本发明涉及电池组件通信技术领域，特别涉及一种通信控制方法、通信主设备和通信系统。
背景技术：
为节约成本和降低功耗，目前的电池一般只有一个串行接口。然而，在某些场合下，例如无人机在开机的情况下充电，电池需要同时跟无人机还有充电器通信，电池作为通信从设备，而无人机和充电器作为通信主设备。但是电池难以通过单一串行接口同时与无人机和充电器通信，容易引起逻辑混乱。
技术实现要素：
本发明的实施例提供一种通信控制方法、通信主设备和通信系统。
本发明实施方式的通信控制方法用于控制通信主设备与电池组件通信。所述电池组件通过第一通信线路与至少两个所述通信主设备通信连接，所述第一通信线路的电平在所述电池组件与任何一个所述通信主设备通信时发生变化。所述通信控制方法包括以下步骤：
开启控制请求进程；
检测所述第一通信线路的电平是否在预定时段维持为预定电平；
在所述第一通信线路的电平在所述预定时段不为所述预定电平时中断所述控制请求信号；和
在所述第一通信线路的电平在所述预定时段维持为所述预定电平时控制所述通信主设备与所述电池组件通信。
本发明实施方式的通信主设备用于与电池组件通信。所述电池组件通过第一通信线路与至少两个所述通信主设备连接，所述第一通信线路的电平在所述电池组件与任一所述通信主设备通信时发生变化。所述通信主设备包括控制器，所述控制器用于：
开启控制请求进程；
检测所述第一通信线路的电平是否在预定时段维持为预定电平；
在所述第一通信线路的电平在所述预定时段不为所述预定电平时中断所述控制请求信号；和
在所述第一通信线路的电平在所述预定时段维持为所述预定电平时控制所述通信主设备与所述电池组件通信。
本发明实施方式的通信系统包括电池组件和上述的通信主设备，所诉电池组件通过第一通信线路与至少两个所述通信主设备通信连接。
本发明实施方式的通信控制方法、通信主设备和通信系统通过检测通信主设备与电池组件通信连接的第一通信线路的电平在预定时段是否维持为预定电平来判断电池组件是否处于空闲状态，在电池组件处于空闲状态时才与电池组件进行通信，如此，可以保证多个通信主设备与电池组件之间通信传输稳定，而不会出现因互相干扰而导致通信失败的问题。
本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明某些实施方式的控制方法的流程示意图。
图2是本发明某些实施方式的通信系统的模块示意图。
图3是本发明某些实施方式的控制方法的流程示意图。
图4是本发明某些实施方式的控制方法的状态示意图。
图5是i2c的时钟信号线路和数据信号线路的时序图。
图6是本发明某些实施方式的控制方法的原理示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请一并参阅图1至2，本发明实施方式的通信控制方法用于控制通信主设备100与电池组件200通信，电池组件200通过第一通信线路300与至少两个通信主设备100通信连接。第一通信线路300的电平在电池组件200与任一通信主设备100通信时发生变化。通信控制方法包括以下步骤：
s11：开启控制请求进程；
s12：检测第一通信线路300的电平是否在预定时段维持为预定电平；
s13：在第一通信线路300的电平在预定时段不为预定电平时中断控制请求进程；和
s14：在第一通信线路300的电平在预定时段维持为预定电平时控制通信主设备100与电池组件200通信。
本发明实施方式的通信控制方法可以应用于本发明实施方式的通信主设备100。本发明实施方式的通信主设备100用于与电池组件200通信。电池组件200通过第一通信线路300与至少两个通信主设备100连接。通信主设备100包括控制器10。步骤s11、步骤s12、步骤s13和步骤s14均可以由控制器10实现。
也即是说，控制器10可以用于：
开启控制请求进程；
检测第一通信线路300的电平是否在预定时段维持为预定电平；
在第一通信线路300的电平在预定时段不为预定电平时中断控制请求进程；和
在第一通信线路300的电平在预定时段维持为预定电平时控制通信主设备100与电池组件200通信。
本发明实施方式的通信主设备100可以应用于本发明实施方式的通信系统1000。也即是说，本发明实施方式的通信系统1000包括本发明实施方式的通信主设备100。本发明实施方式的通信系统1000还包括电池组件200以及通过第一通信线路300与电池组件200通信连接的至少两个通信主设备100。
在某些实施方式中，通信主设备100包括无人机或充电器。例如，在某些实施方式中，通信系统1000包括两个通信主设备100：无人机和充电器，通信系统100还包括电池组件200。
