[发明专利]位置开关状态信号传输方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式领域，尤其涉及一种位置开关状态信号传输方法及系统。

背景技术

随着科技的不断进步，使得智能机器的应用越来越多，这些智能机器系统都具有类似的结构，如图1所示，包括主控模块1，用于对智能机器系统的各个组成部分实施自动控制；其他必要部件2，包括执行机构、复杂的机械装置、人机接口等；功能模块3，包括数量众多且分散在智能机器系统多个区域的传感器，如：图像传感器、距离传感器、位置传感器等，功能模块与主控模块相连，以便主控模块获取功能模块内传感器的状态和数据。为了使智能机器更加灵活的移动，智能机器的体积通常都要求体积越小越好。

在功能模块3的众多传感器中，位置传感器主要用于检测被检测物体到位或不到位。主要通过采用光学办法检测物体的位置，硬件结构主要包括第一部分和第二部分，其中第一部分（A）是光发射端，第二部分（B）是光敏感端，光发射端A发射的光线照射到光敏感端B，光敏感端B将光线的强弱转换为电压信号输出。当光发射端A和光敏感端B之间的光路上无物体遮挡时，即被检测的物体不在预定的位置时，光敏感端B输出低电平电压；当A和B之间的光路被物体遮挡时，即被检测的物体位于预定的位置时，光敏感端B输出高电平电压。因此位置传感器也看为一种位置开关，当被检测的物体不在预定的位置时，光敏感端B输出低电平电压；当被检测的物体位于预定的位置时，光敏感端B输出高电平电压。位置开关也可以是一个具有导电触点的开关，比如微动开关。

智能机器为了实现自动控制，通常需要在功能模块内安装数量众多的位置开关，主控制器需要同时获得这些位置开关的状态，以便于准确判断被检测物体到位或不到位。因此为了使主控模块能够获取位置开关的状态，需要在主控模块和功能模块内部的位置开关之间建立有线连接，众所周知，位置开关的数量越多，主控模块与功能模块之间的连接电缆根数就越多，电缆束直径就越大。假设一个功能模块内部需要安装50个位置开关，一般情况下每个位置开关有3条线（其中一条为电源线、一条为地线、一条为数据线），总共150条线，如果这150条线全部需要连接至主控模块，可知电缆束的直径将会很大。在体积受到严格限制的机器中，不允许使用如此大直径的电缆束。

因此现有技术中有两种方法，以便减少功能模块和主控模块之间电缆的条数，使得电缆束的直径减小。

如图2所示，第一种方法为：在功能模块内部将全部的位置开关的电源线统一连接、将全部位置开关的地线统一连接，并将统一连接后的电源线和地线连接至主控模块，即全部位置开关共享电源线和地线，并将各个位置开关的数据线一一连接至主控模块。若位置开关的数量为N，使用该方法最少可将主控模块与功能模块之间的电缆线的数量减少至N+2条。

但使用该方法时，若位置开关的数量很多，由功能模块连接至主控模块的电缆根数仍然较多。

如图3所示，第二种方法为：在第一种方法的基础之上，在功能模块内部将所有位置开关的数据线统一连接至转换器，使用转换器将所有位置开关的状态信号转换为串行数据，并将串行数据通过一条电缆线输出至主控模块，并将主控模块发送至位置开关的命令通过一条电缆输入至转换器，并通过转换器执行主控模块发送来的命令，将位置开关的状态信号转换为串行数据并回送给主控模块。使用该方法可将多个位置开关的状态信号顺序输出，且可以将电缆根数减少到4根左右。

但使用方法二时，由于主控模块使用串行读取的办法，获取一次位置开关输出信号耗费的时间变长，实时性不好，另外串行读取的办法中传输的是数字信号，而数字信号在同一个时刻只能承载一个位置开关的状态信息，为了传输多个位置开关的状态，就必须将多个位置开关的状态信息按时间顺序逐一传送，要实现“按时间顺序逐一传送”的功能，一定要使用时序电路。因此转换器必须内置实现串/并转换功能的电路板，此电路板主要由时序电路组成，而时序电路受到干扰后难以自行恢复，因此可能会向主控模块发送错误的位置信号或者需要耗费更多的时间进行错误检测和修正。

因此现在急需一种方法既能减少主控模块与功能模块之间的电缆数量又能使主控模块快速准确的获取各个位置开关的状态信号。

发明内容

本发明提供了一种位置开关状态信号传输方法及系统，使用本方法既能减少主控模块与功能模块之间的电缆数量又能使主控模块快速准确的获取各个位置开关的状态信号。

本发明通过以下技术手段实现：

一种位置开关状态信号传输系统，包括：

信号输出单元，用于输出各个位置开关的状态信号；