智能终端整机供电用二线制数据/电源共线传输装置及方法
【专利说明】智能终端整机供电用二线制数据/电源共线传输装置及方 法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及通信技术领域，具体地，涉及智能终端整机供电用二线制数据/电源 共线传输装置及方法。
【背景技术】
[0003] 随着微电子技术的发展，大容量、多功能、低功耗、小体积的微机系统(简称智能终 端）越来越普及，两个微机系统间的数据传输和供电就特别重要，早期采用RS232串行通信 系统，至少要3根线，而且只能传数据，传输距离〈15米，各终端电源要自己提供。后来采用 RS422 (4线制）或RS485 (2线制)，虽延长了传输距离，但也只能传数据，不能供电源。现 在的USB接口可近距离传数据，也可供电源，但要4根线，且不能接错线，否则会烧坏接口设 备。
[0004] 现实生活中2个智能终端间的距离会相隔较远，远端的终端机常需要主终端这边 供电，之间的传输线的环境千变万化，短路、接错时有发生，线路越多，干扰就越大，故障率 就越高，因此发明一种简单的2线制无极性(可任意连接)、可远距离双向传输数据并可向终 端设备供电的装置和方法就极为重要。
[0005] 上世纪80年代美国德州仪器公司开发了M-BUS总线，该总线实现了 2线数据/电 源共线无极性传输，但电源仅供分机的通讯接口部分用，供电电流〈1. 5mA，无法向整个分机 供电，总线电压24~36V，无法满足便携终端的应用。
[0006] 本世纪初美国优倍公司开发了C-BUS总线，该总线电压降至15~24V，向分机的供 电电流提高到20mA，但此时分机上要装一个2200uF/35V的大储能电容(其体积有1颗黑枣 大小)，无法满足终端微型化和大电流的需求。
[0007] 以上2款总线均用硬件实现了数据与电源的共线传输，只满足向分机的通讯接口 供电，分机的主体供电仍需另行解决，而且电路复杂，保护措施不完善，总线易受雷击或强 电损坏，很难嵌入微小系统中。
[0008] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在结构复杂、易损坏和适 用范围小等缺陷。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种智能终端整机供电用二线制数据/ 电源共线传输装置和方法，简称T-BUS总线，以实现电路结构简单、不易损坏、能向分机大 功率供电和适用范围大的目的。
[0010] 本发明的第二目的在于，提出一种智能终端整机供电用二线制数据/电源共线传 输方法。
[0011] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：智能终端整机供电用二线制数据/ 电源共线传输装置，包括分级设置的多个网络单元，每个网络单元包括一个主机和与该主 机相匹配的n个分机，所述主机和n个分机之间分别通过2芯总线相连，实现主机向n个分 机的整机供电及数据双向传输的功能，n为自然数。
[0012] 进一步地，以上所述的智能终端整机供电用二线制数据/电源共线传输装置，还 包括设置在每个分机入口处的极性调正模块，通过增加该模块，实现每个分机无极性地挂 接在主机所在2芯总线上。
[0013] 进一步地，以上所述的智能终端整机供电用二线制数据/电源共线传输装置，还 包括设置在每个网络单元主机中的通讯模块，通过该模块，主机能够与上一级微机相连，使 本网络成为上一级微机的分网。
[0014] 进一步地，所述2芯总线，其数据可用电压或电流方式传输。
[0015] 同时，本发明采用的另一技术方案是：与以上所述的智能终端整机供电用二线制 数据/电源共线传输装置相匹配的智能终端整机供电用二线制数据/电源共线传输方法， 包括： (1)主机1与分机1…分机n之间米用2芯总线相连，各分机并接在总线上，主机直接 向各分机整机供电，n为自然数。
[0016] (2)主机与各分机间的数据采用串行双向单工方式进行传输，串行数据调制在电 源线上，实现电源/数据共线传输。
[0017] 进一步地，所述步骤（2)，具体包括： 主机时刻监测总线状况，当遇到包含总线短路、总线冲突等故障时立刻停止供电和数 据发送，确保设备不易损坏。
[0018] 主机控制总线的收、发状态，系统采用单周期发送并供电与双周期接收但不供电 的方式交替工作，通过提高供电频率，有效地减小分机中的储能电容，提高分机的供电能 力。
[0019] 进一步地，所述步骤（2)，具体还包括： 主机发送数据的同时也发送同步信号，同步各分机的收/发工作，使分机能够利用芯 片内廉价的RC振荡器就能准确完成接收和发送的定时工作。
[0020] 进一步地，所述步骤（2)，具体还包括：分机采用随机抢答的方式占用总线。一旦 总线被占用，其它分机则等待下次抢答，实现分机完全一样即无内部地址码的区别，无扩展 数量限制。
[0021] 本发明各实施例的智能终端整机供电用二线制数据/电源共线传输装置及方法， 由于该装置包括分级设置的多个网络单元，每个网络单元包括一个主机和与该主机相匹配 的n个分机，所述主机和n个分机之间分别通过2芯总线相连，实现主机向n个分机的整机 供电及数据双向传输的功能，n为自然数。从而克服现有技术中电路结构复杂、易损坏、向 分机供电功率小和适用范围窄的缺陷，实现电路结构简单、不易损坏、能向分机大功率供电 和适用范围大的目的。
[0022] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
[0023] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0024] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中： 图1为本发明中二线制数据/电源共线传输装置和方法框图； 图2为本发明中太阳能集中供热控制系统框图； 图3常规数字汽车衡结构框图； 图4为本发明中T-BUS总线数字汽车衡结构框图； 图5为本发明中二线制数据/电源共线传输装置和方法框图。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026] 根据本发明实施例，如图1~图5所示，提供了一种智能终端整机供电用二线制数 据/电源共线传输装置及方法，即一种能为智能终端整机供电的二线制数据/电源共线传 输装置和方法(简称T-BUS总线)。
[0027] 本发明技术方案中的名词解释如下： 智能终端机是一种带通信功能的微机系统的简称，它将主终端发来的信息和命令显示 和执行在远端，同时将远端采集的信息和命令返回给主终端。它是为完成特定的目的和功 能而开发的专用微机系统，如带显示和键盘的人机交互终端；带输入、输出接口或执行机构 的执行终端；带传感器的智能采集终端(简称数字传感器）等。本发明技术方案中将主控制 终端简称为主机，将远端的分终端简称为分机。
[0028] 总线中分机返回信息有2中方式： 查询方式：系统中的分机独立编号，并将编号在主机中备案，主机定时逐一询问，问到 哪个分机，哪个分机才能回答。这种查询方式存在占用总线时间长、分机反应慢、通讯效率 低、分机要独立编号及在主机内备案等缺陷。
[0029] 随机抢答：系统中的分机无需编号和备案，各分机完全相同，分机在主机的同步信 号下按规则抢占总线，未抢到的分机按规避原则等待下次抢答。这种方式减轻了主机负担，