可以理解，电池组件200由于成本及功耗等因素的限制，通常仅具有单一的通信接口，因此电池组件200往往不能同时与多个通信主设备100同时通信。然而，在某些场合中又需要同时与多个通信主设备100通信。例如，在某些实施例中，在无人机开机的情况下给电池组件200充电，此时无人机需要时刻了解电池组件200的状态，如电量等，而充电器也需要了解电池组件200的信息，如电池组件200的温度等。如此，仅具备单一通信接口的电池组件200无法同时与无人机及充电器进行通信。
本发明实施方式的通信控制方法将电池组件200通过第一通信线路300连接至多个通信主设备100。其中，电池组件工作于从机模式，通信主设备100工作于主机模式，由通信主设备100主动向电池组件200发送数据。通信主设备100要同电池组件200通信时，通信主设备100启动控制请求进程并检测第一通信线路300的电平在预定时段是否维持为预定电平来判断电池组件200是否处于空闲状态。若电池组件200处于空闲状态，则通信主设备100可与电池组件200进行通信。若电池组件200处于繁忙状态，则通信主设备100的控制请求进程被中断。如此，电池组件200可以与多个通信主设备100实现通信连接，多个通信主设备100通过检测第一通信线路300的状态即可实现通信避让，避免出现因多个通信主设备100的传输数据互相干扰而导致通信失败的问题。
可以理解，通信控制方法可以在任意一个通信主设备100上独立执行，用于侦测并取得通信控制权。
对于执行通信控制方法的当前的通信主设备100，控制器10可以根据i/o外围部件的请求或者定时机制启动控制请求进程，例如，当通信主设备100是无人机时，i/o外围部件可以是输入部件(例如遥控器)并在充电的过程中触发一个读取电池组件200的电量的查询命令，控制器10接收到查询命令后启动控制请求进程。
可以理解，控制请求进程是控制器10进行的一个检测并取得与电池组件200通信控制权的过程，发生在通信主设备10与电池组件200实现通信握手之前。
请一并参阅图2至图3，在某些实施方式中，通信主设备100包括定时器20，步骤s12检测第一通信线路300的电平是否在预定时段维持为预定电平包括以下步骤：
s121：在启动控制请求进程时判断第一通信线路300的电平是否为预定电平；
s122：在第一通信线路300的电平为预定电平时启动定时器20计时；
s123：在第一通信线路300的电平变化为预定电平时重置定时器20计时；和
s124：在定时器20计时大于等于预定时段时确定第一通信线路300的电平在预定时段维持为预定电平。
在某些实施方式中，步骤s121、步骤s122、步骤s123和步骤s124均可以由控制器实现。
也即是说，控制器10可以进一步用于：
在启动控制请求进程时判断第一通信线路300的电平是否为预定电平；
在第一通信线路300的电平为预定电平时启动定时器20计时；
在第一通信线路300的电平变化为预定电平时重置定时器20计时；和
在定时器20计时大于等于预定时段时确定第一通信线路300的电平在预定时段维持为预定电平。
请参阅图4，在某些实施方式中，通信主设备100与电池组件200采用i2c通信协议进行通信，此时，第一通信线路300为时钟信号线路scl。另外，通信主设备100还通过第二通信线路400与电池组件200进行通信连接，此时第二通信线路400为数据信号线路sda。
在某些实施例中，采用一个支持外部中断的gpio，即图示中的“gpio(exti)”，连接在i2c总线的时钟信号线路(scl)上，用于监测时钟信号线路(scl)上的高低电平情况。例如，gpio的外部中断的触发方式可以设定为上升沿和/或下降沿触发，这样，在通信过程中，随着scl信号的波动，这个外部中断会不断的被触发。另外，可以采用定时器20记录这个gpio的两次相邻的外部中断之间的间隔时间，从而可以监控时钟信号线路(scl)上的当前电平状态以及持续时间。
请一并参阅4和图5，i2c通信协议是具有两线式串行总线的通信协议，采用时钟同步的通信方式进行数据传输。其中i2c总线包括时钟信号线路scl和数据信号线路sda，时钟信号线路scl用于保证时钟同步，数据信号线路sda用于传输数据。由图5所示的时序图可以看出，通信主设备100与电池组件200进行数据传输的起始信号是在时钟信号线路scl保持高电平期间，数据信号线路sda上的电平被拉低即数据信号线路sda上的电平由高电平到低电平进行跳变即标志着数据传输的开始；停止信号是在时钟信号线路scl保持高电平期间，数据信号线路sda上的电平由低电平向高电平跳变即标志着数据传输的结束。而在数据传输期间，在i2c总线上传送的每一位数据都与一个时钟脉冲相对应以进行同步控制，由于通信主设备100工作于主机模式即i2c时钟信号线路scl由通信主设备100控制，因此，通信主设备100会控制时钟信号线路scl的电平进行高低电平的持续变化。若通信主设备100与电池组件200的数据传输结束，则时钟信号线路scl的电平会保持为高电平。通信主设备100要与电池组件200通信，即可通过检测时钟信号线路scl的电平是否处于高低电平变化的状态来判断电池组件200是否处于空闲状态。
