一种I2C总线的数据采集方法及系统与流程

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种i2c总线的数据采集方法及系统。

背景技术：

在机器人技术飞速发展的今天，机器人的智能化程度越来越高，系统也越来越复杂。特别是大型移动机器人上面用的传感器也越来越多。现有技术的红外传感器一般用的较多的是模拟通信的方式，模拟通信的干扰比较大，传感器容易出现的误报的现象。

数字电路中一般采用i2c的方式通信(数字电路抗干扰能力强，误报率几乎没有)，而mcu的i2c通信接口一般只有两路，对于多个红外传感器i2c通信的地址又相同的，造成红外传感器之间的地址冲突，无法同时控制多路传感器。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种i2c总线的数据采集方法及系统，以解决现有的多个传感器i2c通信的地址又相同，造成传感器之间的地址冲突，无法同时控制多路传感器的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种i2c总线的数据采集方法，其中，该总线连接有主设备和多个从设备，所述i2c总线的数据采集方法包括：

依预设次序配置所述从设备的地址；

发送寻址指令，根据依预设次序的所述地址依序询问每一所述从设备，其中，所述寻址指令与所述地址一一对应关系；

将所述从设备采集的数据导入至所述主设备。

在其中一个实施例中，依预设次序配置所述从设备的地址包括：

接收主设备发送的寻址指令；

导通与所述寻址指令相对应的转换开关，使主设备与对应的从设备通信连接；

在所述主设备中建立所述寻址指令与从设备的映射关系。

在其中一个实施例中，所述根据所述地址依预设次序询问每一所述从设备，包括：

设置多路转换开关，所述多路转换开关与所述多个从设备一一对应连接；

依预设次序导通所述多路转换开关，其中，在其中一转换开关导通时，其他转换开关关断；

当转换开关导通时，转换开关对应的从设备与所述主设备通信连接。

在其中一个实施例中，所述依预设次序导通所述多路转换开关的步骤具体包括：

导通第一转换开关，建立主设备与从设备之间的通信连接；

预设时间后，关断所述第一转换开关；其中，在所述预设时间内，将从设备采集的数据导入至主设备。

本发明实施例的第二方面提供了一种i2c总线的数据采集系统，所述i2c总线的数据采集系统包括：与总线连接的主设备和多个从设备；

地址配置单元，用于依预设次序配置所述从设备的地址；

询问单元，用于发送寻址指令，根据依预设次序的所述地址依序询问每一所述从设备，其中，所述寻址指令与所述地址一一对应关系；

采集单元，用于将所述从设备采集的数据导入至所述主设备。

在其中一个实施例中，所述地址配置单元包括：

接收单元，用于接收主设备发送的寻址指令；

第一控制单元，用于导通与所述寻址指令相对应的转换开关，使主设备与对应的从设备通信连接；

建模单元，用于在所述主设备中建立所述寻址指令与从设备的映射关系。

在其中一个实施例中，所述询问单元包括：

多路转换开关，所述多路转换开关与所述多个从设备一一对应连接；

第二控制单元，用于依预设次序导通所述多路转换开关，其中，在其中一转换开关导通时，其他转换开关关断；当转换开关导通时，转换开关对应的从设备与所述主设备通信连接。

在其中一个实施例中，所述第二控制单元包括：

开关控制模块，用于导通第一转换开关，建立主设备与从设备之间的通信连接；

计时模块，用于在预设时间后，关断所述第一转换开关；其中，在所述预设时间内，将从设备采集的数据导入至主设备。

本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求上述方法的步骤。

实施本发明实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法及系统具有以下有益效果：

通过重新配置从设备的地址，在对从设备的数据进行采集时，发送寻址指令，根据依预设次序的地址依序询问每一从设备，从而将从设备采集的数据一一导入至主设备。解决从设备之间的地址冲突问题，主设备可以同时控制多个从设备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法的实现流程图；

图2是本发明第二实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法s101的具体实现流程图；

图3是本发明第三实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法s102的具体实现流程图；

图4是本发明第五实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法s301的具体实现流程图；

图5是本发明一实施例提供的一种i2c总线的数据采集系统的结构框图；

图6是本发明一实施例提供的一种终端设备的示意图；

图7为本发明实施例提供的i2c总线的数据采集系统的电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明第一实施例提供的i2c总线的数据采集方法的实现流程图，详述如下：

一种i2c总线的数据采集方法，其中，该总线连接有主设备和多个从设备，该数据采集方法包括：

在s101中，依预设次序配置从设备的地址。

在本实施例中，主设备为具有i2c通信功能的微控制单元(microcontrollerunit，mcu)，从设备用于采集信号，例如传感器、探测器等，从设备和主设备之间采用i2c总线通信连接，在实际应用中，随着设备智能化程度的要求的提高，从设备的种类和数量越来越多，对于主设备来说，该多个从设备之间通信地址相同，造成地址冲突。本实施例中，依预设次序对每一个从设备配置一个新的地址，主设备可以控制该多个从设备，将从设备的数据采集至主设备。

