数据传输系统和方法与流程

本发明涉及通信技术，特别是涉及一种数据传输系统和方法。

背景技术：

现有的无线通信方式在通信过程中，需要通信双方按照既定的通信协议进行握手，一方面需要一定的确认时间，另一方面在握手过程中需要处理器对握手数据进行分析、处理、应答等一系列操作，需要消耗处理器的运算能力，特别对于对数量较多的从机进行通信的情况下，主机的处理器需要具备较高的数据处理能力。

因此，在现有的无线通信技术中，使用无线方式进行数据传输的过程中，大量的时间和资源浪费在通信双方的确认应答上，影响了通信效率和稳定性。

技术实现要素：

本发明的一个目的是要提供一种传输效率高的数据传输系统和方法。

本发明一个进一步的目的是要节约硬件成本。

本发明另一个进一步的目的是要提高数据传输的稳定性。

根据本发明的一个方面，提供了一种数据传输系统，其包括主机和多个从机，其中主机设置有无线发送模块以及有线信号接收模块，每个从机设置有无线接收模块以及有线信号提供模块，有线信号接收模块分别通过数据线与多个从机的有线信号提供模块连接，并且无线发送模块配置成：通过无线方式向多个从机广播发送一帧应用数据；有线信号接收模块配置成：接收多个从机响应该帧应用数据的应答信号，并在确定全部多个从机返回的应答信号正确后，通知无线发送模块发送下一帧应用数据；无线接收模块配置成：接收无线发送模块发送的应用数据；有线信号提供模块配置成：通过数据线向主机反馈应答信号。

可选地，无线发送模块还配置成：获取启动数据通信的触发信号，并根据触发信号读取对应的应用数据，以供发送；并且有线信号接收模块还配置成：清除缓冲区中的应答信号和通信超时标识，以进行通信前的初始化。

可选地，无线发送模块还配置成：在确定全部多个从机返回的应答信号正确后，判断该帧应用数据是否为最后一帧；若否，由有线信号接收模块清除缓冲区中的应答信号和通信超时标识，并执行通过无线方式发送下一帧应用数据的步骤；若是，完成数据通信过程。

可选地，有线信号接收模块还配置成：如果在预设的应答时间内，未接收到全部多个从机返回的正确应答信号，使无线发送模块重新发送该帧应用数据直至主机接收到全部多个从机返回的正确应答信号或者确定通信失败。

可选地，在有线信号接收模块在预设的超时时间内，持续未接收到全部多个从机返回的正确应答信号，或者无线发送模块重新发送该帧应用数据的次数超过设定次数的情况下，确定通信失败。

可选地，有线信号提供模块还配置成：在无线接收模块接收到一帧应用数据后，通过数据线向主机发送对应的应答信号；每个从机还包括数据处理模块，其配置成：判断接收到的应用数据是否为已经处理的重发数据，若否，则对接收到的应用数据进行处理后等待下一帧数据；若是，则直接等待主机发送下一帧应用数据。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种数据传输方法，用于主机向多个从机传输数据，其中主机与多个从机分别同时通过数据线和无线方式进行通信连接，并且数据传输方法包括：主机通过无线方式向多个从机广播发送一帧应用数据；主机利用数据线接收多个从机响应该帧应用数据的应答信号，并在确定全部多个从机返回的应答信号正确后，通过无线方式发送下一帧应用数据。

可选地，在主机开始向多个从机广播发送第一帧应用数据之前还包括：获取启动数据通信的触发信号；根据触发信号读取对应的应用数据，并清除缓冲区中的应答信号和通信超时标识，以进行通信前的初始化。

可选地，在确定全部多个从机返回的应答信号正确后还包括：判断该帧应用数据是否为最后一帧；若否，清除缓冲区中的应答信号和通信超时标识，并执行通过无线方式发送下一帧应用数据的步骤；若是，完成数据通信过程。

可选地，在主机通过无线方式同时向多个从机广播发送一帧应用数据的步骤之后还包括：如果在预设的应答时间内，主机未接收到全部多个从机返回的正确应答信号，重新发送该帧应用数据直至主机接收到全部多个从机返回的正确应答信号或者确定通信失败，其中，确定通信失败的步骤包括：主机重新发送该帧应用数据的次数超过设定次数；或者主机在预设的超时时间内，持续未接收到全部多个从机返回的正确应答信号，超时时间长于应答时间；并且每个从机在接收到一帧应用数据后，通过数据线向主机发送对应的应答信号；判断接收到的应用数据是否为已经处理的重发数据，若否，则对接收到的应用数据进行处理后等待下一帧数据；若是，则直接等待主机发送下一帧应用数据。

