一种一对多的电流环通信方法及通讯装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种一对多的电流环通信方法及通讯装置，所述的一对多的电流环通信方法为：室外机系统通过电流环通讯电路同时向所有室内机系统发送数据，且指定回信的室内机系统；被指定回信的室内机系统通过电流环通讯电路将数据发送给室外机系统，同时未被指定的室内机系统进入休眠且按照时序要求在下一通讯循环，即室外机系统重新进入发送时自主苏醒；通过分时轮询实现每个室内机系统与室外机系统之间的通讯。本发明所述的一对多的电流环通信方法既能保留较低的施工要求，实现前后兼容，又可以实现一对多扩展。
【专利说明】一种一对多的电流环通信方法及通讯装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电流环通信领域，更具体的，涉及一种一对多的电流环通信方法及通讯装置。
【背景技术】
[0002]目前，简单的一对一通讯，通常使用电流环。电流环的特征是，在通讯回路上以电流有无进行识别，具有良好的抗干扰性，对施工要求低，不要求屏蔽，甚至不要求与载流电源线隔离。但是该种通讯方式也存在一些缺点，即通讯的数量受限制，通常是一对一，通讯速度低。
[0003]现复杂的一对多通讯，通常使用总线。总线的特征是，在总线上电流很小，以电压进行识别，优点是速度快，总线分时方式所有单元都可以实现收发功能。但是该种通讯方式也存在一些缺点，即抗干扰差，技术上以差分驱动及施工要求载线屏蔽，另外对施工规范要求高，任一点异常都能导致总线瘫痪。
[0004]基于以上描述，亟需一种一对多的电流环通信方法及通讯装置。运用该方法既能保留较低的施工要求，实现前后兼容，又能实现数量不是太多的一对多扩展。
【发明内容】
[0005]基于以上问题，本发明的目的在于提供一种一对多的电流环通信方法及通讯装置，运用该方法既能保留较低的施工要求，实现前后兼容，又可以实现数量不是太多的一对多扩展，且成本低廉。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种一对多的电流环通信方法，室外机系统通过电流环通讯电路同时向所有室内机系统发送数据，且指定回信的室内机系统；被指定回信的室内机系统通过电流环通讯电路将数据发送给室外机系统；同时未被指定的室内机系统进入休眠且按照时序要求在下一通讯循环，即室外机系统重新进入发送时自主苏醒；通过分时轮询实现每个室内机系统与室外机系统之间的通讯。
[0008]作为优选，所述一对多的电流环通信方法包括以下步骤，
[0009]S10:室外机系统向所有的室内机系统发送数据，且指定回信的室内机系统；
[0010]S20:所有室内机系统均接收室外机系统发送的数据，并判断在预设时间T1内有没有成功接收数据，如果成功，则执行步骤S40，否则，则执行步骤S30 ；
[0011]S30:未成功接收的室内机系统丢弃接收到的数据且转入休眠状态，并转入步骤S80 ；
[0012]S40:成功接收的室内机系统判断接收到的数据与自己的地址编码是否相同，如果相同，即被指定，则执行步骤S60，否则，即未被指定，执行步骤S50 ；
[0013]S50:未被指定的室内机系统转入休眠状态，并转入步骤S80 ；
[0014]S60:被指定的室内机系统转入向室外机系统发送数据的状态，并转入步骤S70 ；
[0015]S70:室外机系统转入接收室内机系统发送的数据的状态，并判断在预设时间T2内有没有成功接收数据，不论是否成功接收，则重新向室内机系统发送数据，即发起新一轮通讯，重新回到步骤S10 ；
[0016]S80:不能成功接收室外数据的室内机系统，及能成功接收但未被指定的室内机系统，进入休眠超过时间T2后，自主苏醒，重新进入接收状态，等待室外机系统下一轮通讯发信，重新回到步骤S20。
