专利名称：电梯控制系统二线/四线通信接口的转换方法及转换电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电气控制领域，尤其涉及一种电梯控制系统的数据通信接口电路和
控制方法。
背景技术：
目前在电梯控制领域，通常主控设备和外围从设备的通讯物理接口均采用四线制技术，该技术使用物理连接线较多，施工布线和维护工作量较大。而且容易受到外界干扰。现有先进的两线制通讯总线技术，可以取代原有技术，从而减少物理连接线长度，降低通讯成本。 例如，中国发明专利申请200610053375.X公开了一种电源线斩波通信收发电路，包括主机电路和从机电路两部分，主机电路中的电子开关逻辑电路控制电子开关将数字信号调制成开关脉冲发送到电源线上，以两种不同的脉冲宽度分别表示"0"和"1"信号；从机电路从电源通信线上接收主机电路发送的脉冲信号，并同时允许在主机电路发送间隙，通过从机电路的微控制器/处理器控制从机的电子开关逻辑电路，在主机电路发送的低电压上，叠加返回"0"或"1"信号，从而完成电源总线上的通信过程。该技术在一对线上可同时实现电源供电和信号通信的功能，大量地节省了物理连线的长度，简化了逻辑连线的复杂度。 但是，在现有的电梯系统控制设备中，如何在不改变原有主控设备控制逻辑的基础上，通过一种转换电路将四线制总线接口转换为电源线斩波通信电路接口，使外围从设备的接口就可以采用二线制电源线斩波通信接口 一直是技术难题。
发明内容
本发明提供一种应用于电梯控制系统的二线/四线通信接口的转换方法及转换电路，可以将电梯控制系统中传统的四线制(电源线、地线、信号线、时钟线)接口转换为总线供电的二线制(电源/信号复合线和地线)接口 。
—种电梯控制系统二线/四线通信接口的转换方法，包括如下步骤
将四线制通讯转换为二线制通讯时 处理器读取四线制通讯总线中的数据信号，将该数据信号进行延时并识别处理以判断该数据的"0"或"1"，得到处理后的数据信号；将处理后的数据信号经二线制通讯总线发送至终端设备； 将二线制通讯转换为四线制通讯时 终端设备将要发送的数据信号进行超前，然后发送到二线制通讯总线中，处理器从二线制通讯总线中读取超前的数据信号并对该超前的数据信号进行延时并识别处理以判断该数据的"0"或"1"，得到处理后的数据信号，再将处理后的数据信号发送至四线制通讯总线。
做为优选，所述的将四线制通讯转换为二线制通讯时，处理器读取四线制通讯总线中的数据信号，将该数据信号延时半个数据位；所述的将二线制通讯转换为四线制通讯时，终端设备将要发送的数据信号进行超前半个数据位，处理器读取二线制通讯总线中的数据信号后将该数据信号延时半个数据位。 该优选方案可以做到准确判断数据信号，并实现最小的通讯延迟。在通讯过程中，四线制通讯时序始终固定。 为了实现本发明的转换方法，本发明还提供了一种电梯控制系统二线/四线通信接口的转换电路，包括 a)四线制通讯接口电路，用于与四线制通讯总线进行数据交换；
b)斩波通信接口电路，用于与二线制通讯总线进行数据交换； c)处理器，用于实现四线制通讯接口电路与斩波通信接口电路之间的数据交换； 当处理器读取四线制通讯接口电路传送的数据信号时，将该数据信号进行延时并识别处理，得到处理后的数据信号并发送给斩波通信接口电路经二线制通讯总线传输至受控设备； 当处理器读取斩波通信接口电路传送的超前的数据信号时，将该数据信号进行延时并识别处理，得到处理后的数据信号并发送给四线制通讯接口电路经四线制通讯总线传输至主控设备。 所述的斩波通信接口电路是为了实现处理器与两线制通讯总线之间的数据交换，可以采用现有技术中的电路布置。 