本发明的数据传输系统，主机通过无线方式向多个从机广播发送应用数据，从机在接收到主机下发的数据后通过数据线的方式向主机回复应答信号，从而避免了主机与多个从机的通信握手，提高了通信效率。另外主机可以不必设置无线接收模块，而从机也节省了无线发射模块，节省了硬件成本。

进一步地，本发明的数据传输系统，可以应用于主机单向向从机发送数据的场合，尤其适用于多个从机分布式布置，但安装位置相对固定的情况，例如主机作为音箱设备，而从机作为多个喇叭，主机向喇叭提供音频数据；又例如主机作为游戏设备，向作为从机的分布式模块提供游戏更新数据。

更进一步地，本发明的数据传输系统和方法，利用主机和从机的数据连接方式，对通信过程也进行了优化，主机在发送完每一帧数据后，等待所有从机正确应答后，再发送下一帧数据。由于应答信号采用有线方式传送，无需主机进行数据分析和处理，从而在保证通信效率的情况下提高了通信可靠性。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的数据传输系统的示意性架构图；

图2是根据本发明一个实施例的数据传输方法的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的数据传输方法中主机的执行流程图；以及

图4是根据本发明一个实施例的数据传输方法中从机的执行流程图。

具体实施方式

本实施例首先提供了一种数据传输系统10，针对主机100与多个从机200进行数据单向传输，从机200与主机100方便线缆连接的场合。例如主机100作为音箱设备，而从机200作为多个喇叭，主机100向喇叭提供音频数据；又例如主机100作为游戏设备，向作为从机200的分布式模块提供游戏更新数据。主机100利用无线通信方式向从机200发送数据，从机200利用数据线300向主机100返回应答信号。

图1是根据本发明一个实施例的数据传输系统10的示意性架构图，该系统10包括主机100和多个从机200，主机100设置有无线发送模块110以及有线信号接收模块120，每个所述从机200设置有无线接收模块210以及有线信号提供模块220。图中示出了主机100与三个从机200进行数据传输的示例，在实际使用时，从机200的数量可以根据使用需要进行配置。

无线发送模块110配置成通过无线方式与多个从机200的无线接收模块210数据连接，其通信的数据格式、通信速率、信道、信号强度可以分别预先设置，从而保证无线发送模块110发送的数据帧能够被无线接收模块210顺利接收，避免了现有技术中无线通信方式复杂的握手过程。例如无线发送模块110和无线接收模块可以采用2.4G无线传输技术进行单向的无线传输。

有线信号接收模块120分别通过数据线300与多个从机200的有线信号提供模块220连接，该数据线300可以为模拟信号线或者数字信号线，例如有线信号接收模块120具有多个数据线300接口，每个数据线300接口连接一条数据线300至一个从机200的有线信号提供模块。由于数据线300仅用于单向传输应答信号，可以使用简化的通信线缆。数据线300可以优选采用数字信号传输应答信号，每个从机200通过一条独立的数据线300与主机100连接。

在进行数据传输的过程中，无线发送模块110可以逐帧发送数据，例如在无线发送模块110以无线方式向多个从机200广播发送一帧应用数据后；从机200的无线接收模块210用于接收无线发送模块110发送的应用数据，有线信号提供模块220在无线接收模块210接收到该帧应用数据后通过数据线300向主机100反馈应答信号；有线信号接收模块120可以接收多个从机200响应该帧应用数据的应答信号，并在确定全部多个从机200返回的应答信号正确后，通知无线发送模块110发送下一帧应用数据。

在上述通信过程中，主机100可以为每一个从机200设置一个缓冲区，以供记录该从机200的应答信号和通信超时标识，在一帧数据发送后，扫描这些缓冲区，以确定是否所有的从机200仅反馈了应答信号。在确定所有从机200回复正确的应答信号后，可以清除所有的记录应答信号和通信超时标识，以供下一帧数据使用。