[0017]作为优选，所述室外机系统分别通过室外机通讯发送单元和室外机通讯接收单元向所有的室内机系统发送数据和分时轮询接收每个室内机系统发送的数据；所述每个室内机系统分别通过室内机通讯发送单元和室内机通讯接收单元向室外机系统发送数据和接收室外机系统发送的数据。
[0018]作为优选，所述所有室内机系统与所述室外机系统传递数据以电流脉冲的形式实现。
[0019]作为优选，所述的室内机系统通过地址编码，实现与室外机系统通讯分时轮询时的识别响应。
[0020]作为优选，所述室外机系统与室内机系统，通过光电耦合器实现强电电路与弱电数字电路的安全隔离，并以此实现通讯接收单元的检波和通讯发送单元的载波；或通过三极管直接实现检波与载波。
[0021]作为优选，所述室内机系统与室外机系统形成电流脉冲的过程为:
[0022]通过改变自身的信号驱动电流来改变整个回路的等效电阻，从而改变电流环中电流的大小，进而形成电流脉冲。
[0023]一种一对多的电流环通讯装置，包括室外机系统、两个或两个以上的室内机系统，所述室外机系统和所述每个室内机系统之间通过通讯线路连接，每个室内机系统之间是并联关系，室内机系统与室外机系统之间是串联关系，多个室内机系统与室外机系统共同组成一个电流环通讯电路。
[0024]作为优选，所述室内机系统包括:
[0025]室内机通讯电路，其用于数据的发送和接收；
[0026]室内机其他输入输出接口，其包括信息采集、负载控制及其他通讯接口 ；
[0027]室内机存储单元，其用于存储室内机系统的数据；及
[0028]作为核心的室内机控制单元，其用于对相应的室内机系统进行控制，软件实现逻辑控制；
[0029]所述室外机系统包括:
[0030]室外机通讯电路，其用于数据的发送和接收；
[0031]室外机其他输入输出接口，室外机系统的其他部分，包括信息采集、负载控制及其他通讯接口；
[0032]室外机存储单元，其用于存储室外机系统的数据；及
[0033]作为核心的室外机控制单元，其用于对室外机系统进行控制，软件实现逻辑控制。
[0034]作为优选，所述室内机通讯电路包括以下部分:
[0035]室内机通讯发送单元，其用于向室外机系统发送数据；
[0036]室内机通讯接收单元，其用于接收室外机系统发送的数据；
[0037]所述室外机通讯电路包括以下部分:
[0038]室外机通讯发送单元，其用于向所有室内机系统发送数据；
[0039]室外机通讯接收单元，其用于接收各个室内机系统发送的数据。
[0040]本发明的有益效果为，由于本发明所述的通信方法中，室外机系统向所有的室内机系统发送数据，且指定回信的室内机系统；所有室内机系统均接收室外机系统发送的数据，并判断在预设时间T1内有没有成功接收数据，如果没有成功接收数据，则室内机系统丢弃接收到的数据且转入休眠状态；如果成功接收数据，并将接收到的数据与自己的地址编码进行核对，如果与自己的地址编码不相同，则室内机转入休眠状态；如果与自己的地址编码相同，室内机转入向室外机发送数据的状态。所以运用该方法既能保留较低的施工要求，实现前后兼容，又可以实现数量不是太多的一对多扩展，且成本低廉。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]图1为本发明实施例一提供的一对多电流环通信方法详细流程图；
[0042]图2为本发明实施例一提供的一对多电流环通信硬件电路结构示意图；
[0043]图3 (a)为本发明实施例一提供的以光电耦合器为主构成的发送单元和接收单元;
[0044]图3(b)本发明实施例一提供的电流环通讯为一对二的抽象图。
[0045]图中:
[0046]10、室外机系统；20、第一室内机系统；30、第二室内机系统；
[0047]11、室外机通讯接收单元；12、室外机通讯发送单元；13、室外机控制单元；14、室外机存储单元；15、室外机其他输入输出接口 ；16、零线；17、通讯端。
[0048]21、室内机通讯接收单元；22、室内机通讯发送单元；23、室内机存储单元；24、室内机控制单元；25、通讯用电源；26、零线；27、室内机其他输入输出接口 ；28、通讯端。