所述的四线制通讯总线中的数据线和时钟线接入四线制通讯接口电路；所述的二线制通讯总线中的电源/信号复合线接入斩波通信接口电路； 所述的处理器与斩波通信接口电路之间连接有用于接收斩波通信接口电路发送的数据信号的第一接收数据线，用于向斩波通信接口电路发送的数据信号的第二发送数据线、第三发送数据线； 所述的处理器与四线制通讯接口电路之间连接有用于向四线制通讯接口电路发送的数据信号的第一发送数据线，用于接收四线制通讯接口电路发送的数据信号的第二接收数据线、第三接收数据线。 本发明电梯控制系统二线/四线通信接口的转换方法及转换电路能够在物理层上实现四线制通讯协议和二线制通讯协议的转换。转换延时短，速度快，差错率低。本数据通信接口电路的发明使得在原有使用四线制通讯协议的电梯系统中推广二线制通讯协议系统成为可能。
图1是本发明转换电路的结构框图； 图2是本发明转换电路中斩波通信接口电路的示意图； 图3是本发明转换电路中四线制通讯接口电路的示意图； 图4是本发明转换电路在四线制通讯数据转二线制通讯数据模式下的总线输出时序图； 图5是本发明转换电路在二线制通讯数据转四线制通讯数据模式下的总线输出时序图。 具体实施方法 参见图l，本发明转换电路包括处理器101、斩波通信接口电路102、四线制通讯接口电路103以及为他们提供电源的电源电路104。 其中四线制通讯接口电路103，用于与四线制通讯总线进行数据交换； 斩波通信接口电路102，用于与二线制通讯总线进行数据交换； 处理器101，用于实现四线制通讯接口电路103与斩波通信接口电路102之间的
数据交换。 四线制通讯总线W4的电源线W4+和电源电路104的输入端相连，并且连接到斩波通信接口电路102的Vs端(电源端)，电源电路104的输出端连接到处理器101的VCC端(电源端)和四线制通讯接口电路103的VCC端(电源端)，四线制通讯总线W4的地线W4-接地，四线制通讯总线W4的信号线W4D以及四线制通讯总线W4的时钟线W4C均和四线制通讯接口电路103相连，四线制通讯接口电路103通过第一发送数据线301，第二接收数据线302，第三接收数据线303与处理器101相连，处理器101通过第一接收数据线201，第二发送数据线202，第三发送数据线203和斩波通信接口电路102相连，斩波通信接口电路102和二线制通讯总线W2的电源/信号复合线W2+相连，二线制通讯总线W2的地线W2-接地。 斩波通信接口电路102的连线方式如图2，第一场效应晶体管M201的漏极和二线制通讯总线W2的电源/信号复合线W2+以及第二电阻R202的一端共接，第一场效应晶体管M201的源级和第一电阻R201的一端相连，第一电阻R201的另一端和斩波通信接口电路102的Vs端以及第一三极管S201的集电极共接，第一场效应晶体管M201的栅极和第一三极管S201的发射极以及第四电阻R204的一端共接，第一三极管S201的基极通过第三电阻R203和第二三极管S202的集电极相连，第二三极管S202的基极和斩波通信接口电路102的第二发送数据线202相连，第二三极管S202的发射极接地，第四电阻R204的另一端和第三三极管S203的集电极相连，第三三极管S203的基极和斩波通信接口电路102的第三发送数据线203相连，第三三极管S203的发射极接地，第二电阻R202的另一端和第一电容C201的一端，第五电阻R205的一端以及斩波通信接口电路102的第一接收数据线201共接，第一电容C201的另一端和第五电阻R205的另一端均接地。
