一种异步串行通讯方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种异步串行通讯方法，包括：获取目标波特率，以目标波特率生成波特率时钟信号；以字节为单位将目标发送数据进行加扰处理，并在波特率时钟信号的触发下依次得到各字节对应的扰码；计算各字节的奇偶校验结果；输出以帧头和有效数据帧组成的完整数据帧；在接收到帧头时，依据帧头的跳变频率获取目标波特率；以目标波特率恢复有效数据帧。由于在有效数据帧的前面加入了帧头，并且帧头由波特率时钟信号触发，因此当接收方法接收到帧头时，通过帧头的位跳变信息得到发送方所使用的波特率。另外，通过加扰处理更加保证了通讯的安全性。该方法降低了通讯内容被窃听的几率。本发明专利技术还公开一种异步串行通讯系统，效果如上所述。

Asynchronous serial communication method and system

The invention discloses a method of asynchronous serial communication, including obtaining the target to target the baud rate, baud rate generation baud rate clock signal; in bytes will send data scrambling processing, and in turn each byte to the trigger signal scrambling in baud rate clock; parity calculation results of each byte; complete the data frame output to the frame header and data frames; the frame is received at the first time, on the basis of frame head jump frequency acquisition target to target baud rate; baud rate recovery data frames. Due to the addition of the frame head in front of data frames, and the frame head by the baud rate clock signal trigger, so when the receiving method receives the frame header, the frame header bit jump information obtained using the sender's baud rate. In addition, the communication security is guaranteed by scrambling. This method reduces the probability of eavesdropping on the content of the communication. The invention also discloses an asynchronous serial communication system, and the effect is as mentioned above.

【技术实现步骤摘要】
一种异步串行通讯方法及系统
本专利技术涉及通讯
，特别是涉及一种异步串行通讯方法及系统。
技术介绍
在当前的异步串行通讯系统中，发送方与接收方按照约定好的通讯波特率(后文简称波特率)以字节为单位完成帧数据的串行发送和数据恢复。由于异步串行通讯的编码方式较为简单，因而在波特率固定的情况下，通讯双方的数据内容很容易被破解，保密性较差。由此可见，如何降低由于串行通讯数据被截取，通讯内容被窃听的几率是本领域技术人员亟待解决地问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种异步串行通讯方法及系统。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种异步串行通讯方法，包括：获取目标波特率，以所述目标波特率生成波特率时钟信号；以字节为单位将目标发送数据进行加扰处理，并在所述波特率时钟信号的触发下依次得到各字节对应的扰码；计算各字节的奇偶校验结果；输出以帧头和有效数据帧组成的完整数据帧；其中，所述帧头的内容为OxAA，且由所述波特率时钟信号触发，所述有效数据帧包括所述扰码和所述奇偶校验结果；在接收到所述帧头时，依据所述帧头的跳变频率获取所述目标波特率；以所述目标波特率恢复所述有效数据帧以得到所述目标发送数据。优选地，所述获取目标波特率具体包括：在给定变化范围内随机生成一个随机数；计算所述随机数和基准波特率的和以得到所述目标波特率。优选地，所述以所述目标波特率恢复所述有效数据帧以得到所述目标发送数据具体包括：以所述目标波特率将所述扰码进行去扰处理；以所述目标波特率恢复所述奇偶校验结果。一种异步串行通讯系统，包括：发送方波特率生成模块，用于获取目标波特率，以所述目标波特率生成波特率时钟信号；发送方数据加扰模块，用于以字节为单位将目标发送数据进行加扰处理，并在所述波特率时钟信号的触发下依次得到各字节对应的扰码；发送方奇偶校验模块，用于计算各字节的奇偶校验结果；发送方串行位置计算和复用模块，用于输出以帧头和有效数据帧组成的完整数据帧；其中，所述帧头的内容为OxAA，且由所述波特率时钟信号触发，所述有效数据帧包括所述扰码和所述奇偶校验结果；接收方波特率生成模块，用于在接收到所述帧头时，依据所述帧头的跳变频率获取所述目标波特率；接收方恢复模块，用于以所述目标波特率恢复所述有效数据帧以得到所述目标发送数据。优选地，还包括：随机数生成模块，用于在给定变化范围内随机生成一个随机数；基准波特率输出模块，用于输出所述基准波特率；其中，所述发送方波特率生成模块与所述随机数生成模块和所述基准波特率输出模块连接，用于计算所述随机数和基准波特率的和以得到所述目标波特率。优选地，所述接收方恢复模块具体包括：接收方数据去扰模块，用于以所述目标波特率将所述扰码进行去扰处理；接收方奇偶校验模块，用于以所述目标波特率恢复所述奇偶校验结果；接收方串行位置计算和复用模块，用于切换所述接收方奇偶校验模块和所述接收方数据去扰模块的数据通道。优选地，所述接收方数据去扰模块包括8个寄存器。优选地，所述发送方数据加扰模块包括8个寄存器。本专利技术所提供的异步串行通讯方法及系统，以目标波特率生成波特率时钟信号，然后在目标发送数据对应的有效数据帧的前面加入了帧头，并且帧头由波特率时钟信号触发。当接收方法接收到帧头时，通过帧头的位跳变信息得到发送方所使用的波特率，从而按照该波特率恢复有效数据帧以得到目标发送数据。另外，通过加扰处理增大了获取完整数据帧的难度，更加保证了通讯的安全性。由此可见，该方法可以降低由于串行通讯数据被截取，通讯内容被窃听的几率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。图1为本专利技术提供的一种异步串行通讯方法的流程图；图2为本专利技术提供的一种异步串行通讯系统的结构图；图3为本专利技术提供的另一种异步串行通讯系统的结构图；图4为本专利技术提供的一种发送方发送完整数据帧的示意图；图5为本专利技术提供的一种接收方接收完整数据帧的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护范围。本专利技术的核心是提供一种异步串行通讯方法及系统。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1为本专利技术提供的一种异步串行通讯方法的流程图。如图1，异步串行通讯方法包括：S10：获取目标波特率，以目标波特率生成波特率时钟信号。S11：以字节为单位将目标发送数据进行加扰处理，并在波特率时钟信号的触发下依次得到各字节对应的扰码。S12：计算各字节的奇偶校验结果。S13：输出以帧头和有效数据帧组成的完整数据帧；其中，帧头的内容为OxAA，且由波特率时钟信号触发，有效数据帧包括扰码和奇偶校验结果。S14：在接收到帧头时，依据帧头的跳变频率获取目标波特率。S15：以目标波特率恢复有效数据帧以得到目标发送数据。在具体实施中，接收方以一定的波特率生成波特率时钟信号。目标波特率可以任意设定，作为优选地实施方式，获取目标波特率具体包括：在给定变化范围内随机生成一个随机数，计算随机数和基准波特率的和以得到目标波特率。将目标发送数据以字节为单元进行加扰处理，由于加扰处理为现有技术这里不再赘述。需要说明的是，在加扰处理过程中，是在波特率时钟信号的触发下进行的，因此，只有接收方获取到发送方的波特率才能进行正确的去扰处理。在本专利技术中，接收方和发送方无需事先协定波特率，即波特率是根据实际得到的数据帧计算的，因此，波特率是不需要是固定的。发送方向接收方发送的完整数据帧中，包括两个部分，一部分是帧头，另一部分是有效数据帧，这里的有效数据帧包括扰码和奇偶校验结果。在发送过程中，先发送帧头，接收方在接收到帧头后，解析帧头中的跳变频率来得到目标波特率。在本专利技术中，帧头的内容是固定的，为0xAA，即以16进制为单位进行的，在16进制中的A对应在2进制中，A就是1010，AA就是10101010。由于帧头是由波特率时钟信号触发的，因此，帧头中1和0的跳变频率就是目标波特率。通过解析1和0的跳变频率接收方就可以得到发送方的目标波特率。由此可见，发送方和接收方无需以固定的波特率收发数据，避免了在当前常见的异步串行通讯中，发送方与接收方按照系统设定好的波特率带来的问题。作为优选地实施方式，以目标波特率恢复有效数据帧以得到目标发送数据具体包括：以目标波特率将扰码进行去扰处理；以目标波特率恢复奇偶校验结果。本实施例提供的异步串行通讯方法，以目标波特率生成波特率时钟信号，然后在目标发送数据对应的有效数据帧的前面加入了帧头，并且帧头由波特率时钟信号触发。当接收方法接收到帧头时，通过帧头的位跳变信息得到发送方所使用的波特率，从而按照该波特率恢复有效数据帧以得到目标发送数据。另外，通过加扰处理增大了获取完整数据帧的难度，更加保证了通讯的安全性。由此可见，该方法可以降低由于串行通讯数据被截取，通讯内容被窃听的几率。图2为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异步串行通讯方法，其特征在于，包括：获取目标波特率，以所述目标波特率生成波特率时钟信号；以字节为单位将目标发送数据进行加扰处理，并在所述波特率时钟信号的触发下依次得到各字节对应的扰码；计算各字节的奇偶校验结果；输出以帧头和有效数据帧组成的完整数据帧；其中，所述帧头的内容为OxAA，且由所述波特率时钟信号触发，所述有效数据帧包括所述扰码和所述奇偶校验结果；在接收到所述帧头时，依据所述帧头的跳变频率获取所述目标波特率；以所述目标波特率恢复所述有效数据帧以得到所述目标发送数据。

