通信系统和方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2005年7月1日、申请号为200580025483. X、发明名称为"通 信设备和方法"的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种用于在通过有源连接线连接的"主"传输器和至少一个"从属"传 输器之间的双向同时数字通信的设备和方法（将传输器定义为发射器/接收器对）。本发 明具体涉及包括主传输器的主系统和包括从属传输器的从属系统。
[0003] 该通信设备和方法的一个应用涉及至少两个设备之间经由单个连接器（例如电 子钥匙和电子锁）的接口连接。
【背景技术】
[0004] 存在大量能够使得几个电子系统进行通信的技术。对具体技术的选择依赖于环 境的技术约束，例如：传输速度、系统之间的距离、可用于传输装置的电功率、通信介质（无 线、红外、有线等）及其特性（被屏蔽的线缆、光纤等）。
[0005] 专利US 5, 619, 066和US 5, 517, 015描述了在主系统（主机）和从属系统（模 块）之间的单线上的通信设备和方法。
[0006] 另一种已知的通信方法是"半双工"通信。主系统向从属系统发送能量和信息。从 属系统积累数据和能量。从属系统使用先前所积累的能量向主系统发送其信息。
[0007] 这些解决方案存在缺点，尤其是其（受到了）考虑涉及所发送的功率和成本的严 重限制。从由主系统（主机）所发送的信号中恢复的能量实际上被存储在电容器中。在集 成电路中使用较高容值的电容器（几毫微法）是比较昂贵的。此外，电容器的使用伴随有 残留波动，这与数字技术是不相容的。
[0008] 最后，诸如电话机的另一已知通信设备可被用于双向同时数据传输和能量传输。 电话线的持续极化为用户的电话装置远程提供电源。上行线路信号（从公共网络到用户的 电话装置）和下行线路信号（从用户的电话装置到公共网络）的组合形成了合成电压信 号。可以通过了解该合成信号和上行线路或下行线路两个信号中的一个来分别生成下行线 路或上行线路信号。
【发明内容】
[0009] 在下面的所有描述中，所述传输器意指发射器/接收器对。
[0010] 本发明的一个目的是提出一种用于在通过有源连接线连接的主传输器和至少一 个从属传输器之间的双向同时数字通信的设备和方法，其不具有现有技术的缺点，特别是， 其不需要诸如电容器的能量存储装置。
[0011] 本发明提供一种包括主传输器（TRM1、TRM2)的主系统（SysMl、SysM2)，所述主传 输器（TRM1、TRM2)具有公共参考连接（GND)和输入/输出（OUT1、OUT2)，所述公共参考连 接（GND)确定为连接到从属传输器（TRS1、TRS2)的公共参考连接（GND)，并且所述输入/输 出（0UT1、0UT2)确定为连接到所述从属传输器（TRS1、TRS2)的输入/输出（IN1、IN2)，所 述主传输器（TRM1、TRM2)能够向所述从属传输器（TRS1、TRS2)发送主信号（S1)，所述主信 号（S1)是电压的数字调制，并且所述主传输器（TRM1、TRM2)能够从所述从属传输器接收从 属信号（S2)，所述从属信号（S2)是电流的数字调制，并且其中，普通比特帧用于在所述主 传输器和所述从属传输器之间的通信，所述比特帧以包括6个处于逻辑1的连续比特的起 始标记开始，并且在所述比特帧中，在发送时，插入逻辑0以获得5个处于逻辑1的连续比 特。