[0049]31、室内机通讯接收单元；32、室内机通讯发送单元；33、室内机存储单元；34、室内机控制单元；35、通讯用电源；36、零线；37、室内机其他输入输出接口 ；38、通讯端。
【具体实施方式】
[0050]下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0051]图2为本发明实施例一提供的一对多电流环通信硬件电路结构示意图。如图2所不，本实施例中所述硬件电路包括一个室外机系统10和两个室内机系统,分别为第一室内机系统20、第二室内机系统30。所述室外机系统10和第一室内机系统20通过总线相连，并且和和第二室内机系统30通过总线相连。每个室内机系统之间是并联关系，室内机系统与室外机系统之间是串联关系，多个室内机系统与室外机系统共同组成一个电流环通讯电路。所述室外机系统10可以通过总线和两个室内机系统相互通讯。当然，室内机系统的数量并不局限于两个，还可以多于两个。
[0052]室外机系统包括室外机通讯发送单元和室外机通讯接收单元，每个室内机系统均包括室内机通讯发送单元和室内机通讯接收单元。所述室外机系统分别通过室外机通讯发送单元和室外机通讯接收单元向所有的室内机系统发送数据和分时轮询接收每个室内机系统发送的数据；所述每个室内机系统分别通过室内机通讯发送单元和室内机通讯接收单元向室外机系统发送数据和接收室外机系统发送的数据。
[0053]具体的，所述室外机系统10包括一个室外机通讯接收单元11、室外机通讯发送单元12、室外机控制单元13、室外机存储单元14、室外机其他输入输出接口 15、零线16及通讯端17。所述室外机通讯接收单元11用于接收各个室内机系统发送的数据；室外机通讯发送单元12用于向室内机系统发送数据；室外机控制单元13是核心，软件在此执行，用于对室外机系统10进行控制，它分别连向室外机通讯接收单元11、室外机通讯发送单元12、室外机存储单元14、室外机其他输入输出接口 15。室外机存储单元14用于对室外机系统10所用的程序代码、通讯数据以及各种常量、变量进行存储；室外机其他输入输出接口 15用于实现室外机系统10的其他功能，如信息采集、负载控制及其他的通讯接口。
[0054]室外机系统10的通讯端17、室外机通讯接收单元11、室外机通讯发送单元12与零线16相串连，其中室外机通讯接收单元11、室外机通讯发送单元12无顺序要求。
[0055]所述第一室内机系统20包括一个室内机通讯接收单元21、室内机通讯发送单元22、室内机控制单元24、室内机存储单元23、室内机其他输入输出接口 27、零线26、通讯用电源25及通讯端28。所述室内机通讯接收单元21用于接收室外机系统10发送的数据；室内机通讯发送单元22用于向室外机系统10发送数据；室内机控制单元24是核心，软件在此执行，用于对第一室内机系统20进行控制，它分别连向室内机通讯接收单元21、室内机通讯发送单元22、室内机存储单元23、室内机其他输入输出接口 27。室内机存储单元23用于对第一室内机系统20所用的程序代码、通讯数据以及各种常量、变量进行存储；室内机其他输入输出接口 27用于实现室内机系统20的其他功能，如信息采集、负载控制及其他的通讯接口。
[0056]第一室内机系统20的零线26、通信用电源25、室内机通讯接收单元21、室内机通讯发送单元22、通讯端28相串连，其中室内机通讯接收单元21、室内机通讯发送单元22无顺序要求。
[0057]所述第二室内机系统30包括一个室内机通讯接收单元31、室内机通讯发送单元32、室内机控制单元34、室内机存储单元33、室内机其他输入输出接口 37、零线36、通讯用电源35及通讯端38。所述室内机通讯接收单元31用于接收室外机系统10发送的数据；室内机通讯发送单元32用于向室外机系统10发送数据；室内机控制单元34是核心，软件在此执行，用于对第二室内机系统30进行控制，它分别连向室内机通讯接收单元31、室内机通讯发送单元32、室内机存储单元33、室内机其他输入输出接口 37。;室内机存储单元33用于对第二室内机系统30所用的程序代码、通讯数据以及各种常量、变量进行存储；室内机其他输入输出接口 37用于实现室内机系统30的其他功能，如信息采集、负载控制及其他的通讯接口。
