本发明涉及动力环境监控系统的通信技术领域，更具体地说，它涉及一种动力环境监控系统的通信方法及其装置。
背景技术：
动力环境监控系统针对各种通信局站，如通信机房、基站、支局、模块局等区域内的设备特点和工作环境，对局站内的通讯电源、蓄电池组、ups、发电机、空调等智能、非智能设备以及温湿度、烟雾、地水、门禁等环境量实现“遥测、遥信、遥控、遥调”等功能。
动力环境监控系统中包括有控制设备与外接设备，控制设备为具有运算控制器的处理模块，其功能是对数据的运算，外接设备为类型不同的传感器，外接设备内也具有运输控制器，其功能是对数据的编码发送，外接设备与控制设备通过一根频率线与一根数据线进行电信号连接，频率线又称时钟线，用于为数据线上的编码数据提供参考时钟。
在现有技术中，不同外接设备上的通信协议不尽相同，每增加一种外接设备，控制设备内就需要增加一种通信协议，极大地增加了软件成本，不利于系统的运行与维护。
技术实现要素：
本发明技术方案所解决的技术问题为，现有技术中不同外接设备上的通信协议不尽相同，每增加一种外接设备，控制设备内就需要增加一种通信协议，极大地增加了软件成本，不利于系统的运行与维护。
为实现上述目的，本发明技术方案提供了一种动力环境监控系统的通信方法，基于外接设备与控制设备，包括如下步骤：
基于所述外接设备的数据线设定数据信息输出，所述数据信息输出包括具有设定位数的多位码，所述多位码具有高电位与低电位，多位码代表数值越大，所述高电位的数量在所述设定位数中的占比越大；
将所述外接设备的数据线与频率线接入所述控制设备；
基于所述控制设备匹配所述外接设备的数据信息类型，所述控制设备为所述外接设备分配测定参考值；
基于所述频率线确定所述控制设备读取所述数据线的最小周期，在所述最小周期内获取所述数据线的最大电压值、最小电压值以及平均电压值，其中，在所述最小周期内所述数据线上的电压跳变次数不小于所述设定位数；
计算所述平均电压值与所述最大电压值的测定比值，并将所述测定比值与所述测定参考值的乘积作为测量结果。
通过上述技术方案，数据线与频率线让外接设备与控制设备之间实现电信号连接以进行数据通信，根据外接设备所要测量的环境参数，在控制设备中为外接设备匹配出该环境参数对应的数据信息类型，并在控制设备中为该环境参数分配测定参考值，外接设备用频率线输出时序信号，用数据线输出数据信号，数据信号为多位码，在一个时钟周期内，多位码的高电位位数越多，其数据信号代表的值越大，即在一个时钟周期内，多位码的平均电压值代表其数据信号的值，控制设备可直接读取平均电压值而无需使用复杂的通信协议对高电位码进行解码操作，降低软件成本，同时多位码中相邻位数之间具有电压跳变，避免控制设备漏读位数，并且电压跳变还具有识别错误的功能，若在控制设备根据频率线上的时序信号读取多位码的单个位数时出现电压跳变，则代表频率线与数据线出现错误偏差，此时控制设备则不接收也不读取来自外接设备的信号。
进一步的，所述多位码具有高电位与低电位，还包括：
所述高电位的位数相邻接，所述低电位的位数相邻接，所述高电位位数的输出时间晚于所述低电位位数的输出时间。
通过上述技术方案，将相同电位的位数相邻接设置，并使高电位位数的输出时间晚于低电位位数，使多位码上的数值排列更规律，方便控制设备读取数据线上多位码的电压平均值，同时也能提高数据线抗电磁干扰的性能。
进一步的，所述基于控制设备匹配外接设备的数据信息类型，所述控制设备为所述外接设备分配测定参考值，还包括：
所述控制设备电信号连接有多个所述外接设备，多个所述外接设备之间的所述测定参考值相同。
通过上述技术方案，多个外接设备具有相同的测定参考值，从而能够分别出外接设备上数值的差异，避免由于同类型的外接设备由于测定参考值不同而丧失其可比性。
