温度值传输装置及其方法与流程

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种温度值传输装置及其方法。

背景技术：

温度传感器是一种常用的设备，在实际中，温度传感器通常会通过传输装置将所采集的若干温度值发送到控制器，从而控制器就能够对该若干温度值进行处理，可以理解的是，在满足性能的前提之下，该传输装置越简单、成本越低越好。

因此，设计一种简单且成本低的温度值传输装置，就成为一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种温度值传输装置及其方法。

为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供了一种温度值传输装置，包括：温度传感器、控制器以及连接所述温度传感器和控制器的数据线、地线，所述温度传感器、控制器、数据线和地线共同构成一个回路，其中，所述温度传感器用于获取温度值，所述数据线用于传输脉冲信号至所述控制器，所述脉冲信号的脉冲数量用于表征所述温度值。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述脉冲数量满足公式：脉冲数量＝(温度值-m)/k，其中，m为参考值，k用于表征所述温度传感器的检测精度，所述脉冲数量为正整数；所述控制器用于接收所述脉冲信号，并依据公式“温度值＝脉冲数量*k+m”得到所接收的温度值。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述温度传感器的温度检测范围为[a，b]，m小于a。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述数据线还用于传输电能至所述温度传感器。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述数据线用于传输若干脉冲信号至所述控制器，且相邻脉冲信号之间具有时间间隔。

本发明实施例还提供了一种温度值传输方法，包括以下步骤：获取温度值，获取脉冲信号，所述脉冲信号的脉冲数量用于表征所述温度值；发送所述脉冲信号。

作为本发明一实施方式的进一步改进，还包括以下步骤：接收脉冲信号，依据所述脉冲信号中的脉冲数量得到所接收的温度值。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“脉冲信号的脉冲数量用于表征所述温度值”具体包括：脉冲数量＝(温度值-m)/k，其中，m为参考值，k用于表征所述温度传感器的检测精度，所述脉冲数量为正整数；所述“依据所述脉冲信号中的脉冲数量得到所接收的温度值”具体包括：依据公式“温度值＝脉冲数量*k+m”得到所接收的温度值。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“脉冲信号的脉冲数量用于表征所述温度值”具体包括：脉冲数量＝(温度值-m)/k，其中，m为参考值，k用于表征所述温度传感器的检测精度，m和k的最低位的计数单位相同，所述温度传感器的温度检测范围为[a，b]，m小于a；所述“依据所述脉冲信号中的脉冲数量得到所接收的温度值”具体包括：依据公式“温度值＝脉冲数量*k+m”得到所接收的温度值。

本发明实施例还提供了一种温度值传输装置，包括以下模块：初始化模块，用于获取温度值，获取脉冲信号，所述脉冲信号的脉冲数量用于表征所述温度值；脉冲信号发送模块，用于发送所述脉冲信号。

相对于现有技术，本发明的技术效果在于：本发明实施例提供一种温度值传输装置及其方法，所述温度值传输装置包括：温度传感器、控制器以及连接所述温度传感器和控制器的数据线、地线，所述温度传感器、控制器、数据线和地线共同构成一个回路，其中，所述温度传感器用于获取温度值，所述数据线用于传输脉冲信号至所述控制器，所述脉冲信号的脉冲数量用于表征所述温度值，综上所述，该温度值传输装置不仅能够传输温度值，且结构简单成本低。

附图说明

图1是本发明实施例中的温度值传输装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中的发送温度值的第一原理图；

图3是本发明实施例中的发送温度值的第二原理图；

图4是本发明实施例中的传输温度值的方法的流程示意图；

图5是本发明实施例中的发送温度值的方法的流程示意图；

图6是本发明实施例中的接收温度值的方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

并且，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一接口可以被称为第二接口，并且类似地第二接口也可以被称为第一接口，这并不背离本申请的保护范围。

本发明实施例一提供了一种温度值传输装置，如图1所示，包括：

温度传感器1、控制器2以及连接所述温度传感器1和控制器2的数据线3、地线4，所述温度传感器1、控制器2、数据线3和地线4共同构成一个回路，其中，所述温度传感器1用于获取温度值，所述数据线3用于传输脉冲信号至所述控制器2，所述脉冲信号的脉冲数量用于表征所述温度值。