请参阅图6，具体地，以通信主设备100为无人机和充电器且当前时刻无人机正发送数据0x55至电池组件200为例进行说明。其中，预定电平为高电平。在无人机发送数据0x55即01010101至电池组件200的数据传输期间，发送的每一位二进制数都对应一个完整周期的时钟脉冲，因此无人机控制时钟信号线路scl的电平从高电平至低电平或从低电平至高电平持续变化。此时，充电器若要与电池组件400进行通信，则充电器400首先启动控制请求进程，在控制请求进程启动的同时检测时钟信号线路scl的电平是否为高电平。若检测到时钟信号线路scl的电平为高电平则同时触发充电器的定时器20开始计时。在数据传输期间，由于时钟信号线路scl的电平持续变化，定时器20的计时时间总小于预定时段。其中，在定时器20计时小于预定时段的期间，由于时钟信号线路scl的电平出现变化，并且经历一个完整周期的时钟脉冲变化使得时钟信号线路scl的电平又返回至高电平，因而定时器20被重置，计时的时间清零，同时，充电器的控制请求进程被中断。在数据传输结束后，时钟信号线路scl的电平维持为高电平，定时器20未被重置从而使得定时器20计时大于等于预定时段，此时则可确定电池组件200处于空闲状态。如此，充电器的控制请求进程会继续执行，从而获取通信控制权以实现充电器与电池组件200之间的通信连接。
此外，若某一时刻电池组件200处于空闲状态，此时如果充电器要同电池组件200通信连接，则同样地，充电器首先启动控制请求进程，并在控制请求进程启动的同时启动定时器20计时。由于电池组件200处于空闲状态，因此时钟信号线路scl的电平始终维持为高电平，因此，定时器20不会被重置，定时器20计时会大于等于预定时段。如此，在电池组件200闲置的状态下，通信主设备100也可利用本发明实施方式的通信控制方法检测并取得通信控制权。
需要说明的是，由于时钟信号线路scl的电平在低电平或高电平状态时可能由于脉冲不稳定等因素而出现些许波动，因此，时钟信号线路scl的电平保持为高电平表示的是时钟信号线路scl的电平大于等于某一预设值即理解为时钟信号线scl路的电平持续保持为高电平状态。比如，时钟信号线路scl的高电平在不存在波动的情况下的值为5v，则可将预设值设为4.5v。因此，只要通信主设备100检测到时钟信号线路scl的电平值大于等于4.5v，即认为时钟信号线路scl的电平处于高电平状态。如此，即使时钟信号线路scl的高电平存在-0.5v～0.5v波动误差的情况下，也可对电池组件200的工作状态进行准确判断。
在某些实施方式中，预定时段为1～3ms。也即是说，预定时段的取值可为1ms、1.5ms、2ms、2.3ms、3ms等值。若预定时段的取值过小，如小于1ms，则可能出现在时钟信号线路scl的电平处于变化状态时，某一高电平的持续时间大于1ms的情况，此时会导致电池组件200的工作状态的误判。若预定时段的取值过大，如大于3ms，则会影响通信主设备100和电池组件200之间的实现通信连接的速度。将预定时段的取值范围设置在1～3ms中，一方面可以保证电池组件200的工作状态的准确判断，另一方面不会影响通信主设备100和电池组件200之间的通信连接的速度。
在某些实施方式中，通信主设备100与电池组件200采用uart异步串行数据传输协议进行通信，此时，第一通信线路300为发送信号线路。另外，通信主设备100还通过第二通信线路400与电池组件200进行通信连接，此时第二通信线路400为接收信号线路。
uart异步串行数据传输协议采用异步通信方式进行数据传输。uart异步串行数据传输方式的总线包括发送信号线路和接收信号线路，发送信号线路和接收信号线路使用各自的时钟分别控制数据的发送或接收过程，可实现全双工通信。同样地，以通信主设备100为无人机和充电器且当前时刻无人机正发送数据0x55至电池组件200为例进行说明。其中，预定电平为高电平。在无人机发送数据0x55即01010101至电池组件200的数据传输期间，在发送信号线路上发送的每一位二进制数都对应一个完整周期的时钟脉冲，因此无人机控制时发送信号线路的电平从高电平至低电平或从低电平至高电平持续变化。此时，充电器若要与电池组件400进行通信，则充电器400首先启动控制请求进程，在控制请求进程启动的同时检测发送信号线路的电平是否为高电平。若检测到发送信号线路的电平为高电平则同时触发充电器的定时器20开始计时。在数据传输期间，由于发送信号线路的电平持续变化，定时器20的计时时间总小于预定时段。其中，在定时器20计时小于预定时段的期间，由于发送信号线路的电平出现变化，并且经历一个完整周期的时钟脉冲变化使得发送信号线路的电平又返回至高电平，因而定时器20被重置，计时的时间清零，同时，充电器的控制请求进程被中断。在数据传输结束后，发送信号线路的点电平维持为高电平，定时器20未被重置从而使得定时器20计时大于等于预定时段，此时则可确定电池组件200处于空闲状态。如此，充电器的控制请求进程会继续执行，从而获取通信控制权以实现充电器与电池组件200之间的通信连接。