进一步的，所述基于所述频率线确定所述控制设备读取所述数据线的最小周期，还包括：
所述外接设备没有数据信息输出时，所述频率线从活跃状态转入没有电压变化的休眠状态；
循环读取设定次数的所述频率线的活跃状态周期，记录持续时间最长的所述活跃状态周期为所述最小周期。
通过上述技术方案，数据线没有数据信息输出时，频率线进入休眠状态，控制设备不识别数据线，频率线进入活跃状态，控制设备则识别数据线，控制设备循环多次地读取频率线上活跃状态的周期，并记录持续时间最长的活跃状态周期，将该活跃状态周期作为最小周期，数据线在频率线处于活跃状态时重复发送数据信息输出，使用最长的活跃状态周期作为最小周期能避免控制设备漏掉多位码中的位数，同时不会影响控制设备对数据线上电压平均值的读取准确度。
进一步的，所述将所述外接设备的数据线与频率线接入所述控制设备，还包括：
所述数据线在所述多位码位数上的电平状态跟随所述频率线的电平状态；
所述数据线的跟随状态保持所述外接设备输出一个多位码的时间；
所述频率线在所述外接设备输出一个多位码的时间后进入休眠状态，并持续所述外接设备输出一个多位码的时间；
所述控制设备在检测到所述数据线接入后，计算并比较所述数据线与所述频率线的电压差，若电压差为零的时间长于所述频率线的活跃状态的时间则开始读取所述数据线上的数据。
通过上述技术方案，让数据线上的电平状态跟随频率线上的电平状态，使控制设备能够识别出外接设备即将发出数据信息输出，而跟随状态的数据线与发出数据信息输出的数据线状态不同，使控制设备能够很容易区分这两种不同的状态，降低控制设备与外接设备电信号连接的软件成本。
为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种动力环境监控系统的通信装置，包括：
外接设备，电连接有用于发送数据信息输出的数据线与用于提供时序信号的频率线，用于测量动力环境数据产生并发出数据信息输出；
控制设备，与所述外接设备通过所述数据线与所述频率线电信号连接，用于接收所述数据信息输出；
其中，所述外接设备中包括有：
设定单元，用于设定数据信息输出，使所述设定数据信息输出具有设定位数的多位码，所述多位码具有高电位与低电位，多位码代表数值越大，所述高电位的数量在所述设定位数中的占比越大；
所述控制设备中包括有：
分配单元，用于基于所述控制设备匹配所述外接设备的数据信息类型，所述控制设备为所述外接设备分配测定参考值；
确定单元，用于基于所述频率线确定所述控制设备读取所述数据线的最小周期；
获取单元，用于在所述最小周期内获取所述数据线的最大电压值、最小电压值以及平均电压值，其中，在所述最小周期内所述数据线上的电压跳变次数不小于所述设定位数；
第一计算单元，用于计算所述平均电压值与所述最大电压值的测定比值，并将所述测定比值与所述测定参考值的乘积作为测量结果。
进一步的，所述控制设备电信号连接有多个所述外接设备，多个所述外接设备之间的所述测定参考值相同。
进一步的，所述确定单元还包括：
转入子单元，用于在所述外接设备没有数据信息输出时，所述频率线从活跃状态转入没有电压变化的休眠状态；
记录子单元，用于循环读取设定次数的所述频率线的活跃状态周期，记录持续时间最长的所述活跃状态周期为所述最小周期。
进一步的，所述外接设备还包括：
跟随单元，用于使所述数据线在所述多位码位数上的电平状态跟随所述频率线的电平状态；
保持单元，用于使所述跟随单元的作用时间保持所述外接设备输出一个多位码的时间；
休眠持续单元，用于使所述频率线在所述外接设备输出一个多位码的时间后进入休眠状态，并持续所述外接设备输出一个多位码的时间；
所述控制设备还包括：
第二计算单元，用于计算所述数据线与所述频率线的电压差；
