一主多從的通信系統及其數據傳輸方法
【專利摘要】本發明公開了一種一主多從的通信系統，該通信系統包括主機、多個從機、數據接收模塊和數據發送模塊，其中，主機包括第一數據發送接口和第一數據接收接口；每個從機均包括第二數據發送接口和第二數據接收接口；數據接收模塊包括第一輸出端和多個第一接收端，第一輸出端與第一數據接收接口相連，多個第一接收端中的每個第一接收端分別與每個從機的第二數據輸出接口對應相連；數據發送模塊包括第二接收端和第二輸出端，第二接收端與第一數據輸出接口相連，第二輸出端分別與每個從機的第二數據接收接口相連。該通信系統，可以實現一主多從的數據傳輸，主機的接口資源占用少。本發明還公開了一種數據傳輸方法。
【專利說明】
一主多從的通信系統及其數據傳輸方法
技術領域
[0001]本發明屬于電器技術領域，尤其涉及一種一主多從的通信系統，以及該一主多從的通信系統的數據傳輸方法。
【背景技術】
[0002]UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發傳輸器)接口作為一種串行數據通信接口，廣泛應用于電子行業中。普通UART通信的雙方，各有一個用于發送數據的端口(分別記為TXl和TX2)，同時還各有一個用于接收數據的端口(分別記為RXl和RX2)，其中，一方的發送端口 TXl連接對方的接收端口 RX2，而接收端口 RXl則連接對方的發送端口 TX2，雙方進行的是一種點對點的通信方式。
[0003]隨著智能化的發展，越來越多的傳感器被應用，而傳感器模塊中往往加入了MCU((Microcontroller Unit，微控制單元)進行一些信號的處理。如果主控MQJ與傳感器模塊之間采用的是UART通信，那么每增加一個傳感器模塊就需要增加一個UART接口，而M⑶中含有的UART接口資源一般僅有I?3個，當傳感器數量較多時，將難于滿足要求，專門定制UART接口豐富的MCU，成本又很昂貴。
【發明內容】
[0004]本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
[0005]為此，本發明需要提出一種一主多從的通信系統，該通信系統，可以實現一主多從的數據傳輸，且主機接口資源占用少。
[0006]本發明還提出一種基于上述一主多從的通信系統的數據傳輸方法。
[0007]為了解決上述問題，本發明提出的一主多從的通信系統，包括:主機，所述主機包括第一數據發送接口和第一數據接收接口；多個從機，所述多個從機中的每個從機均包括第二數據發送接口和第二數據接收接口 ；數據接收模塊，所述數據接收模塊包括第一輸出端和多個第一接收端，所述第一輸出端與所述第一數據接收接口相連，所述多個第一接收端中的每個第一接收端分別與所述每個從機的第二數據輸出接口對應相連;數據發送模塊，所述數據發送模塊包括第二接收端和第二輸出端，所述第二接收端與所述第一數據輸出接口相連，所述第二輸出端分別與所述每個從機的第二數據接收接口相連;其中，所述主機通過所述第一數據發送接口和所述數據發送模塊向所述每個從機發送通信數據，并通過所述第一數據接收接口和所述數據接收模塊接收任意從機發送的通信數據。
[0008]本發明實施例的一主多從的通信系統，通過數據接收模塊和數據發送模塊實現主機與多個從機之間的數據傳輸，主機只需要兩個接口，主機接口資源占用少，對于大部分的主機的控制器來說皆可滿足要求。
[0009]具體地，所述數據接收模塊包括:與所述多個從機對應的多個數據接收單元，每個數據接收單元包括:三極管，所述三極管的基極通過第一電阻與預設電源相連，所述三極管的發射極與對應的從機的第二數據發送接口相連，所述三極管的集電極與所述主機的第一數據接收接口相連;第一電容，所述第一電容的一端接地，所述第一電容的另一端分別與所述每個數據接收單元的三極管的集電極和所述第一數據接收接口相連;和第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電容的另一端相連，所述第二電阻的另一端與預設電源相連。
[0010]所述數據發送模塊包括:第二電容，所述第二電容的一端接地，所述第二電容的另一端分別與所述第一數據發送接口和所述每個從機的第二數據接收接口相連。