在开始进行数据传输前，无线发送模块110还配置成：获取启动数据通信的触发信号，并根据触发信号读取对应的应用数据，以供发送。有线信号接收模块120可以清除缓冲区中的应答信号和通信超时标识，以进行通信前的初始化。上述触发信号可以为用户的操作信号(例如对主机100界面或按钮的操作)，定时信号(每间隔预设时间发送一组数据)等。

无线发送模块110在确定全部多个从机200返回的应答信号正确后，还可以判断该帧应用数据是否为最后一帧；若发送的应用数据并非最后一帧，则由有线信号接收模块120清除缓冲区中的应答信号和通信超时标识，并执行通过无线方式发送下一帧应用数据的步骤；若发送的应用数据是最后一帧，完成数据通信过程，无线发送模块110可以向从机200发送数据发送结束的标识信号。

有线信号接收模块120如果在预设的应答时间内，未接收到全部多个从机200返回的正确应答信号，可以使无线发送模块110重新发送该帧应用数据直至主机100接收到全部多个从机200返回的正确应答信号或者确定通信失败。例如在有线信号接收模块120在预设的超时时间内，持续未接收到全部多个从机200返回的正确应答信号，或者无线发送模块110重新发送该帧应用数据的次数超过设定次数的情况下，可以确定通信失败。上述应答时间可以根据从机200的数据处理能力进行设置，可以根据测试确定。而超时时间也可以根据主机100与从机200的通信状态进行设置，一般在该超时时间内，主机100可以进行多次数据重发。

在无线接收模块210接收到一帧应用数据后，有线信号提供模块220还可以通过数据线300向主机100发送对应的应答信号。

每个从机200还可以包括数据处理模块(图中未示出)，数据处理模块可以配置成：判断接收到的应用数据是否为已经处理的重发数据，若否，则对接收到的应用数据进行处理后等待下一帧数据；若是，则直接等待主机100发送下一帧应用数据。

本实施例的数据传输系统10，可以对现有的通信模块进行了简化，例如在主机100中无需进行无线信号接收，从机200中也无需设置无线发送模块110。并且利用简单可靠的数据线300进行应答信号传输，提高了主机100向多个从机200进行单向传输的使用场景中数据传输的效率，并且节省了硬件成本。

本发明实施例还提供了一种数据传输方法，该数据传输方法可以由上述数据传输系统10执行，对通信过程进行优化，在保证通信效率的情况下提高了通信可靠性。图2是根据本发明一个实施例的数据传输方法的示意图，该数据传输方法一般性地可以包括：

步骤S202，主机100通过无线方式向多个从机200广播发送一帧应用数据；

步骤S204，主机100利用数据线300接收多个从机200响应该帧应用数据的应答信号；

步骤S206，在确定全部多个从机200返回的应答信号正确后，通过无线方式发送下一帧应用数据。

本实施例的数据传输方法，利用该无线方式进行数据传输，并利用数据线300进行应答信号的发送，提高了数据传输的效率和可靠性，同时节省了硬件成本。

在主机100开始向多个从机200广播发送第一帧应用数据之前，主机100还可以执行以下步骤：获取启动数据通信的触发信号；根据触发信号读取对应的应用数据，并清除缓冲区中的应答信号和通信超时标识，以进行通信前的初始化。

步骤S206中确定全部多个从机200返回的应答信号正确后，主机100还可以判断该帧应用数据是否为最后一帧；若否，清除缓冲区中的应答信号和通信超时标识，并执行通过无线方式发送下一帧应用数据的步骤；若是，完成数据通信过程。

如果主机100发送完一帧应用数据后的预设的应答时间内，未接收到全部多个从机200返回的正确应答信号，重新发送该帧应用数据直至主机100接收到全部多个从机200返回的正确应答信号或者确定通信失败，其中，确定通信失败的步骤包括：主机100重新发送该帧应用数据的次数超过设定次数；或者主机100在预设的超时时间内，持续未接收到全部多个从机200返回的正确应答信号，超时时间长于应答时间。上述应答时间可以根据从机200的数据处理能力进行设置，可以根据测试确定。而超时时间也可以根据主机100与从机200的通信状态进行设置，一般在该超时时间内，主机100可以进行多次数据重发。

每个从机200在接收到一帧应用数据后，可以通过数据线300向主机100发送对应的应答信号；并且判断接收到的应用数据是否为已经处理的重发数据，若并非重发数据，从机200可以对接收到的应用数据进行处理后等待下一帧数据。若重发数据，从机200直接等待主机100发送下一帧应用数据。