比较读取单元，用于比较所述数据线与所述频率线的电压差，若电压差为零的时间长于所述频率线的活跃状态的时间则开始读取所述数据线上的数据。
本发明技术方案的有益效果至少包括：数据线与频率线让外接设备与控制设备之间实现电信号连接以进行数据通信，根据外接设备所要测量的环境参数，在控制设备中为外接设备匹配出该环境参数对应的数据信息类型，并在控制设备中为该环境参数分配测定参考值。外接设备用频率线输出时序信号，用数据线输出数据信号，数据信号为多位码，在一个时钟周期内，多位码的高电位位数越多，其数据信号代表的值越大，即在一个时钟周期内，多位码的平均电压值代表其数据信号的值，控制设备可直接读取平均电压值而无需使用复杂的通信协议对高电位码进行解码操作，降低软件成本。
在控制设备与外接设备进行电信号连接时需要进行信号对接，让数据线上的电平状态跟随频率线上的电平状态，使控制设备能够识别出外接设备即将发出数据信息输出，而跟随状态的数据线与发出数据信息输出的数据线状态不同，使控制设备能够很容易区分这两种不同的状态，更好的降低控制设备与外接设备电信号连接的软件成本。
多位码中相邻位数之间具有电压跳变，避免控制设备漏读位数，并且电压跳变还具有识别错误的功能，若在控制设备根据频率线上的时序信号读取多位码的单个位数时出现电压跳变，则代表频率线与数据线出现错误偏差，此时控制设备则不接收也不读取来自外接设备的信号。
附图说明
图1为本发明实施例一的方法流程示意图；
图2为本发明实施例一s2的方法流程示意图；
图3为本发明实施例一s4的方法流程示意图；
图4为本发明实施例一频率线的休眠状态时序图；
图5为本发明实施例一数据线的跟随状态时序图；
图6为本发明实施例一数据线的传输信息输出时序图；
图7为本发明实施例二的框图；
图8为本发明实施例二外接设备的框图；
图9为本发明实施例二控制设备的框图；
图10为本发明实施例二确定单元的框图。
附图标记：1、外接设备；2、设定单元；3、跟随单元；4、保持单元；5、休眠持续单元；6、控制设备；7、分配单元；8、确定单元；81、转入子单元；82、记录子单元；9、获取单元；10、第一计算单元；11、第二计算单元；12、比较读取单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
结合本发明技术方案的上述发明思路，一种动力环境监控系统的通信方法，基于外接设备1与控制设备6，如图1所示，包括如下步骤：
步骤s1：基于外接设备1的数据线设定数据信息输出，数据信息输出包括具有设定位数的多位码。外接设备1采用带有运算处理器、存储器以及测量单元的集成芯片，例如，嵌入有arm内核与2m存储器以及温度传感器的集成芯片作为外接设备1，可以测量温度并将温度信号转变为由电信号形式传输的数据信息输出。其中，多位码可采用二进制的8位码，每位码由二进制数进行表示，即0或1，0为低电位，为0v，1为高电位，为3.3v或者5v，多位码的表示范围为0-255。多位码表示温度的数值时，其要代表的数值越大，高电位的数量在设定位数中的占比越大，例如，温度到达测量范围的下限时，多位码为0，温度到达测量范围的上限时，多位码为255。在多位码中，高电位的位数相邻接，低电位的位数相邻接，高电位位数的输出时间晚于低电位位数的输出时间。将相同电位的位数相邻接设置，并使高电位位数的输出时间晚于低电位位数，使多位码上的数值排列更规律，方便控制设备6读取数据线上多位码的电压平均值，同时也能提高数据线抗电磁干扰的性能，防止数据线上由于外界电磁干扰而引起的电平拨动被其它设备错误读取。