[0011 ]具體地，所述主機發送的通信數據包括目標從機的身份識別信息，在接收到所述主機發送的數據之后，所述每個從機分別對所述身份識別信息進行識別以判斷是否為所述目標從機，其中，所述目標從機使用接收到的通信數據，非目標從機丟棄接收到的通信數據。
[0012]從機發送的通信數據包括本身的身份識別信息，在接收到所述從機發送的通信數據之后，所述主機對所述身份識別信息進行識別以判斷發送通信數據的所述從機，并對接收到的通信數據進行處理。
[0013]其中，所述接口包括通用異步收發傳輸器接口。
[0014]基于上述的一主多從的通信系統，本發明另一方面提出一種數據傳輸方法，該數據傳輸方法包括以下步驟:主機通過第一數據發送接口和數據發送模塊向每個從機發送通信數據；以及任意從機通過第二數據發送接口和數據接收模塊向所述主機發送通信數據。
[0015]本發明實施例的數據傳輸方法，主機只需兩個數據接口即可實現與多個從機的數據傳輸，接口資源占用少，對于大部分的主機的控制器來說皆可滿足要求，方法簡單易實施。
[0016]其中，所述主機發送的通信數據包括目標從機的身份識別信息，所述數據傳輸方法還包括:在接收到所述主機發送的通信數據之后，所述每個從機分別對所述身份識別信息進行識別以判斷是否為所述目標從機，其中，所述目標從機使用接收到的通信數據，非目標從機丟棄接收到的通信數據。
[0017]從機發送的通信數據包括本身的身份識別信息，所述數據傳輸方法還包括:在接收到所述從機發送的通信數據之后，所述主機對所述身份識別信息進行識別以判斷發送通信數據的從機;以及所述主機對接收到的通信數據進行處理。
[0018]其中，所述接口包括通用異步收發傳輸器接口。
【附圖說明】
[0019]圖1是根據本發明的一個實施例的一主多從的通信系統的示意圖；
[0020]圖2是根據本發明的一個實施例的數據傳輸方法的流程圖；
[0021]圖3是根據本發明的一個具體實施例的主機向任意從機發送通信數據的流程圖；以及
[0022]圖4是根據本發明的另一個具體實施例的任意從機向主機發送通信數據的流程圖。
[0023]附圖標記:
[0024]通信系統100，
[0025]主機10、多個從機20、數據接收模塊30和數據發送模塊40，
[0026]第一數據發送接口Tl和第一數據接收接口 Rl，第二數據發送接口 T2和第二數據接收接口 R2，第一輸出端Tla和多個第一接收端Rlb，第二接收端R2b和第二輸出端T2a，多個數據接收單元31、第一電容Cl和第二電阻R0。
【具體實施方式】
[0027]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0028]下面參照附圖描述根據本發明實施例提出的一主多從的通信系統。
[0029]圖1是根據本發明的一個實施例的一主多從的通信系統，該通信系統100包括主機
10、多個從機20、數據接收模塊30和數據發送模塊40。
[0030]其中，主機10包括第一數據發送接口Tl和第一數據接收接口 Rl。多個從機20中的每個從機均包括第二數據發送接口 T2和第二數據接收接口 R2。
[0031]數據接收模塊30包括第一輸出端Tla和多個第一接收端Rlb，第一輸出端Tla與第一數據接收接口 Rl相連，多個第一接收端中的每個第一接收端Rlb分別與每個從機20的第二數據輸出接口 T2對應相連。
[0032]數據發送模塊40包括第二接收端R2b和第二輸出端T2a，第二接收端R2b與第一數據輸出接口 Tl相連，第二輸出端T2a分別與每個從機的第二數據接收接口 R2相連。
[0033]其中，主機10通過第一數據發送接口Tl和數據發送模塊40向每個從機20發送通信數據，并通過第一數據接收接口 Rl和數據接收模塊30接收任意從機發送的通信數據。
[0034]可以看出，本發明實施例的一主多從的通信系統100，通過數據接收模塊30和數據發送模塊40實現主機10與多個從機20之間的數據傳輸，主機10只需要兩個接口，主機10接口資源占用少，對于大部分的主機10的控制器來說皆可滿足要求。
[0035]在本發明的實施例中，接口可以包括通用異步收發傳輸器(UART)接口，當主機1與從機20之間采用UART通信，例如，電器的主控M⑶與多個傳感器，例如溫度傳感器、壓力傳感器或者濕度傳感器，之間進行UART通信，其中，各個傳感器中包括從M⑶，主M⑶可以通過數據發送模塊40將通信數據分別發送至多個從MCU，并通過數據接收模塊30接收每個從MCU的通信數據例如溫度或者壓力或者濕度，進而對通信數據進行處理，以進行后續的控制。