[0058]第二室内机系统30的零线36、通信用电源35、室内机通讯接收单元31、室内机通讯发送单元32、通讯端38相串连，其中室内机通讯接收单元31、室内机通讯发送单元32无顺序要求。
[0059]当室外机系统与弟一室内机系统、弟_■室内机系统的通讯端17、通讯端28、通讯端38互联，使用共零线时，电流环通讯回路就可以形成闭合通讯回路；第一室内机系统与第二室内机系统的电流环通讯回路形成并联关系；室内机系统与室外机系统的电流环通讯回路形成串联关系。电流环通讯是有方向性的，串联并联关系与此电流方向有关
[0060]于本实施例中，如图3(a)所示，室内机系统与室外机系统电流环电流主要构成为，以光电耦合器为主构成的发送单元和接收单元。通过光电耦合器实现强电电路与弱电数字电路的安全隔离，并以此实现通讯接收单元的检波和通讯发送单元的载波。当处于低压安全场合、无安全隔离要求时，通过三极管直接实现检波与载波。
[0061]用作发送单元时，光耦的输入侧连接控制单元，光耦的输出侧串联于电流环回路中，可以抽象成图3(b)所示的单刀开关。
[0062]用作接收单元时，光耦的输出侧连接控制单元，光耦的输入侧串联于电流环回路中，可以抽象成图3(b)所示的发光二极管。
[0063]现控制系统的核心大部为微电子集成单片机，为弱电数字系统电路，特征是电压低，工作速度高；其外围应用系统常用强电系统电路，特征是电压高，响应慢，包括负载的控制输出和单片机与单片机间的通讯，需要使用隔离电路以保安全可靠，常用光电耦合器，简称光耦，其原理是输入侧电信号转化成光，在输出侧通过光敏元件重新转化成电信号，输入侧与输出侧之间无电连接，绝缘性能优异。
[0064]如果单片机之间空间距离近，无需安全隔离，可以使用三极管实现相互通讯；从通讯电路获取信号的过程称为检波，将信号施加到通讯电路的过程称作载波。
[0065]本发明所述的一种一对多的电流环通信方法为，室外机系统通过电流环通讯电路同时向所有室内机系统发送数据，且指定回信的室内机系统；被指定回信的室内机系统通过电流环通讯电路将数据发送给室外机系统；同时未被指定的室内机系统进入休眠且按照时序要求在下一通讯循环，即室外机系统重新进入发送时自主苏醒；通过分时轮询实现每个室内机与室外机之间的通讯。
[0066]图1为本发明实施例一提供的一对多电流环通信方法详细流程图。如图1所示，本发明所述的一对多的电流环通信方法，具体包括以下步骤，
[0067]S10:室外机系统10通过室外机通讯发送单元12向所有的室内机系统发送数据，本实施例中为室内机系统20、室内机系统30,且指定回彳目的室内机系统。
[0068]S20:所述室内机系统20、室内机系统30均通过室内机通讯接收单元21、室内机通讯接收单元31接收室外机系统10发送的数据，并判断在预设时间T1内有没有成功接收数据，如果成功，则执行步骤S40，否则，则执行步骤S30。
[0069]S30:未成功接收的室内机系统丢弃接收到的数据且转入休眠状态，并转入步骤S80。
[0070]S40:成功接收的室内机系统判断接收到的数据与自己的地址编码是否相同，如果相同，即被指定，则执行步骤S60，否则，即未被指定，执行步骤S50。
[0071]S50:未被指定的室内机系统转入休眠状态，并转入步骤S80。
[0072]S60:被指定的室内机系统转入向室外机系统10发送数据的状态，并转入步骤S70。
[0073]S70:室外机系统10转入接收室内机系统发送的数据的状态，并判断在预设时间T2内有没有成功接收数据，不论是否成功接收，则重新向室内机系统发送数据，即发起新一轮通讯，重新回到步骤S10。