步骤s2：将外接设备1的数据线与频率线接入控制设备6。控制设备6可采用带有adc模块、运算处理器与存储器的运算处理设备，比如，带有adc模块的工业控制用计算机，或者是带有adc模块的工业控制用plc。控制设备6的接口与外接设备1的数据线以及频率线电信号连接，adc模块可以采集数据线上的电压值以及设定时间内的电压平均值。
数据线与频率线让外接设备1与控制设备6之间实现电信号连接以进行数据通信，根据外接设备1所要测量的环境参数，在控制设备6中为外接设备1匹配出该环境参数对应的数据信息类型，并在控制设备6中为该环境参数分配测定参考值，外接设备1用频率线输出时序信号，用数据线输出数据信号。
其中，如图2所示，步骤s2还包括步骤s21、步骤s22、步骤s23和步骤s24。
步骤s21：数据线在多位码位数上的电平状态跟随频率线的电平状态。在跟随状态中，在同一时刻，数据线的电平状态与频率线的电平状态相同，同时数据线的电平变化与频率线的电平变化也相同，此时数据线的作用不是用来传输数据，而是让控制设备6将数据线与频率线进行比较，使控制设备6识别出数据线开始准备传输数据，跟随状态为传输数据前的准备状态。
步骤s22：数据线的跟随状态保持外接设备1输出一个多位码的时间。外接设备1输出一个多位码的时间足够让控制设备6识别出外接设备1的准备状态。
步骤s23：频率线在外接设备1输出一个多位码的时间后进入休眠状态，并持续外接设备1输出一个多位码的时间。如图4所示，频率线不用于传输数据，而是提供由电平周期性变化形成的时序，频率线休眠后其不提供含有电平变化的时序，因此频率线休眠后，控制设备6能够快速且准确地识别出频率线的休眠状态。其中，t1～t8为多位码所占用的时间段。
步骤s24：控制设备6在检测到数据线接入后，计算并比较数据线与频率线的电压差，若电压差为零的时间长于频率线的活跃状态的时间则开始读取数据线上的数据。如图5所示，让数据线上的电平状态跟随频率线上的电平状态，使控制设备6能够识别出外接设备1即将发出数据信息输出，而跟随状态的数据线与发出数据信息输出的数据线状态不同，使控制设备6能够很容易区分这两种不同的状态，降低控制设备6与外接设备1电信号连接的软件成本。
步骤s3：基于控制设备6匹配外接设备1的数据信息类型，控制设备6为外接设备1分配测定参考值。其中，控制设备6可电信号连接有多个所测环境参数相同的外接设备1，多个外接设备1之间的测定参考值取值相同。多个外接设备1具有相同的测定参考值，从而能够分别出外接设备1上数值的差异，避免由于同类型的外接设备1由于测定参考值不同而丧失其可比性。比如第一个外接设备1采用ds18b20温度传感器，第二个外接设备1采用pt100铂电阻作为温度传感器，两个外接设备1的温度传感器不同，但是都是测量的环境温度，因此它们的测定参考值相同，控制设备6读取它们的数据后可相互比较。
步骤s4：基于频率线确定控制设备6读取数据线的最小周期，在最小周期内获取数据线的最大电压值、最小电压值以及平均电压值，其中，在最小周期内数据线上的电压跳变次数不小于设定位数。如图6所示，例如，最小周期为数据线输出一个8位数的多位码的时间，数据线上的电压跳变次数则不小于8次，若多位码上相邻位上的数据一致，则数据线在相邻位之间进行一次跳变波动，即进行两次电平反转。
其中，如图3所示，步骤s4还包括步骤s41和步骤s42。
步骤s41：外接设备1没有数据信息输出时，频率线从活跃状态转入没有电压变化的休眠状态。休眠状态为频率线在设定的间隔时间内没有电平变化，活跃状态为频率线上进行固定频率的电平变化
步骤s42：循环读取设定次数的频率线的活跃状态周期，记录持续时间最长的活跃状态周期为最小周期。