这里，控制器2可以为一个微控制单元(microcontrollerunit，mcu)。在温度传感器1和控制器2之间仅仅设置有两条导线(即数据线3和地线4)，且在温度传感器获取到温度值时，就会将该温度值转换成一个正整数num，然后发送一个脉冲信号给控制器2，该脉冲信号中的脉冲的数量为num，可以理解的是，控制器2就可以依据所接收到的脉冲信号中的脉冲数量值得到所接收的温度值，综上所述，该温度值传输装置具有简单且成本低的优点。

优选的，所述脉冲数量满足公式：脉冲数量＝(温度值-m)/k，其中，m为参考值，k用于表征所述温度传感器的检测精度，所述脉冲数量为正整数；所述控制器2用于接收所述脉冲信号，并依据公式“温度值＝脉冲数量*k+m”得到所接收的温度值。这里，要使得脉冲数量为正整数，因此，必须使得“温度值-m”与k的正负符号相同，且“温度值-m”为k的整数倍即可。

优选的，所述温度传感器的温度检测范围为[a，b]，m小于a。这里，由于m<a，因此，“温度值-m”的值大于零，又由于k是大于零的，于是脉冲数量就为正数。

优选的，所述数据线3还用于传输电能至所述温度传感器1。这里，控制器2能够通过数据线3向温度传感器1提供电能，即数据线3既能够传输脉冲信号，有能够传输电能，因此可以有效的降低该温度值传输装置的成本。

这里，当数据线3上的电压值为零时，则控制器2无法向温度传感器1提供电能，温度传感器1不工作；当数据线3的电压值等于预设电压值(该预设电压值处于该温度传感器1的工作电压范围之内)时，温度传感器1就能够从数据线3上接收电能，并工作。这里，可以理解的是，控制器2能够通过控制数据线3上的电压来控制温度传感器1是否工作。这里，可以在温度传感器1中设置有储能器件(例如：电感或者电容等)，当数据线3上的电压值为零时，温度传感器1可以使用储能器件中的电能继续工作，可以理解的是，这些储能器件中所存储的电能是有限的，因此，当数据线3上的电压值为零的时间大于第一预设时间值时，该储能器件中的电能被耗尽，温度传感器就会关闭。可选的，如图1所示，地线4接地，因此，数据线3上的电压值是相对于地线4而言的。

可选的，如图1所示，在控制器2上可以设置有第一接口21和第二接口22，第一、第二接口均与数据线3连接，第一接口21通过电阻r连接到数据线3。这里，电阻r为可以理解为一个上拉(pullup)电阻，从而能够将数据线3上的电位上拉至预设电压值，这里，第一、第二接口可以均为通用输入输出接口(gpio，generalpurposeinputoutput)。温度传感器1中的dq引脚连接到数据线3。

这里，图2示出该温度值传输装置的一种工作原理图，在图2所示的情形中，温度传感器1每次只发送一个温度值给控制器2。在t1’时刻，控制器2通过第一接口21将数据线3上的电压拉升至预设电压值，于是温度传感器1就开始工作，在t1’～t2’这段时间内，温度传感器1获取温度值并计算脉冲数量，在t2’～t3’这段时间内，通过数据线3将脉冲信号发送给控制器2，在t3’时刻，温度传感器1发送完脉冲信号；之后，控制器2通过第一接口21将数据线3上的电压设置为预设电压值，在t4’时刻设置为零，并在第一预设时间值之后，温度传感器1停止工作。

优选的，所述数据线3用于传输若干脉冲信号至所述控制器2，且相邻脉冲信号之间具有时间间隔。这里，控制器2为温度传感器1提供电能，温度传感器1能够持续的获取温度值、并通过脉冲信号将温度值发送给控制器2，且在两个脉冲信号之间有一个时间间隔(为了便于描述，将该时间间隔的时长用第二预设时间值来描述)，从而控制器2就能够将相邻的脉冲信号区分开，可以有效的防止错误发生。

