一种单数据线双向通信的点对点通信系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种单数据线双向通信的点对点通信系统及方法

【技术实现步骤摘要】
一种单数据线双向通信的点对点通信系统及方法


[0001]本专利技术涉及通信
，更具体地说，涉及一种低成本的异步串行通信，利用单数据线实现双向通信的点对点通信系统及方法
。

技术介绍

[0002]在物联网中，各种同类
、
不同类产品经常需要互相通信或与主控机通信，实现某种应用
。
采用成熟的蓝牙
、WiFi
或
ZigBee
等无线技术固然可行，但成本偏高，易受地形影响，而且这类模块价格不菲，牵涉复杂协议，开发难度较大
。
无线信号不稳定，可被监听
、
破解
、
干扰
。
出于安全考虑，很多时候特别是设备安装在固定场合时，用户不愿意用无线方式
。
[0003]异步串行通信作为一种几乎所有
MCU
都支持的通信方式，具有实现简单，开发工作量小，成本低等优势
。
异步串行通信通常是指计算机
、
嵌入式系统之间利用串口实现的有一定数据格式的异步通信，传统波特率有
50、300、600、1200、4800、9600、38400、57600、115200
几种
。
近年来又增加了若干更高的波特率
。
每个串口有收
、
发两个引脚，对应两根数据线
。
功能强大的
MCU
通常提供两个或更多的串口
。
异步串行通信通常需要收发两根信号线进行点对点双向通信，然而采用某种软硬件结合的通信机制，可以进一步节省线材成本，用单根信号线即可实现点对点双向通信
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，如何利用廉价的串口通信实现一种单数据线双向通信的点对点通信系统及方法
。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种单数据线双向通信的点对点通信系统，采用异步串行通信辅以冲突检测
、
避免机制，收发数据分时占用单根数据线
。
[0006]通过单根数据线连接第一通信节点和第二通信节点；所述第一通信节点和所述第二通信节点均包括使收发信号在同一条传输线路上分时传送的串口信号收发合并电路；
[0007]其中，所述第一通信节点或所述第二通信节点按如下步骤执行数据传输：
[0008]S0、
常态为接收，即监听状态，随时接收数据；
[0009]S1、
判断本通信节点是否需要发送数据，若是，则执行步骤
S2
；
[0010]S2、
监听所述数据线，判断所述数据线是否为空闲状态；若是执行步骤
S4
，否则执行所述步骤
S3
；
[0011]S3、
延时一段随机时长的时间继续执行步骤
S2
；
[0012]S4、
本通信节点发送数据并监听所述数据线，判断本通信节点接收的数据与本通信节点发送的数据是否一致；若是，则执行步骤
S5
；否则执行步骤
S6
；
[0013]S5、
判断本通信节点的数据是否全部完成发送，若是则执行步骤
S7
，否则继续执行步骤
S4
；
[0014]S6、
控制本通信节点停止发送数据，并延时一段随机时长时间，执行所述步骤
S2
；
[0015]S7、
结束本通信节点的本次数据发送过程，回到时刻准备接收数据的监听状态
。
[0016]优选地，在本专利技术所述的单数据线双向通信的点对点通信系统中，所述第一通信节点或所述第二通信节点包括用于收发异步串行通信数据的控制器；
[0017]所述控制器的串口发送数据引脚连接所述串口信号收发合并电路的信号接收端，所述控制器的串口接收数据引脚连接所述串口信号收发合并电路的信号发送端，其中，所述串口信号收发合并电路的合并端连接所述数据线，所述控制器的地为所述通信节点的地
。
[0018]优选地，在本专利技术所述的单数据线双向通信的点对点通信系统中，所述第一通信节点或所述第二通信节点还包括接口转换电路；
[0019]所述接口转换电路连接所述控制器，用于将所述控制器的收发信号转换为特定格式的电信号，以适应不同应用场合的需要
。
[0020]优选地，在本专利技术所述的单数据线双向通信的点对点通信系统中，所述接口转换电路包括
RS232
信号转换电路
、RS485
信号转换电路
、LVDS
信号转换电路和光耦隔离收发电路中的任意一个
。
[0021]优选地，在本专利技术所述的单数据线双向通信的点对点通信系统中，所述串口信号收发合并电路连接在所述接口转换电路的串口发送数据引脚与串口接收数据引脚之间；
[0022]其中，所述串口信号收发合并电路用于将本通信节点的收发引脚合并共用外部的通信线路，向通信线路发送数据，并从通信线路接收数据
。
