1所述的通信模块，其中，所述通信模块的形状是多面体。

19.根据权利要求18所述的通信模块，其中，

多个所述连接表面设置在所述多面体上，并且

所述发送器、所述接收器、所述第一电极和所述多个第二电极设置在所述多个连接表面的每一个上。

20.一种通信方法，包括：

由第一电极和多个第二电极供应电力，所述第一电极和所述多个第二电极中的每一个以N重对称(其中N是3或更大的自然数)的布置设置在连接表面上，所述第一电极具有与所述多个第二电极的极性不同的极性；以及

发送器和接收器通过相互对应的数据通信方案来发送和接收数据，所述发送器和所述接收器中的每一个设置在所述连接表面的所述第一电极和所述多个第二电极的内侧的大致中心处。

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