这里，图3示出该温度值传输装置的一种工作原理图，在图3所示的情形中，温度传感器1每次能够发送多个温度值给控制器2。在t1时刻，控制器2将数据线3上的电压拉升至预设电压值，于是温度传感器1就开始工作，在t1～t2这段时间内，温度传感器1获取温度值并计算脉冲数量，在t2～t3这段时间内，通过数据线3将脉冲信号发送给控制器2，在t3时刻，温度传感器1发送完脉冲信号；之后，在t3～t4这段时间(t4-t3＝所述时间间隔＝第二预设时间值)内，获取温度值，依据公式“脉冲数量＝(温度值-m)÷k”得到脉冲数量，并在t4～t5这段时间内，通过数据线3将脉冲信号发送给控制器2，在t5时刻，温度传感器1发送完脉冲信号；之后，在t5～t6这段时间(t6-t5＝所述时间间隔＝第二预设时间值)内，获取温度值，依据公式“脉冲数量＝(温度值-m)÷k”得到脉冲数量，并在t6～t7这段时间内，通过数据线3将脉冲信号发送给控制器2，在t7时刻，温度传感器1发送完脉冲信号，之后，控制器2将数据线3上的电压保持为预设电压值(可以理解的是，该持续时间需要小于第二预设时间值)，之后设置为零，并在第一预设时间之后，温度传感器1停止工作。可以理解的是，在图3所示的情形中，当数据线3的电压处于预设电压值且持续时间大于等于所述时间间隔，则表示一个温度值所对应的脉冲信号已经传输完毕、且下一个温度值所对应的脉冲信号有可能开始准备传输，从而控制器2能够区分两个不同的脉冲信号；在图3所示的情形中，该脉冲信号的高电平等于预设电压值，低电平等于零。可以理解的是，当该脉冲信号处于高电平时，温度传感器1可以从数据线3中获取电能；此外，在该脉冲信号中，两个脉冲之间的时间间隔需要小于第一预设时间值，否则温度传感器1就有可能停止工作；可以理解的是，这仅仅是一个示意，该脉冲信号的高电平和低电平的值可以根据实际情况而设定，例如，当低电平的值大于零时，则控制器2可以持续为温度传感器1提供电能(这里，要求高电平、低电平都在该温度传感器1的工作电压范围内)。在图3所示的情形中，该脉冲信号为单向方波，可以理解的是，该脉冲信号还可以为其他形式的波形。

本发明实施例二提供了一种温度值传输方法，如图4所示，包括以下步骤：

步骤401：获取温度值，获取脉冲信号，所述脉冲信号的脉冲数量用于表征所述温度值；

步骤401：发送所述脉冲信号。

优选的，还包括以下步骤：接收脉冲信号，依据所述脉冲信号中的脉冲数量得到所接收的温度值。

优选的，所述“脉冲信号的脉冲数量用于表征所述温度值”具体包括：脉冲数量＝温度值-m/k，其中，m为参考值，k用于表征所述温度传感器的检测精度，所述脉冲数量为正整数；

所述“依据所述脉冲信号中的脉冲数量得到所接收的温度值”具体包括：依据公式“温度值＝脉冲数量*k+m”得到所接收的温度值。

优选的，所述“脉冲信号的脉冲数量用于表征所述温度值”具体包括：脉冲数量＝(温度值-m)/k，其中，m为参考值，k用于表征所述温度传感器的检测精度，m和k的最低位的计数单位相同，所述温度传感器的温度检测范围为[a，b]，m小于a；

所述“依据所述脉冲信号中的脉冲数量得到所接收的温度值”具体包括：依据公式“温度值＝脉冲数量*k+m”得到所接收的温度值。这里，可以理解的是，每个温度传感器都有其温度检测范围和检测精度，例如，一个温度传感器的温度检测范围可以为-10℃～100℃，检测精度可以为0.01℃，则可以理解的是，m需要小于-10℃，精度0.01℃的最低位为百分位、且计数单位是百分之一；m的最低位的也为百分位、且计数单位也为百分之一，于是“温度值-m”的结果肯定为精度0.01℃的正整数倍。