[0074]S80:不能成功接收室外数据的室内机系统，及能成功接收但未被指定的室内机系统，进入休眠超过时间T2后，自主苏醒，重新进入接收状态，等待室外机系统10下一轮通讯发信，重新回到步骤S20。
[0075]于本实施例中，所述室内机系统20、室内机系统30与所述室外机系统10传递数据以电流脉冲的形式实现。所述室内机系统20、室内机系统30与室外机系统10形成电流脉冲的过程为:
[0076]通过改变自身的信号驱动电流来改变整个回路的等效电阻，从而改变电流环中电流的大小，进而形成电流脉冲。
[0077]于本实施例中，所述的所有室内机系统通过地址编码，实现与室外机系统通讯分时轮询时的识别响应。其地址编码的实现，可以是硬件选择，如拨码开关，作为输入；也可以是通讯过程初始阶段自动竞争形成，可以是有自主检测的自主竞争，也可以是无自主检测而需要室外机系统配合，反复多轮不断缩小范围的重新竞争。
[0078]如图3 (b)所示，电流环通讯具体实现过程如下:
[0079]常态下无通讯数据传递时:所有控制单元输出的Com-Txd为低电平，室内机通讯发送单元22、室内机通讯发送单元32为闭合状态，室外机通讯发送单元12为闭合状态，电流环回路有电流；室内机通讯接收单元21、室内机通讯接收单元31为发光，室外机通讯接收单元11为发光，输入控制单元的Com-Rxd为高电平。
[0080]室外机发送数据时:室外机控制单元13输出的Com-Txd为高电平，室外机通讯发送单元12为断开状态，电流环回路无电流；室外机通讯接收单元11、室内机通讯接收单元21、室内机通讯接收单元31为不发光，输入控制单元的Com-Rxd转为低电平。如此，室外机系统10发送数据能够成功传递到室内机系统20、室内机系统30，以脉冲宽度的型式进行编码通讯。
[0081]室内机进入休眠:未成功接收及未被指定的室内机系统按照时序进入休眠，此时室内机控制单元输出的Com-Txd为高电平，在非休眠状态的室内机系统发送的过程(接近50%通讯周期)中始终为高电平，其时间宽度远大于编码脉冲宽度，该室内机系统不对电流环回路提供电流；并在下一通讯循环周期自主苏醒。
[0082]室内机发送数据时:被指定的室内机系统在发送数据时，是唯一非休眠状态的室内机系统，室内机控制单元输出的Com-Txd为高电平，室内机通讯发送单元为断开状态，电流环回路无电流；室外机接收单元11为不发光，输入控制单元的Com-Rxd转为低电平。如此，被指定的室内机系统发送数据能够成功传递到室外机系统10，以脉冲宽度的型式进行编码通讯。
[0083]对于一对多的电流环通讯系统，采用分时轮询的方式，即可实现室外机系统与所有室内机系统的通讯
[0084]于本实施例中，作为优选方案，所述室内机系统都由通信用电源供电，无需外加电源。
[0085]于本发明中，所述的室外机系统在通讯控制功能上处于主机地位，室内机系统在通讯控制功能上处于从机地位。通过扩展主从通讯控制功能应用于电流环通讯系统；电流环通讯主机保持一个不变，同时扩展电流环通讯从机到多个。凡满足电流环通讯一主多从皆为本专利权利范围，并不限于具体描述的室内机或室外机；在硬件构成上，主要功能单元也是对等的。
[0086]以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种一对多的电流环通信方法，其特征在于，室外机系统通过电流环通讯电路同时向所有室内机系统发送数据，且指定回信的室内机系统；被指定回信的室内机系统通过电流环通讯电路将数据发送给室外机系统；同时未被指定的室内机系统进入休眠且按照时序要求在下一通讯循环，即室外机系统重新进入发送时自主苏醒；通过分时轮询实现每个室内机系统与室外机系统之间的通讯。