此外，若某一时刻电池组件200处于空闲状态，此时若充电器要同电池组件200通信联机，则充电器首先启动控制请求进程，并在控制请求进程启动的同时启动定时器20计时。由于电池组件200处于空闲状态，因此发送信号线路的电平始终维持为高电平，因此定时器20不会被重置，定时器20计时会大于等于预定时段。如此，在电池组件200闲置的状态下，通信主设备100也可利用上述的同系控制方法检测并取得通信控制权。
同样地，由于发送信号线路的电平在低电平或高电平状态时可能由于脉冲不稳定等因素而出现些许波动，因此，发送信号线路的电平保持为高电平表示的是发送信号线路的电平大于等于某一预设值即理解为发送信号线路的电平持续保持为高电平状态。
在某些实施方式中，通信主设备100与电池组件200采用uart异步串行数据传输协议进行通信，除通信主设备100外的其他通信主设备100用于在通信主设备100与所述电池组件200通信时丢弃电池组件200发送的数据。
可以理解，uart采用的是异步通信方式，启动控制请求进程的通信主设备100在确认电池组件200处于空闲状态时，电池组件200会向启动控制请求进程的通信主设备100发送响应信号。而电池组件200发送的响应信号会被启动控制请求进程的通信主设备100和未启动控制请求进程的其他通信主设备100接收到，例如，充电器启动控制请求进程，而无人机未启动控制请求进程。充电器确认电池组件200处于空闲状态时，电池组件200会对充电器的控制请求进程回复一个响应信号。该响应信号会被无人机和充电器同时接收到。如果未发起控制请求信号的无人机未将响应信号丢弃掉，则会引起逻辑混乱的问题。因为未发起控制请求信号的无人机可能在接收到响应信号后的某一时刻启动控制请求进程，此时可能会将已接受到的响应信号误认为是电池组件200针对此次控制请求进程回馈的响应信号，从而无人机与电池组件200进行通信连接。此时，若充电器与电池组件200的通信连接还未结束，则两个通信主设备100与电池组件200之间的通信同时进行，即发生逻辑混乱的问题。
此外，通信主设备100与电池组件200采用uart异步串行数据传输协议进行通信，在通信主设备100确认电池组件200处于空闲状态后，还需等待一段时间才可进行与电池通信主设备100与电池组件200的通信连接。因为uart是采用的是异步通信方式，在电池组件200接收到通信主设备100发送的控制请求时需要处理该控制请求后才回馈一个响应信号。因此，通信主设备100需要等待一段时间才能向电池组件200发起下一次的通信。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于执行特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的执行，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于执行逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体执行在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来执行。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来执行。例如，如果用硬件来执行，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来执行：具有用于对数据信号执行逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解执行上述实施方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式执行，也可以采用软件功能模块的形式执行。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式执行并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。