数据线没有数据信息输出时，频率线进入休眠状态，控制设备6不识别数据线，频率线进入活跃状态，控制设备6则识别数据线，控制设备6循环多次地读取频率线上活跃状态的周期，并记录持续时间最长的活跃状态周期，将该活跃状态周期作为最小周期，数据线在频率线处于活跃状态时重复发送数据信息输出，使用最长的活跃状态周期作为最小周期能避免控制设备6漏掉多位码中的位数，同时不会影响控制设备6对数据线上电压平均值的读取准确度。
步骤s5：计算平均电压值与最大电压值的测定比值，并将测定比值与测定参考值的乘积作为测量结果。
本发明技术方案使用数据线上多位码的平均电压值来代替二进制数值，其中，外接设备1与控制设备6之间通过数据线与频率线实现电信号连接以环境参数数据的通信，根据外接设备1所要测量的环境参数，员工事先在控制设备6中为外接设备1匹配出该环境参数对应的数据信息类型，如环境温度，并在控制设备6中为环境温度分配测定参考值，外接设备1使用频率线输出时序信号，使用数据线输出数据信号。数据信号为多位码，在一个时钟周期内，多位码的高电位位数越多，其数据信号代表的值越大，即在一个时钟周期内，多位码的平均电压值代表其数据信号的值，控制设备6可直接读取平均电压值，并计算平均电压值与最大电压值的测定比值，并将测定比值与测定参考值的乘积作为测量结果，而无需使用复杂的通信协议对高电位码进行解码操作，降低软件成本，同时多位码中相邻位数之间具有电压跳变，避免控制设备6漏读位数，并且电压跳变还具有识别错误的功能，若在控制设备6根据频率线上的时序信号读取多位码的单个位数时出现电压跳变，则代表频率线与数据线出现错误偏差，此时控制设备6则不接收也不读取来自外接设备1的信号。
实施例二
结合本发明技术方案的上述发明思路，一种动力环境监控系统的通信装置，如图7所示，包括用于测量动力环境数据产生并发出数据信息输出的外接设备1与用于接收数据信息输出的控制设备6。外接设备1上电连接有能够发送数据信息输出的数据线以及能够提供时序信号的频率线，外接设备1能够控制数据线与频率线上的电平变化，控制设备6通过数据线与频率线与外接设备1实现电信号连接。
其中，如图8所示，外接设备1中包括有：
设定单元2，用于设定数据信息输出，使设定数据信息输出为具有设定位数的多位码，多位码具有高电位与低电位，多位码代表数值越大，高电位的数量在设定位数中的占比越大。
跟随单元3，用于使数据线在多位码位数上的电平状态跟随频率线的电平状态。
保持单元4，用于使跟随单元3的作用时间保持外接设备1输出一个多位码的时间。
休眠持续单元5，用于使频率线在外接设备1输出一个多位码的时间后进入休眠状态，并持续外接设备1输出一个多位码的时间。
如图9所示，控制设备6中包括有：
分配单元7，用于基于控制设备6匹配外接设备1的数据信息类型，控制设备6为外接设备1分配测定参考值。其中，控制设备6电信号连接有多个外接设备1，多个外接设备1之间的测定参考值相同。
确定单元8，用于基于频率线确定控制设备6读取数据线的最小周期。如图10所示，确定单元8还包括转入子单元81与记录子单元82。
转入子单元81，用于在外接设备1没有数据信息输出时，频率线从活跃状态转入没有电压变化的休眠状态。
记录子单元82，用于循环读取设定次数的频率线的活跃状态周期，记录持续时间最长的活跃状态周期为最小周期。
获取单元9，用于在最小周期内获取数据线的最大电压值、最小电压值以及平均电压值，其中，在最小周期内数据线上的电压跳变次数不小于设定位数。
第一计算单元10，用于计算平均电压值与最大电压值的测定比值，并将测定比值与测定参考值的乘积作为测量结果。
第二计算单元11，用于计算数据线与频率线的电压差。
比较读取单元12，用于比较数据线与频率线的电压差，若电压差为零的时间长于频率线的活跃状态的时间则开始读取数据线上的数据。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。