【技术特征摘要】
1.一种异步串行通讯方法，其特征在于，包括：获取目标波特率，以所述目标波特率生成波特率时钟信号；以字节为单位将目标发送数据进行加扰处理，并在所述波特率时钟信号的触发下依次得到各字节对应的扰码；计算各字节的奇偶校验结果；输出以帧头和有效数据帧组成的完整数据帧；其中，所述帧头的内容为OxAA，且由所述波特率时钟信号触发，所述有效数据帧包括所述扰码和所述奇偶校验结果；在接收到所述帧头时，依据所述帧头的跳变频率获取所述目标波特率；以所述目标波特率恢复所述有效数据帧以得到所述目标发送数据。2.根据权利要求1所述的异步串行通讯方法，其特征在于，所述获取目标波特率具体包括：在给定变化范围内随机生成一个随机数；计算所述随机数和基准波特率的和以得到所述目标波特率。3.根据权利要求1所述的异步串行通讯方法，其特征在于，所述以所述目标波特率恢复所述有效数据帧以得到所述目标发送数据具体包括：以所述目标波特率将所述扰码进行去扰处理；以所述目标波特率恢复所述奇偶校验结果。4.一种异步串行通讯系统，其特征在于，包括：发送方波特率生成模块，用于获取目标波特率，以所述目标波特率生成波特率时钟信号；发送方数据加扰模块，用于以字节为单位将目标发送数据进行加扰处理，并在所述波特率时钟信号的触发下依次得到各字节对应的扰码；发送方奇偶校验模块，用于计算各字节的奇偶校...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚敬，邱岳烽，李淼，杨胜，刘勇，戴计生，吕阳，胡晓东，李泽泉，陈安平，郭赞，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43