四线制通讯接口电路103的连线方式如图3，第二电阻R302的一端和四线制通讯接口电路103的第一发送数据线301相连，第二电阻R302的另一端和第一三极管S301的基极相连，第一三极管S301的发射极通过第一电阻R301和四线制通讯接口电路103的Vcc端相连，第一三极管S301的集电极和第一二极管D301的阳极相连，第一二极管D301的阴极和第六电阻R306的一端，第七电阻R307的一端以及四线通讯总线W4的数据线W4D共接，第六电阻R306的另一端和第五电阻R305的一端以及第一比较器U301的正输入端共接，第七电阻R307的另一端和第十二电阻R312的一端以及第二比较器U302的负输入端共接，第十二电阻R312的另一端和四线制通讯接口电路103的Vcc端相连，第五电阻R305的另一端和第三电阻R303的一端，第四电阻R304的一端以及第i^一电阻R311的一端共接，第三电阻R303的另一端和四线制通讯接口电路103的Vcc端相连，第四电阻R304的另一端接地，第十一电阻R311的另一端和第十电阻R310的一端以及第二比较器U302的正输入端共接，第二比较器U302的输出端和四线制通讯接口电路103的 第三接收数据线303相连，第十电阻R310的另一端和第九电阻R309的一端以及四线通讯 总线W4的时钟线W4C共接，第九电阻R309的另一端和第八电阻R308的一端以及第一 比较器U301的负输入端共接，第八电阻R308的另一端和四线制通讯接口电路103的Vcc 端相连，第一比较器U301的输出端和四线制通讯接口电路103的第二接收数据线302相 连。 本发明转换电路的工作模式分为四线制通讯数据转二线制通讯数据模式和二线 制通讯数据转四线制通讯数据模式两种。
将四线制通讯转换为二线制通讯时 读取四线制通讯总线中的数据信号；将该数据信号进行延时并识别处理以判断 该数据的"0"或"1"，得到处理后的数据信号；将处理后的数据信号发送至二线制通 讯总线； 将二线制通讯转换为四线制通讯时 读取二线制通讯总线中超前的数据信号；将该数据信号进行延时并识别处理以 判断该数据的"0"或"1"，得到处理后的数据信号；将处理后的数据信号发送至四线 制通讯总线。 具体而言，在两种通讯模式下，通讯均以四线制通讯总线W4的时钟线W4C上 时钟脉冲的一个上升沿为一个帧的开始，下一个时钟脉冲的上升沿为该帧的结束，总时 间为8T。每一帧分个为8个位，分别为Tx(x = 0 7)，每个位的时间长度均为T。四 线制通讯时序固定，TO为同步时钟脉冲发送阶段，Tx(x二2 6)为5位数据位。
当电路工作在四线制通讯数据转二线制通讯数据模式时，通过四线制通讯接口 电路103从四线制通讯总线W4上读取数据，通过斩波通信接口电路102发送数据到二线 制通讯总线W2上，总线输出时序如图4所示。 首先检测四线制通讯总线W4的时钟线W4C上的高电平脉冲Sl，并将其转换为 二线制通讯线W2的电源/信号复合线W2+上相同长度的低电平脉冲Sl'。
再检测四线制通讯总线W4的数据线W4D上的电平信号Bx(x = 1， 2， 3， 4， 5)，高电平代表数据"1"，低电平代表数据"0"，经半个数据位T/2延时并判断该数据 的"0"或"1"后，将其转换为二线制通讯线W2的电源/信号复合线W2+上两种不同 宽度的低电平脉冲Bx' (x=l， 2， 3， 4， 5)，每一种低电平脉冲宽度对应数据的"0" 或'T 。 当电路工作在二线制通讯数据转四线制通讯数据模式时，电路通过斩波通信接 口电路102从二线制通讯总线W2上读取数据，通过四线制通讯接口电路103发送数据到 四线制通讯总线W4上，总线输出时序如图5所示。 首先检测四线制通讯总线W4的时钟线W4C上的高电平脉冲Sl，并将其转换为 二线制通讯线W2的电源/信号复合线W2+上相同长度的低电平脉冲Sl'。
再检测二线制通讯总线W2的电源/信号复合线W2+上超前半个数据位T/2的低 电平脉冲Bx' (x=l， 2， 3， 4， 5)的不同宽度以判断该数据的"0"或"1"，将其转 换为四线制通讯线W4的数据线W4D上的电平信号Bx' (x=l， 2， 3， 4， 5)，高电平 代表数据"1"，低电平代表数据"0"。