[0012] 本发明还提供一种包括从属传输器（TRS1、TRS2)的从属系统（SysSl、SysS2)，所 述从属传输器（TRS1、TRS2)具有公共参考连接（GND)和输入/输出（INI、IN2)，所述公共 参考连接（GND)确定为连接到主传输器（TRM1、TRM2)的公共参考连接（GND)并且所述输入 /输出（INI、IN2)确定为连接到所述主传输器（TRM1、TRM2)的输入/输出（OUT1、OUT2)， 所述从属传输器（TRS1、TRS2)能够从所述主传输器（TRM1、TRM2)接收主信号（S1)，所述主 信号（S1)是电压的数字调制，所述从属传输器（TRS1、TRS2)能够向所述主传输器发送从属 信号（S2)，所述从属信号（S2)是电流的数字调制，并且其中，普通比特帧用于在所述主传 输器和所述从属传输器之间的通信，所述比特帧以包括6个处于逻辑1的连续比特的起始 标记开始，并且在所述比特帧中，在发送时，插入逻辑0以获得5个处于逻辑1的连续比特。
[0013] 根据本发明，通过一种基于两种不同的物理和电子量（即电压和电流）的使用而 用于双向同时数字通信的设备和方法来实现该目的。
[0014] 由主传输器发送到从属传输器的主信号（S1)是电压（VCL)的数字调制（逻辑0 或1)。由从属传输器发送到主传输器的从属信号（S2)是电流（ICL)的数字调制（逻辑0 或1)。
[0015] 根据本发明的实现的第一模式，包含在主信号S1中的数字信息包括初始化信号、 同步信号和数据。
[0016] 根据本发明的实现的第二模式，所述主信号也包括能量传送。
[0017] 下面的表格示出了电压VCL和电流ICL的各种数字调制值：
[0018]
【主权项】
1. 一种包括主系统（SysMl、SysM2)和至少一个从属系统（SysSl、SysS2)的双向通信 系统，其中： -所述主系统（SysMl、SysM2)包括具有公共参考连接（GND)和输入/输出（0UT1、0UT2) 的主传输器（TRM1、TRM2)， -所述从属系统（SysSl、SysS2)包括具有公共参考连接（GND)和输入/输出（IN1、IN2) 的从属传输器（TRSl、TRS2)，所述公共参考连接（GND)连接到所述主传输器（TRMl、TRM2) 的公共参考连接（GND)，并且所述输入/输出（IN1、IN2)连接到所述主传输器（TRM1、TRM2) 的输入/输出（〇UTl、OUT2)， -所述主传输器（TRM1、TRM2)在激活状态下向所述从属传输器（TRS1、TRS2)发送主 信号（SI)，其中所述主信号（SI)是时钟信号的电压的数字调制，并且所述主传输器（TRM1、 TRM2)在备用状态下向所述从属传输器（TRS1、TRS2)发送恒定的逻辑状态，并且在备用模 式的同时，所述主传输器（TRM1、TRM2)可操作为检测所述从属传输器（TRS1、TRS2)的电流 消耗，并且当检测到这样的电流消耗时，所述主传输器（TRM1、TRM2)可操作为从备用状态 切换到激活状态， -所述从属传输器（TRS1、TRS2)可操作为通过消耗电流和向所述主传输器（TRM1、TRM2)发送从属信号（S2)，以信号告知所述主传输器（TRM1、TRM2)切换到激活状态，所述从 属信号（S2)是电流的数字调制。
2. 根据权利要求1所述的双向通信系统，其中： a) 所述主传输器（TRM1、TRM2)包括： -低阻抗的电压回路，通过其发送所述主信号（S1)，所述主信号（SI)包括传输时钟和 数据， -数字化装置，其数字化所述从属信号（S2)的两个离散值，将其解释为二进制值O或L b) 至少一个所述从属传输器（TRSl、TRS2)包括： -电流回路，通过其发送所述从属信号（S2)，所述从属信号（S2)包括数据并且被所述 主信号（SI)同步，以及 _用于接收所述主信号（SI)的装置和用于从所述主信号（SI)中提取数据和传输时钟 的装置。
3. 根据权利要求1所述的双向通信系统，其中仅所述主传输器（TRM2)连接到电源，所 述主传输器（TRMl)向所述从属传输器（TRS2)发送极化的主信号（SI)，所述极化的主信号 (SI)是包括传输时钟、数据和极化电压的电压的数字调制，其中所述极化的主信号当所述 电压超过阈值时向所述从属系统（SysS2)提供能量，当