本发明实施例还提供了一种温度值传输装置，包括以下模块：

初始化模块，用于获取温度值，获取脉冲信号，所述脉冲信号的脉冲数量用于表征所述温度值；

脉冲信号发送模块，用于发送所述脉冲信号。

本发明实施例三提供了一种温度传感器1的发送温度值的方法，如图5所示，包括以下步骤：

步骤501：获取温度值，依据公式“脉冲数量＝(温度值-m)÷k”得到脉冲数量num，所述公式使得所述脉冲数量num为正整数；这里，要使得脉冲数量num为正整数，因此，必须使得“温度值-m”与k的正负符号相同，且“温度值-m”为k的整数倍即可。

步骤502：通过数据线3发出脉冲信号，所述脉冲信号中的脉冲的数量等于所述脉冲数量num。

这里，在图2中，在t1’时刻，控制器2将数据线3上的电压拉升至预设电压值，于是温度传感器1就开始工作，在t1’～t2’这段时间内，温度传感器1执行步骤501，在t2’～t3’这段时间内，通过数据线3将脉冲信号发送给控制器2，在t3’时刻，温度传感器1发送完脉冲信号；之后，控制器2将数据线3上的电压设置为预设电压值，在t4’时刻设置为零，并在第一预设时间之后，温度传感器1停止工作。

可选的，还包括以下步骤：

持续执行以下操作，直至探测到数据线3的电压值为零且持续第一预设时间值；所述操作包括：等待第二预设时间值，获取温度值，依据公式“脉冲数量＝(温度值-m)÷k”得到脉冲数量num，所述公式使得所述脉冲数量num为正整数，通过数据线3发出脉冲信号，所述脉冲信号中的脉冲的数量等于脉冲数量num。

这里，如图3所示，在t1时刻，控制器2将数据线3上的电压拉升至预设电压值，于是温度传感器1就开始工作，在t1～t2这段时间内，温度传感器1执行步骤501，在t2～t3这段时间内，通过数据线3将脉冲信号发送给控制器2，在t3时刻，温度传感器1发送完脉冲信号；之后，在t3～t4这段时间内，温度传感器1在等待第二预设时间值之后，获取温度值，依据公式“脉冲数量＝(温度值-m)÷k”得到脉冲数量num，并在t4～t5这段时间内，通过数据线3将脉冲信号发送给控制器2，在t5时刻，温度传感器1发送完脉冲信号；之后，在t5～t6这段时间内，温度传感器在等待第二预设时间值之后，获取温度值，依据公式“脉冲数量＝(温度值-m)÷k”得到脉冲数量num，并在t6～t7这段时间内，通过数据线3将脉冲信号发送给控制器2，在t7时刻，温度传感器1发送完脉冲信号，之后，控制器2将数据线3上的电压保持为预设电压值(可以理解的是，该持续时间需要小于第二预设时间值)，之后设置为零，并在第一预设时间之后，温度传感器1停止工作。可以理解的是，在图3所示的情形中，当数据线3的电压处于预设电压值且持续时间大于等于第二预设时间值，则表示一个温度值所对应的脉冲信号已经传输完毕、且下一个温度值所对应的脉冲信号有可能开始准备传输，从而控制器2能够区分两个不同的脉冲信号；在图3所示的情形中，该脉冲信号的高电平等于预设电压值，低电平等于零。可以理解的是，当该脉冲信号处于高电平时，温度传感器1可以从数据线3中获取电能；此外，在该脉冲信号中，两个脉冲之间的时间间隔需要小于第一预设时间值，否则温度传感器就有可能停止工作；可以理解的是，这仅仅是一个示意，该脉冲信号的高电平和低电平的值可以根据实际情况而设定，例如，当低电平的值大于零时，则控制器2可以持续为温度传感器1提供电能(这里，要求高电平、低电平都在该温度传感器1的工作电压范围内)。在图3所示的情形中，该脉冲信号为单向方波，可以理解的是，该脉冲信号还可以为其他形式的波形。