[0023]优选地，在本专利技术所述的单数据线双向通信的点对点通信系统中，所述串口信号收发合并电路包括连接在所述接口转换电路的串口接收数据引脚和串口发送数据引脚之间的电阻，用于确保所述接口转换电路的串口接收数据引脚在接收数据时不受所述接口转换电路的串口发送数据引脚信号的阻断
。
[0024]优选地，在本专利技术所述的单数据线双向通信的点对点通信系统中，在所述传输线路为差分通信线路传输高带宽数据时，所述通信节点还包括分别连接所述差分通信线路，用于进行所述差分通信线路之间的线路阻抗匹配的终端电阻
。
[0025]可选地，在本专利技术所述的单数据线双向通信的点对点通信系统中，在某些应用场合，分别设置所述第一通信节点和所述第二通信节点中的一个为主机，另一个为从机；其中，主机发起会话过程，从机应答主机的轮询
。
通信过程可简化为：
[0026]所述主机发送预设数据，并开始计时；
[0027]若所述主机在所述计时满足预设时长之内接收到所述从机的响应数据，则判定所述从机接收数据正常；
[0028]若所述主机在所述计时满足预设时长之内没有接收到所述从机的响应，所述主机按照预设周期再次发送所述预设数据；
[0029]所述从机接收所述预设数据，并在接收到所述预设数据后生成对应的响应数据，发送给主机
。
[0030]本专利技术还构造一种单数据线双向通信的点对点通信方法，应用于通过单根数据线连接的第一通信节点和第二通信节点；
[0031]其中，所述第一通信节点和所述第二通信节点均包括使收发信号在同一条传输线路上分时传送的串口信号收发合并电路；
[0032]所述通信方法包括以下步骤：
[0033]S0、
常态为接收，即监本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种单数据线双向通信的点对点通信系统，其特征在于，采用异步串行通信，包括通过单根数据线连接的第一通信节点和第二通信节点；所述第一通信节点和所述第二通信节点均包括使收发信号在同一条传输线路上分时传送的串口信号收发合并电路；其中，所述第一通信节点或所述第二通信节点按如下步骤执行数据传输：
S0、
常态为接收，即监听状态，随时接收数据；
S1、
判断本通信节点是否需要发送数据，若是，则执行步骤
S2
；
S2、
监听所述数据线，判断所述数据线是否为空闲状态；若是执行步骤
S4
，否则执行所述步骤
S3
；
S3、
延时一段随机时长的时间继续执行步骤
S2
；
S4、
本通信节点发送数据并监听所述数据线，判断本通信节点接收的数据与本通信节点发送的数据是否一致；若是，则执行步骤
S5
；否则执行步骤
S6
；
S5、
判断本通信节点的数据是否全部完成发送，若是则执行步骤
S7
，否则继续执行步骤
S4
；
S6、
控制本通信节点停止发送数据，并延时一段随机时长时间，执行所述步骤
S2
；
S7、
结束本通信节点的本次数据发送过程，回到时刻准备接收数据的监听状态
。2.
根据权利要求1所述的单数据线双向通信的点对点通信系统，其特征在于，所述第一通信节点或所述第二通信节点包括用于收发异步串行通信数据的控制器；所述控制器的串口发送数据引脚连接所述串口信号收发合并电路的信号接收端，所述控制器的串口接收数据引脚连接所述串口信号收发合并电路的信号发送端，其中，所述串口信号收发合并电路的合并端连接所述数据线，所述控制器的地为所述通信节点的地
。3.
根据权利要求2所述的单数据线双向通信的点对点通信系统，其特征在于，所述第一通信节点或所述第二通信节点还包括接口转换电路；所述接口转换电路连接所述控制器，用于将所述控制器的收发信号转换为特定格式的电信号，以适应不同应用场合的需要
。4.
根据权利要求3所述的单数据线双向通信的点对点通信系统，其特征在于，所述接口转换电路包括
RS232
信号转换电路
、RS485
信号转换电路
、LVDS
信号转换电路和光耦隔离收发电路中的任意一个
。5.
根据权利要求3所述的单数据线双向通信的点对点通信系统，其特征在于，所述串口信号收发合并电路连接在所述接口转换电路的串口发送数据引脚与串口接收数据引脚之间；其中，所述串口信号收发合并电路用于将本通信节点的收发引脚合并共用外部的通信线路，向通信线路发送数据，并从通信线路接收数据
。6.
根据权利要求5所述的单数据线双向通信的点对点通信系统，其特征在于，所述串口信号收发合并电路包括连接在所述接口转换电路的串口接收数据引脚和串口发送数据引脚之间的电阻，用于确...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓峰，路晓娟，
申请(专利权)人：深圳市立创普电源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：