[0036]具體地，參照圖1所示，數據接收模塊30包括多個數據接收單元31、第一電容Cl和第二電阻RO。
[0037]其中，多個數據接收單元31與多個從機20對應，每個數據接收單元包括三極管Q(例如圖1中的Ql-Qn)、第一電阻R(例如圖1中的RO1-ROn)。三極管Q的基極2通過第一電阻R與預設電源例如+5V相連，三極管Q的發射極3與對應的從機的第二數據發送接口 T2相連，三極管Q的集電極I與主機1的第一數據接收接口 Rl相連;第一電容CI的一端接地，第一電容Cl的另一端分別與每個數據接收單元的三極管Q的集電極和第一數據接收接口 Rl相連;第二電阻RO的一端與第一電容Cl的另一端相連，第二電阻RO的另一端與預設電源例如+5V相連。可以理解的是，每個數據接收單元中元件的具體參數可以根據具體的從機例如傳感器監測數據的性質進行設置。通過數據接收模塊30的硬件結構將各個從機例如傳感器的不同的通信數據傳輸至主機10的第一數據接收接口 Rl，實現主機10接收多個從機20的發送數據，也就是實現一對多的數據接收。
[0038]具體地，參照圖1所示，數據發送模塊40包括第二電容C2，第二電容C2的一端接地，第二電容C2的另一端分別與第一數據發送接口 Tl和每個從機20的第二數據接收接口 R2相連。通過數據發送模塊40可以實現主機10發送通信數據至從機20，也就是實現一對多的數據發送。
[0039]可以看出，本發明實施例的一主多從的通信系統100，基于數據發送模塊40和數據接收模塊30構建一主多從的通信總線電路，總線上允許搭建一個主機10和多個從機20，其中，跟為兩條通信線路，一條專門用于主機10發送通信數據給各個從機20接收;另一條專門用于任意從機20發送通信數據給主機10接收。
[0040]在進行數據傳輸時，主機10發送的通信數據包括目標從機的身份識別信息。主機10通過數據發送模塊40發送通信數據，每個從機20都將接收數據，在接收到主機10發送的數據之后，每個從機20分別對身份(ID，Identity)識別信息進行識別以判斷是否為目標從機，即每個從機將接收到的通信數據中的從機的身份識別信息與本從機的ID進行比對，當兩者相等時，則說明該從機為目標從機，否則，該從機為非目標從機。其中，目標從機使用接收到的通信數據，非目標從機丟棄接收到的通信數據。
[0041]任意從機通過數據接收模塊30發送通信數據至主機10，從機發送的通信數據包括本身的身份識別信息，在接收到從機發送的通信數據之后，主機10對身份識別信息進行識別以判斷發送通信數據的從機即確定數據來源，并對接收到的通信數據進行處理，以對數據做出相應或者進行后續的控制。
[0042]基于上述一主多從的通信系統的說明，下面參照附圖描述根據本發明另一方面的通信系統的數據傳輸方法。
[0043]圖2是根據本發明的一個實施例的一主多從的通信系統的數據傳輸方法的流程圖，如圖2所示，該方法包括以下步驟:
[0044]SI，主機通過第一數據發送接口和數據發送模塊向每個從機發送通信數據。
[0045]S2，任意從機通過第二數據發送接口和數據接收模塊向主機發送通信數據。
[0046]本發明實施例的數據傳輸方法，主機只需兩個數據接口即可實現與多個從機的數據傳輸，接口資源占用少，對于大部分的主機的控制器來說皆可滿足要求，方法簡單易實施。
[0047]其中，接口可以包括通用異步收發傳輸器接口。
[0048]在數據傳輸時，主機可以向每個從機發送通信數據，主機發送的通信數據包括目標從機的身份識別信息，在接收到主機發送的通信數據之后，每個從機分別對身份識別信息進行識別以判斷是否為目標從機，其中，目標從機使用接收到的通信數據，非目標從機丟棄接收到的通信數據。例如，圖3是根據本發明的一個具體實施例的主機給任意從機發送通信數據的流程圖。如圖3所示，該過程包括:
[0049]S21，主機通過第一數據發送接口和數據發送模塊發送從機N需要的數據，其中，數據中包括從機N的ID，N2 10
[0050]S22，從機N通過第二數據接收接口和數據發送模塊接收來自主機的通信數據。
[0051 ] S23，從機N判斷數據中的從機ID是否等于本從機的ID，如果是，則進入步驟S24，否則進入步驟S25。
[0052]S24，從機N使用來自主機的數據。
