一种用于数字通信的传感器电路、传感器数字通信电路以及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于数字通信的传感器电路、传感器通信电路及其数字通信方法。该用于数字通信的传感器电路包括从处理器、从发射电路以及从接收电路，该从发射电路包括发射三极管，该发射三极管与外部控制器的主处理器的主发射电路建立OC连接，该从接收电路连接该从处理器的接收端口，该从接收电路的另一端连接该发射三极管的集电极，该主处理器通过该OC连接基于应答机制与该从处理器建立通信通道，通信时，该从处理器通过该从接收电路在该接收端口接收从该OC连接同步而来的数据帧，该从处理器在该发送端口通过该从发射电路从该OC连接发送数据帧。本发明专利技术基于发射电路以及接收电路构成的接口电路，可实现传感器与控制器之间的双向通信。

A Sensor Circuit, Sensor Digital Communication Circuit and Method for Digital Communication

【技术实现步骤摘要】
一种用于数字通信的传感器电路、传感器数字通信电路以及方法
本专利技术涉及电子
，特别涉及一种用于数字通信的传感器电路、传感器数字通信电路以及传感器数字通信方法。
技术介绍
在工业控制领域，控制中心需要传感器提供必要的信息，以准确执行特定的操作和控制。目前，为了提高机器或者设备系统的交互能力，越来越多的传感器得到应用以提高适应能力。大多数的传感器可以包括触觉传感器、接近传感器、力学传感器以及温度传感器等。传统的传感器没有通信功能，各个传感器内芯片参数信息需要在生产的时候先设定好，在传感器使用中，所有的传感器内部信息都无法读取。随着工业4.0的推广，智能传感器越来越重要，主控系统需要清楚的知道底层传感器的信息，例如当前传感器的运行状态，工作是否稳定。但是目前的传感器无通信功能，普通的工业传感器就只有GO/NO-GO的输出，也就是有和无检测，比如光电开关，当目标进入光电开关检测区域，光电开关就输出一个GO的信号，当目标离开检测区域，光电开关就输出一个NO-GO信号。因此，现有的传感器无法将运行状态等当前传感器的作业信息在控制器需要的时候及时发送给控制器。因此，现有的传感器技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种基于通信机制，实现传感器双向通讯的用于数字通信的传感器电路、传感器数字通信电路以及传感器数字通信方法。第一方面，为实现上述目的，本专利技术实施方式提供的技术方案是：提供一种用于数字通信的传感器电路，包括从处理器、从发射电路以及从接收电路，该从发射电路包括发射三极管，该发射三极管的基极连接该从处理器的发送端口，该发射三极管与外部控制器的主处理器的主发射电路建立OC连接，该从接收电路连接该从处理器的接收端口，该从接收电路的另一端连接该发射三极管的集电极，该主处理器通过该OC连接基于应答机制与该从处理器建立通信通道，通信时，该从处理器通过该从接收电路在该接收端口接收从该OC连接同步而来的数据帧，该从处理器在该发送端口通过该从发射电路从该OC连接发送数据帧。具体实施时，该从接收电路包括第一电阻以及第一二极管，该第一二极管的一端连接该从处理器的接收端口，另一端连接该发射三极管的集电极，该第一电阻一端连接至该从处理器的电源，另一端与该第一二极管连接。第二方面，为实现上述目的，本专利技术实施方式提供的技术方案是：提供一种传感器数字通信电路，包括控制器以及与该控制器连接的至少一传感器，该控制器包括主处理器、主发射三极管以及主接收电路，该主发射三极管的基极连接该主处理器的一发送端口，该主接收电路连接该主处理器的一接收端口；每一传感器包括从处理器、从发射三极管以及从接收电路，每一从发射三极管的基极连接对应从处理器的发送端口，每一从发射三极管与该主处理器主发射三极管建立OC连接，每一从接收电路连接对应从处理器的一接收端口，每一从接收电路的另一端连接对应从发射三极管的集电极，该主处理器通过该OC连接基于应答机制与对应的从处理器建立通信通道，通信时，该主处理器通过该OC连接向每一传感器发送数据帧并接收来自各传感器的数据帧，该从处理器通过该OC连接向该主控制器发送和接收数据帧。其中，该传感器设置大于等于2时，该以总线方式建立该OC连接。优先地，一从接收电路包括第一电阻以及第一二极管，该第一二极管的一端连接该从处理器的接收端口，另一端连接该从发射三极管的集电极，该第一电阻一端连接至该从处理器的电源，另一端与该第一二极管连接。优选地，该主接收电路包括第三电阻以及第二二极管，该第二二极管的一端连接该主处理器的接收端口，另一端连接该主发射三极管的集电极，该第三电阻一端连接至该主处理器的电源，另一端与该第二二极管连接。第三方面，为实现上述目的，本专利技术实施方式提供的技术方案是：提供一种传感器数字通信方法，用于在控制器与至少一传感器之间建立数字通信，每一传感器包括从处理器、从发射电路以及从接收电路，该控制器包括主处理器、主发射三极管以及主接收电路，包括以下步骤：每一传感器的从发射电路与该控制器的主发射电路建立OC连接；该主处理器通过该OC连接基于避免通信冲突的应答机制与对应的从处理器建立通信通道；通信时，该主处理器通过该OC连接向每一传感器发送数据帧并接收来自各传感器的数据帧，该从处理器通过该OC连接向该主控制器发送和接收数据帧。该传感器数字通信方法中，避免通信冲突的应答机制包括传感器应答机制以及控制器应答机制，该传感器应答机制包括以下步骤：上电初始化，初始化串口；判断是否收到该数据帧的合法数据包；在收到该合法数据包时，解析出该数据帧中的操作指令，根据该操作指令进入通讯模式；或者在未收到该合法数据包，并且完全延时之和大于第一预设时长，则进入客户模式。另外，该控制器应答机制包括以下步骤：初始化并等待触发命令；收到该触发命令后，关闭传感器电源并延时第二设定时长以使传感器放电；该第二设定时长计时期满时，打开传感器电源并延时第三设定时长以使传感器上电初始化；发送应答命令帧，并判断连接的传感器是否有应答；在收到传感器的应答时，链接成功，准备通信；未收到传感器的应答时，链接失败。作为数据帧的实施例，该数据帧的格式包括帧头、传感器地址、寄存器地址、数据位以及校验与帧尾。本专利技术实施方式的有益效果是：本实施例的用于数字通信的传感器电路、传感器数字通信电路以及传感器数字通信方法，基于总线式OC连接以及应答通信机制，以实现在传统传感器的功能基础上进行双向数据通信的功能，并可实现对传感器的数字化配置和读取。该通信机制通过控制器的时序处理和各个传感器的时序处理，避免了通信冲突保证提供通信过程的稳定性。比如，该控制器可以通过OC连接获取底层传感器信息，该传感器信息包括当前传感器的运行状态，工作是否稳定等。同时也可以通过总线方式建立的OC连接对传感器进行参数配置，比如输出接口类型，检测距离等等。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的用于数字通信的传感器电路的电路结构图；图2为本专利技术实施例的传感器数字通信电路的电路结构图；图3为本专利技术实施例的传感器数字通信方法的通信模式时序示意图；图4为本专利技术实施例的传感器数字通信方法的客户模式时序示意图；图5为本专利技术实施例的传感器数字通信方法的数据帧帧结构示意图；图6为本专利技术实施例的传感器数字通信方法的主要流程示意图；图7为本专利技术实施例的传感器数字通信方法的传感器上电时序处理流程图；以及图8为本专利技术实施例的传感器数字通信方法的控制器上电时序处理流程图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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的范围。在附图中，为了清楚可以夸大线、层和/或区段的厚度。因此，虽然示例实施例能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于数字通信的传感器电路，其特征在于，包括从处理器、从发射电路以及从接收电路，所述从发射电路包括发射三极管，所述发射三极管的基极连接所述从处理器的发送端口，所述发射三极管与外部控制器的主处理器的主发射电路建立OC连接，所述从接收电路连接所述从处理器的接收端口，所述从接收电路的另一端连接所述发射三极管的集电极，所述主处理器通过所述OC连接基于应答机制与所述从处理器建立通信通道，通信时，所述从处理器通过所述从接收电路在所述接收端口接收从所述OC连接同步而来的数据帧，所述从处理器在所述发送端口通过所述从发射电路从所述OC连接发送数据帧。