可选的，在该脉冲信号中，一个脉冲的持续时间需要小于第二预设值。

可选的，所述依据公式“脉冲数量＝(温度值-m)÷k”得到脉冲数量包括：

依据公式“脉冲数量＝(温度值-m)÷k”得到脉冲数量，其中，m小于所述温度传感的温度检测范围中的最小值，k为所述温度传感器的检测精度，且m的最低位与所述检测精度的最低位的计数单位相同。

这里，可以理解的是，每个温度传感器都有其温度检测范围和检测精度，例如，一个温度传感器的温度检测范围可以为-10℃～100℃，检测精度可以为0.01℃，则可以理解的是，m需要小于-10℃，检测精度0.01℃的最低位为百分位、且计数单位是百分之一；m的最低位的也为百分位、且计数单位也为百分之一，于是“温度值-m”的结果肯定为精度0.01℃的正整数倍。

本发明实施例还提供给了一种用于温度传感器1的发送温度值的装置，包括以下模块：

预处理模块，用于获取温度值，依据公式“脉冲数量＝(温度值-m)÷k”得到脉冲数量num，所述公式使得所述脉冲数量num为正整数；

脉冲发送模块，用于通过数据线3发出脉冲信号，所述脉冲信号中的脉冲的数量等于脉冲数量num。

本发明实施例四提供了一种用于控制器2的接收温度值的方法，如图6所示，包括以下步骤：

步骤601：通过第一接口21将数据线3上的电压设置为预设电压值；这里，当控制器2需要从温度传感器1接收温度值时，就会将数据线3上的电压值设置为预设电压值，该预设电压值大于零。

步骤602：通过第二接口22持续获取数据线3上的脉冲信号，直至数据线3上的电压为预设电压值且持续时间大于等于第二预设时间值；获取所述脉冲信号中的脉冲的脉冲数量num，温度传感器1所发送的温度值＝所述脉冲数量num*k+m。这里，k的值与实施例一和实施例二中的k的值相同，且m的值与实施例一和实施例二中的m的值相同。

优选的，还包括以下步骤：将数据线3上的电压设置为零。这里，如图4所示，当控制器2在接收完温度传感器1所发送的温度值，之后，可以直接将数据线3上的电压设置为零，从而温度传感器1就会停止工作，即控制器2每次都控制温度传感器只发送一个温度值，从而可以有效的避免错误的发生。可选的，如果控制器2还需要再次接收温度传感器1所发送的温度值，可以在将数据线3上的电压设置为零之后，在间隔第一预设时间之后，然后再将数据线3上的电压设置为预设电压值。

优选的，持续执行以下操作，直至接收到停止接收温度值的指令，之后将数据线3上的电压设置为零；所述操作包括：通过第二接口22持续获取数据线3上的脉冲信号，直至数据线3上的电压为预设电压值且持续时间大于等于第二预设时间值，获取所述脉冲信号中的脉冲的脉冲数量num，温度传感器1所发送的温度值＝所述脉冲数量num*k+m。这里，如图3所示，控制器2能够每次控制温度传感器发送多个温度值，从而可以极大的提高温度值传输的速度。

本发明实施例还提供了一种用于控制器的接收温度值的装置，包括以下模块：

初始化模块，用于通过第一接口21将数据线3上的电压设置为预设电压值；

温度值接收模块，用于通过第二接口22持续获取数据线3上的脉冲信号，直至数据线3上的电压为预设电压值且持续时间大于等于第二预设时间值；获取所述脉冲信号中的脉冲的脉冲数量num，温度传感器1所发送的温度值＝所述脉冲数量num*k+m。

综上所述，在本发明中，温度传感器1和控制器2之间仅仅设置有两条导线(即数据线3、地线4)，控制器2既能够通过该两条导线向温度传感器1传输电能，从而温度传感器1能够采集温度值，且能够通过该两条导线将所探测到的温度值发送给控制器2；此外，通过是否向温度传感器1提供电能，从而控制器2能够控制温度传感器1是否工作。即这种控制方式非常简单且成本较低。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。