[0053]S25，從機N丟棄來自主機的數據。
[0054]在通信數據傳輸時，任意從機可以向主機發送通信數據，從機發送的通信數據包括本身的身份識別信息，在接收到從機發送的通信數據之后，主機對該身份識別信息進行識別以判斷發送通信數據的從機，以及主機對接收到的通信數據進行處理。例如，圖4是根據本發明的另一個具體實施例的任意從機向主機發送通信數據的流程圖，如圖4所示，該過程包括:
[0055]SI I，從機通過數據接收模塊發送主機需要的數據至主機，其中，發送數據包括本從機的ID。
[0056]SI 2，主機通過第一數據接收接口接收來自從機的通信數據。
[0057]S13，主機識別從機身份并使用來自該從機的數據。
[0058]概括地說，本發明實施例的數據傳輸方法，主機和多個從機均只需兩個接口，通過數據接收模塊和數據發送模塊實現兩個通信總線的搭建，一條可以實現主機向任意從機發送通信數據，而另一條可以實現任意從機向主機發送通信數據，即實現一主多從的數據傳輸，主機的接口資源占用少，實現方便。
[0059]需要說明的是，在本說明書的描述中，流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實現特定邏輯功能或過程的步驟的可執行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發明的優選實施方式的范圍包括另外的實現，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執行功能，這應被本發明的實施例所屬技術領域的技術人員所理解。
[0060]在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認為是用于實現邏輯功能的可執行指令的定序列表，可以具體實現在任何計算機可讀介質中，以供指令執行系統、裝置或設備(如基于計算機的系統、包括處理器的系統或其他可以從指令執行系統、裝置或設備取指令并執行指令的系統)使用，或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用。就本說明書而言，〃計算機可讀介質〃可以是任何可以包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以供指令執行系統、裝置或設備或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用的裝置。計算機可讀介質的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下:具有一個或多個布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計算機盤盒(磁裝置)，隨機存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(ROM)，可擦除可編輯只讀存儲器(EPR0M或閃速存儲器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲器(CDR0M)。另外，計算機可讀介質甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質，因為可以例如通過對紙或其他介質進行光學掃描，接著進行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲在計算機存儲器中。
[0061]應當理解，本發明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執行系統執行的軟件或固件來實現。例如，如果用硬件來實現，和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知的下列技術中的任一項或他們的組合來實現:具有用于對數據信號實現邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現場可編程門陣列(FPGA)等。