在s102中，根据依预设次序的所述地址依序询问每一所述从设备。

在本实施例中，主设备的i2c一般只设有一路通信接口，在对多个从设备进行通信连接时，依预设次序对从设备进行访问，具体来说，主设备先发送第一寻址指令，该第一寻址指令与第一从设备对应，该第一寻址指令输出至该第一从设备，第一从设备接收的第一寻址指令，对该第一寻址指令进行解析，实现主设备和第一从设备的通信连接；之后，主设备再发送第二寻址指令至第二从设备，同理，实现主设备和第二从设备的通信连接，以此依次对各个从设备进行访问。当访问所有的从设备时，主设备再发送第一寻址指令，从第一从设备开始，依次访问所有从设备，以此循环。

在s103中，接收到寻址指令时，将从设备采集的数据导入至主设备。

在本实施例中，当主设备与从设备形成导通通路时，主设备和从设备之间已经形成i2c总线的通信连接，主设备与从设备之间按照配置的参数进行通信，从设备即可将采集的数据通过i2c总线导入主设备中，主设备对从设备一一访问连接，即可完成对所有从设备的数据的采集。

图2示出了本发明第二实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法s101的具体实现流程图。参见图2所示，相对于图1所述实施例，本实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法s101包括s201～s203，详述如下：

进一步地，依预设次序配置多个从设备的地址，包括：

在s201中，接收主设备发送的寻址指令。

在本实施例中，多路转换开关同时接收主设备发送的寻址指令，寻址指令经过解析后发送至上述多路转换开关的控制端，该寻址指令用于控制转换开关的导通和关断。每一转换开关对应一条通讯通路，用于开启或关断连接于该转换开关两端的主设备和从设备之间的通信连接。

在s202中，导通与寻址指令相对应的转换开关，使主设备与对应的从设备通信连接。

可以理解的是，为了防止从设备之间的地址冲突，在同一时间只允许有一条通信通路导通，即在同一时间只允许一个转换开关导通，每一寻址指令对应导通的转换开关唯一确定，当该转换开关导通时，主设备即可与对应的从设备通信连接，且主设备可以唯一确定与其连接的从设备。

在s203中，在主设备中建立寻址指令与从设备的映射关系。

在本实施例中，主设备通过建立寻址指令与从设备之间的对应关系，在访问从设备时，可以通过发送对应的寻址指令准确无误的访问与该寻址指令相对应的从设备，在主设备端完成对从设备的地址的重新配置，该寻址指令可以作为从设备的配置的地址信息。在主设备访问从设备时，避免了从设备之间的地址冲突。

图3示出了本发明第二实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法s102的具体实现流程图。参见图3所示，相对于图1所述实施例，本实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法s102包括s301～s303，详述如下：

进一步地，定时发出寻址指令，根据地址依预设次序询问每一从设备，再询问下一个从设备，包括：

在s301中，设置多路转换开关，多路转换开关与多个从设备一一对应连接。

在本实施例中，通过设置多路转换开关连接主设备和多个从设备，具体来说，多路转换开关的一端连接主设备的通信接口，多路转换开关的另一端与多个从设备一一对应连接，当转换开关导通时，主设备与该转换开关对应的从设备连接，当转换开关关断时，主设备与该转换开关对应的从设备断开连接，从而实现对各个从设备的访问。

在s302中，依预设次序导通多路转换开关，其中，在其中一转换开关导通时，其他转换开关关断。

在本实施例中，转换开关的导通与关断由主设备控制，转换开关的控制端连接主设备，主设备输出寻址指令，该寻址指令用于导通或关断转换开关，主设备依预设次序输出不同的寻址指令，使多路转换开关依次导通，可以理解的是，在其中一转换开关导通时，其他转换开关关断，同一时间只有一个转换开关导通。

在s303中，当转换开关导通时，转换开关对应的从设备与主设备通信连接。

在本实施例中，转换开关导通时，主设备与转换开关对应的从设备形成通讯通路，从该从设备中获取采集的数据，转换开关依次打开，主设备依次从从设备中获取从设备采集的数据，实现主设备通过i2c总线对从设备的数据采集，避免了从设备之间的通信地址冲突。

图4示出了本发明第二实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法s202的具体实现流程图。参见图5所示，相对于图1所述实施例，本实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法s202包括s401～s402，详述如下：

进一步地，依预设次序导通多路转换开关，包括：

在s401中，导通第一转换开关，建立主设备与从设备之间的通信连接。

在本实施例中，多路转换开关顺序设置，从第一转换开关开始依预设次序设置，为了方便主设备对从设备的访问，每一次的采集数据都从第一转换开关对应的从设备开始，数据采集开始后，转换开关接收第一寻址指令，第一转换开关导通，其他转化开关关断，建立主设备与第一转换开关连接的从设备之间的通信连接。