本发明的数据传输方法，主机100通过无线方式向多个从机200广播发送应用数据，从机200在接收到主机100下发的数据后通过数据线300的方式向主机100回复应答信号，从而避免了主机100与多个从机200的通信握手，提高了通信效率。另外主机100在发送完每一帧数据后，等待所有从机200正确应答后，再发送下一帧数据。由于应答信号采用有线方式传送，无需主机100进行数据分析和处理，从而在保证通信效率的情况下提高了通信可靠性。而且主机100可以不必设置无线接收模块210，而从机200也节省了无线发射模块，节省了硬件成本。

图3是根据本发明一个实施例的数据传输方法中主机100的执行流程图，在该数据方法中，主机100可以执行以下步骤：

步骤S302，无线发送传输开始信号；

步骤S304，清除所有从机200的应答信号和通信超时标识，以进行传输前的初始化；

步骤S306，以无线方式发送第一帧应用数据；

步骤S308，判断是否接收到全部从机200返回的正确应答信号，若是执行步骤S310及其后续步骤，若否执行步骤S320及其后续步骤；

步骤S310，判断数据是否发送完毕，若是，本次通信成功完成，若否执行步骤S312；

步骤S312，帧计数加一，清除所有从机200的应答信号和通信超时标识，帧计数用于记录当前发送的帧数；

步骤S320，判断发送的数据是否为第一帧；

步骤S322，判断是否通信超时，若是本次发送失败，若否执行步骤S330；

步骤S330，发送一帧应用数据，该帧应用数据按照帧计数确定是下一帧还是重发当前帧。在完成步骤S330之后，返回执行步骤S308，以对步骤S330发送的数据帧进行应答信号的检测。

图4是根据本发明一个实施例的数据传输方法中从机200的执行流程图，在该数据方法中，从机200可以执行以下步骤：

步骤S402，接收传输开始信号；

步骤S404，准备接收数据；

步骤S406，判断在设定等待时间内是否收到一帧数据，若是执行步骤S410及其后续步骤，若否直接执行步骤S418；

步骤S410，判断收到数据是新的一帧或者与上一帧相同，若否返回执行步骤S406；

步骤S412，若收到数据是新的一帧或者与上一帧相同，则置应答信号，向主机100回复接收数据成功；

步骤S414，判断收到数据是否为新的一帧，若是执行步骤S416及其后续步骤，若否则直接返回执行步骤S406；

步骤S416，处理该帧数据，处理可以包括数据保存、解析等；

步骤S418，判断数据发送完毕，若发送完毕返回执行步骤S402，以便进行一次通信，若否则返回执行步骤S406，以便接收本次通信的下一帧数据。

利用以上主机100和从机200的配合，主机100在发送完每一帧数据后，等待所有从机200正确应答后，再发送下一帧数据。由于应答信号采用有线方式传送，无需主机100进行数据分析和处理，从而在保证通信效率的情况下提高了通信可靠性。

本实施例的数据传输系统10可以应用于智能积木玩具的产品升级中，该积木系统10包括多块积木块以及底座。积木块内置智能部件，以实现各种游戏功能。底座一方面作为积木块的容纳装置，用于放置积木块，另一方面还可以向积木块提供充电电源，为积木块中内置的电池充电，以及提供数据线300连接。底座内部布置有底座电路板，其上布置有充电电路和通信控制电路。充电电路用于对积木块进行充电；通信控制电路用于与积木块建立实现软件升级和游戏内容更新。

在对积木块进行软件升级和游戏内容更新时，积木块放置在底座上，以实现数据线300的连接；底座电路板作为主机100、积木块作为从机200；底座电路板将需更新的数据以无线方式发送给积木块，积木块以通过数据线300进行信号应答，从同时可对多个积木块同时进行数据升级，同时避免了在底座和积木块布置复杂的数据处理电路造成成本的上升。

本实施例的数据传输系统10也可以应用于音箱设备中，主机100以无线方式提供音频数据，从机200设置于喇叭中，以将主机100传送的数据进行播放。

由此可以看出本实施例的数据传输系统10适用于于主机100单向向从机200发送数据的场合，尤其适用于多个从机200分布式布置，但安装位置相对固定的情况。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。