[0062]本技術領域的普通技術人員可以理解實現上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，該程序在執行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0063]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
[0064]盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種一主多從的通信系統，其特征在于，包括: 主機，所述主機包括第一數據發送接口和第一數據接收接口 ； 多個從機，所述多個從機中的每個從機均包括第二數據發送接口和第二數據接收接P； 數據接收模塊，所述數據接收模塊包括第一輸出端和多個第一接收端，所述第一輸出端與所述第一數據接收接口相連，所述多個第一接收端中的每個第一接收端分別與所述每個從機的第二數據輸出接口對應相連； 數據發送模塊，所述數據發送模塊包括第二接收端和第二輸出端，所述第二接收端與所述第一數據輸出接口相連，所述第二輸出端分別與所述每個從機的第二數據接收接口相連； 其中，所述主機通過所述第一數據發送接口和所述數據發送模塊向所述每個從機發送通信數據，并通過所述第一數據接收接口和所述數據接收模塊接收任意從機發送的通信數據。2.如權利要求1所述的一主多從的通信系統，其特征在于，所述數據接收模塊包括: 與所述多個從機對應的多個數據接收單元，每個數據接收單元包括:三極管，所述三極管的基極通過第一電阻與預設電源相連，所述三極管的發射極與對應的從機的第二數據發送接口相連，所述三極管的集電極與所述主機的第一數據接收接口相連； 第一電容，所述第一電容的一端接地，所述第一電容的另一端分別與所述每個數據接收單元的三極管的集電極和所述第一數據接收接口相連;和 第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電容的另一端相連，所述第二電阻的另一端與預設電源相連。3.如權利要求1所述的一主多從的通信系統，其特征在于，所述數據發送模塊包括: 第二電容，所述第二電容的一端接地，所述第二電容的另一端分別與所述第一數據發送接口和所述每個從機的第二數據接收接口相連。4.如權利要求1所述的一主多從的通信系統，其特征在于，所述主機發送的通信數據包括目標從機的身份識別信息，在接收到所述主機發送的數據之后，所述每個從機分別對所述身份識別信息進行識別以判斷是否為所述目標從機，其中，所述目標從機使用接收到的通信數據，非目標從機丟棄接收到的通信數據。5.如權利要求1所述的一主多從的通信系統，其特征在于，從機發送的通信數據包括本身的身份識別信息，在接收到所述從機發送的通信數據之后，所述主機對所述身份識別信息進行識別以判斷發送通信數據的所述從機，并對接收到的通信數據進行處理。6.如權利要求1-5任一項所述的一主多從的通信系統，其特征在于，所述接口包括通用異步收發傳輸器接口。7.—種基于權利要求1所述的一主多從的通信系統的數據傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟: 主機通過第一數據發送接口和數據發送模塊向每個從機發送通信數據；以及 任意從機通過第二數據發送接口和數據接收模塊向所述主機發送通信數據。8.如權利要求7所述的數據傳輸方法，其特征在于，所述主機發送的通信數據包括目標從機的身份識別信息，所述數據傳輸方法還包括: 在接收到所述主機發送的通信數據之后，所述每個從機分別對所述身份識別信息進行識別以判斷是否為所述目標從機，其中，所述目標從機使用接收到的通信數據，非目標從機丟棄接收到的通信數據。9.如權利要求7所述的數據傳輸方法，其特征在于，從機發送的通信數據包括本身的身份識別信息，所述數據傳輸方法還包括: 在接收到所述從機發送的通信數據之后，所述主機對所述身份識別信息進行識別以判斷發送通信數據的從機;以及 所述主機對接收到的通信數據進行處理。10.如權利要求7所述的數據傳輸方法，其特征在于，所述接口包括通用異步收發傳輸器接口。
【文檔編號】H04L12/40GK105871672SQ201610169277
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】管慶軍, 高峰, 黃華明, 黎銘峰
【申請人】佛山市順德區美的洗滌電器制造有限公司, 美的集團股份有限公司