[发明专利]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

说明书

技术领域

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

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

进一步地，所述2芯总线，其数据可用电压或电流方式传输。

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之间采用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。

（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。

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。

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。

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。

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。