权利要求
一种电梯控制系统二线/四线通信接口的转换方法，其特征在于，包括如下步骤将四线制通讯转换为二线制通讯时处理器读取四线制通讯总线中的数据信号，将该数据信号进行延时并识别处理，得到处理后的数据信号；将处理后的数据信号经二线制通讯总线发送至终端设备；将二线制通讯转换为四线制通讯时终端设备将要发送的数据信号进行超前，然后发送到二线制通讯总线中，处理器从二线制通讯总线中读取超前的数据信号并对该超前的数据信号进行延时并识别处理得到处理后的数据信号，再将处理后的数据信号发送至四线制通讯总线。
2. 如权利要求1所述的转换方法，其特征在于，所述的将四线制通讯转换为二线制通 讯时，读取四线制通讯总线中的数据信号，将该数据信号延时半个数据位；所述的将二线制通讯转换为四线制通讯时，终端设备将要发送的数据信号进行超 前半个数据位，处理器读取二线制通讯总线中的数据信号后将该数据信号延时半个数据 位。
3. —种电梯控制系统二线/四线通信接口的转换电路，其特征在于，包括a) 四线制通讯接口电路(103)，用于与四线制通讯总线进行数据交换；b) 斩波通信接口电路(102)，用于与二线制通讯总线进行数据交换；c) 处理器(101)，用于实现四线制通讯接口电路(103)与斩波通信接口电路(102)之间 的数据交换；当处理器(101)读取四线制通讯接口电路(103)传送的数据信号时，将该数据信号进 行延时并识别处理，得到处理后的数据信号并发送给斩波通信接口电路(102)经二线制通 讯总线传输至受控设备；当处理器(101)读取斩波通信接口电路(102)传送的超前的数据信号时，将该数据信 号进行延时并识别处理，得到处理后的数据信号并发送给四线制通讯接口电路(103)经四 线制通讯总线传输至主控设备。
4. 如权利要求3所述的转换电路，其特征在于，所述的四线制通讯总线中的数据线和 时钟线接入四线制通讯接口电路(103);所述的二线制通讯总线中的电源/信号复合线接 入斩波通信接口电路(102);所述的处理器(101)与斩波通信接口电路(102)之间连接有用于接收斩波通信接口电 路(102)发送的数据信号的第一接收数据线(201)，用于向斩波通信接口电路(102)发送的 数据信号的第二发送数据线(202)、第三发送数据线(203);所述的处理器(101)与四线制通讯接口电路(103)之间连接有用于向四线制通讯接口 电路(103)发送的数据信号的第一发送数据线(301)，用于接收四线制通讯接口电路(103) 发送的数据信号的第二接收数据线(302)、第三接收数据线(303)。
全文摘要
本发明公开了一种电梯控制系统二线/四线通信接口的转换方法及转换电路，将四线制通讯转换为二线制通讯时，将四线制通讯总线中的数据信号进行延时并处理，将得到的数据信号发送至二线制通讯总线；将二线制通讯转换为四线制通讯时，将二线制通讯总线中超前的的数据信号进行延时并处理，将得到的数据信号发送至四线制通讯总线。转换电路包括四线制通讯接口电路、斩波通信接口电路以及处理器。本发明电梯控制系统二线/四线通信接口的转换方法及转换电路能够在物理层上实现四线制通讯协议和二线制通讯协议的转换。转换延时短，速度快，差错率低。本数据通信接口电路的发明使得在原有使用四线制通讯协议的电梯系统中推广二线制通讯协议系统成为可能。
文档编号G05B19/418GK101691179SQ20091015343
公开日2010年4月7日 申请日期2009年10月12日 优先权日2009年10月12日
发明者何湘宁, 吴建德, 李楚杉 申请人:浙江大学