2.根据权利要求1所述的一对多的电流环通信方法，其特征在于，包括以下步骤， SlO:室外机系统向所有的室内机系统发送数据，且指定回信的室内机系统； S20:所有室内机系统均接收室外机系统发送的数据，并判断在预设时间Tl内有没有成功接收数据，如果成功，则执行步骤S40，否则，则执行步骤S30 ； S30:未成功接收的室内机系统丢弃接收到的数据且转入休眠状态，并转入步骤S80 ；S40:成功接收的室内机系统判断接收到的数据与自己的地址编码是否相同，如果相同，即被指定，则执行步骤S60，否则，即未被指定，执行步骤S50 ； S50:未被指定的室内机系统转入休眠状态，并转入步骤S80 ； S60:被指定的室内机系统转入向室外机系统发送数据的状态，并转入步骤S70 ； S70:室外机系统转入接收室内机系统发送的数据的状态，并判断在预设时间T2内有没有成功接收数据，不论是否成功接收，则重新向室内机系统发送数据，即发起新一轮通讯，重新回到步骤SlO ； S80:不能成功接收室外数据的室内机系统，及能成功接收但未被指定的室内机系统，进入休眠超过时间T2后，自主苏醒，重新进入接收状态，等待室外机系统下一轮通讯发信，重新回到步骤S20。
3.根据权利要求1所述的一对多的电流环通信方法，其特征在于，所述室外机系统分别通过室外机通讯发送单元和室外机通讯接收单元向所有的室内机系统发送数据和分时轮询接收每个室内机系统发送的数据；所述每个室内机系统分别通过室内机通讯发送单元和室内机通讯接收单元向室外机系统发送数据和接收室外机系统发送的数据。
4.根据权利要求1所述的一对多的电流环通信方法，其特征在于，所述所有室内机系统与所述室外机系统传递数据以电流脉冲的形式实现。
5.根据权利要求1所述的一对多的电流环通信方法，其特征在于，所述的室内机系统通过地址编码，实现与室外机系统通讯分时轮询时的识别响应。
6.根据权利要求3所述的一对多的电流环通信方法，其特征在于，所述室外机系统与室内机系统，通过光电耦合器实现强电电路与弱电数字电路的安全隔离，并以此实现通讯接收单元的检波和通讯发送单元的载波；或通过三极管直接实现检波与载波。
7.根据权利要求4所述的一对多的电流环通信方法，其特征在于，所述室内机系统与室外机系统形成电流脉冲的过程为: 通过改变自身的信号驱动电流来改变整个回路的等效电阻，从而改变电流环中电流的大小，进而形成电流脉冲。
8.一种一对多的电流环通讯装置，其特征在于，包括室外机系统、两个或两个以上的室内机系统，所述室外机系统和所述每个室内机系统之间通过通讯线路连接，每个室内机系统之间是并联关系，室内机系统与室外机系统之间是串联关系，多个室内机系统与室外机系统共同组成一个电流环通讯电路。
9.根据权利要求8所述一对多的电流环通讯装置，其特征在于， 所述室内机系统包括: 室内机通讯电路，其用于数据的发送和接收； 室内机其他输入输出接口，其包括信息采集、负载控制及其他通讯接口 ； 室内机存储单元，其用于存储室内机系统的数据 '及 作为核心的室内机控制单元，其用于对相应的室内机系统进行控制，软件实现逻辑控制； 所述室外机系统包括: 室外机通讯电路，其用于数据的发送和接收； 室外机其他输入输出接口，室外机系统的其他部分，包括信息采集、负载控制及其他通讯接口 ； 室外机存储单元，其用于存储室外机系统的数据 '及 作为核心的室外机控制单元，其用于对室外机系统进行控制，软件实现逻辑控制。
10.根据权利要求9所述一对多的电流环通讯装置，其特征在于， 所述室内机通讯电路包括以下部分: 室内机通讯发送单元，其用于向室外机系统发送数据； 室内机通讯接收单元，其用于接收室外机系统发送的数据； 所述室外机通讯电路包括以下部分: 室外机通讯发送单元，其用于向所有室内机系统发送数据； 室外机通讯接收单元，其用于接收各个室内机系统发送的数据。
【文档编号】F24F11/00GK104251536SQ201310269356
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月26日 优先权日:2013年6月26日
【发明者】魏延培, 陈鹏 申请人:青岛海尔空调电子有限公司, 海尔集团公司