【技术特征摘要】
1.一种用于数字通信的传感器电路，其特征在于，包括从处理器、从发射电路以及从接收电路，所述从发射电路包括发射三极管，所述发射三极管的基极连接所述从处理器的发送端口，所述发射三极管与外部控制器的主处理器的主发射电路建立OC连接，所述从接收电路连接所述从处理器的接收端口，所述从接收电路的另一端连接所述发射三极管的集电极，所述主处理器通过所述OC连接基于应答机制与所述从处理器建立通信通道，通信时，所述从处理器通过所述从接收电路在所述接收端口接收从所述OC连接同步而来的数据帧，所述从处理器在所述发送端口通过所述从发射电路从所述OC连接发送数据帧。2.根据权利要求1所述的用于数字通信的传感器电路，其特征在于，所述从接收电路包括第一电阻以及第一二极管，所述第一二极管的一端连接所述从处理器的接收端口，另一端连接所述发射三极管的集电极，所述第一电阻一端连接至所述从处理器的电源，另一端与所述第一二极管连接。3.一种传感器数字通信电路，其特征在于，包括控制器以及与所述控制器连接的至少一传感器，所述控制器包括主处理器、主发射三极管以及主接收电路，所述主发射三极管的基极连接所述主处理器的一发送端口，所述主接收电路连接所述主处理器的一接收端口；每一传感器包括从处理器、从发射三极管以及从接收电路，每一从发射三极管的基极连接对应从处理器的发送端口，每一从发射三极管与所述主处理器主发射三极管建立OC连接，每一从接收电路连接对应从处理器的一接收端口，每一从接收电路的另一端连接对应从发射三极管的集电极，所述主处理器通过所述OC连接基于应答机制与对应的从处理器建立通信通道，通信时，所述主处理器通过所述OC连接向每一传感器发送数据帧并接收来自各传感器的数据帧，所述从处理器通过所述OC连接向所述主处理器发送和接收数据帧。4.根据权利要求3所述的传感器数字通信电路，其特征在于，所述传感器设置大于等于2时，以总线方式建立所述OC连接。5.根据权利要求3所述的传感器数字通信电路，其特征在于，一从接收电路包括第一电阻以及第一二极管，所述第一二极管的一端连接所述从处理器的接...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶立平，唐可信，周志力，田鼎茂，聂金元，
申请(专利权)人：深圳市志奋领科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44