在s402中，预设时间后，关断第一转换开关；其中，在预设时间内，将从设备采集的数据导入至主设备。

在本实施例中，本申请采用依预设次序访问的方式，但数据的传输需要时间，在第一转换开关导通，建立主设备与第一转换开关连接的从设备之间的通信连接后，即开始主设备与从设备之间的数据传输，通过预设一定的导通时间，在预设时间后，关断第一转换开关，导通下一转换开关，其中，在该预设时间内，保证主设备与从设备之间完成必要的数据传输，将从设备采集的数据导入至主设备。其中，该预设时间可以根据实际情况进行修改，针对不同的从设备或不同的数据进行相应的调整，保证采集的数据的完整性。

以上可以看出，本发明实施例提供的一种i2c总线的数据采集方法通过依预设次序配置所述从设备的地址；根据所述地址依预设次序询问每一所述从设备；接收到所述寻址指令时，将所述从设备采集的数据导入至所述主设备。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

图5示出了本发明一实施例提供的一种i2c总线的数据采集系统的结构框图，该i2c总线的数据采集系统包括的各单元用于执行图1至图4对应的实施例中的各步骤。具体请参阅图1至图4所对应的实施例中的相关描述。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图5，i2c总线的数据采集系统包括：与总线连接的主设备和多个从设备、地址配置单元51、询问单元52和采集单元53。

地址配置单元51，用于依预设次序配置所述从设备的地址；询问单元52，用于发送寻址指令，根据依预设次序的所述地址依序询问每一所述从设备，其中，所述寻址指令与所述地址一一对应关系；采集单元53，用于将所述从设备采集的数据导入至所述主设备。

可选地，所述地址配置单元51具体包括：接收单元、第一控制单元和建模单元。

接收单元，用于接收主设备发送的寻址指令；第一控制单元，用于导通与所述寻址指令相对应的转换开关，使主设备与对应的从设备通信连接；建模单元，用于在所述主设备中建立所述寻址指令与从设备的映射关系。

可选地，询问单元52包括：多路转换开关和第二控制单元。

多路转换开关，所述。多路转换开关与所述多个从设备一一对应连接；第二控制单元，用于依预设次序导通所述多路转换开关，其中，在其中一转换开关导通时，其他转换开关关断；当转换开关导通时，转换开关对应的从设备与所述主设备通信连接。

可选地，第二控制单元包括：开关控制模块和计时模块。开关控制模块，用于导通第一转换开关，建立主设备与从设备之间的通信连接；计时模块，用于在预设时间后，关断所述第一转换开关；其中，在所述预设时间内，将从设备采集的数据导入至主设备。

图7为本发明实施例提供的i2c总线的数据采集系统的电路结构图，如图7所示，i2c总线的数据采集系统包括主设备、开关转换芯片和多个从设备，开关转换芯片连接于主设备和多个从设备之间，开关转换芯片内设有多个转换开关，该多个转换开关和多个从设备一一对应连接，每一从设备通过一个转换开关与主设备形成一路通信通路。主设备通过向开关转换芯片的控制端口(a0，a1，a2)输入控制信号，以控制开关转换芯片内各个转换开关的导通与关断，在实际应用中，主设备控制其中一个转换开关导通，使得对应的通信通路导通，该转换开关对应的从设备与主设备进行通信连接，依次导通各个转换开关，即可以实现对主设备对各个从设备的轮询访问。其中，该开关转换芯片采用tca9548a芯片，从设备可以为红外传感器等传感器设备，主设备为单片机、arm、plc等可编程器件。

图6是本发明另一实施例提供的一种终端设备的示意图。如图6所示，该实施例的终端设备7包括：处理器70、存储器71以及存储在所述存储器71中并可在所述处理器70上运行的计算机程序72。所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各个i2c总线的数据采集方法实施例中的步骤，例如图1所示的s101至s103。或者，所述处理器70执行所述计算机程序72时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图5所示模块51至53功能。

示例性的，所述计算机程序72可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器71中，并由所述处理器70执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序72在所述终端设备7中的执行过程。例如，所述计算机程序72可以被分割成地址配置单元、询问单元以及采集单元，各单元具体功能如下：

地址配置单元，用于依预设次序配置所述从设备的地址；

询问单元，用于发送寻址指令，根据依预设次序的所述地址依序询问每一所述从设备，其中，所述寻址指令与所述地址一一对应关系；

采集单元，用于将所述从设备采集的数据导入至所述主设备。

所述终端设备7可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器70、存储器71。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端设备7的示例，并不构成对终端设备7的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器70可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器71可以是所述终端设备7的内部存储单元，例如终端设备7的硬盘或内存。所述存储器71也可以是所述终端设备7的外部存储设备，例如所述终端设备7上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器71还可以既包括所述终端设备7的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器71用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。