[发明专利]电流环通信总线及其通信方法有效
申请号: | 201510906479.X | 申请日: | 2015-12-09 |
公开(公告)号: | CN105553800B | 公开(公告)日: | 2017-10-27 |
发明(设计)人: | 秦晓华 | 申请(专利权)人: | 上海联影医疗科技有限公司 |
主分类号: | H04L12/40 | 分类号: | H04L12/40;H04L12/427;H04L12/10 |
代理公司: | 上海专利商标事务所有限公司31100 | 代理人: | 骆希聪 |
地址: | 201807 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 电流 通信 总线 及其 方法 | ||
技术领域
本发明主要涉及总线通信方式,尤其是涉及一种电流环通信总线及其通信方法。
背景技术
通信总线用于实现芯片内部、印刷电路板各部件之间、计算机各模板之间、主机与外部设备之间以及系统与系统之间的连接和通信。
目前比较常用的通信总线包括CAN总线、1-Wire总线、4-20mA电流环。在工业现场、汽车领域以及医疗领域应用最广泛的通信总线是CAN(Controller Area Network,控制器局域网络)总线。标准CAN总线是一种通过双绞线差分信号实现节点之间交互的多主总线。但CAN总线不能够通过两条差分总线向其上的节点供电。每个节点需要配备自身的电源,或者通过总线线缆上的其他针脚单独供电。
1-Wire总线只有一条信号线串接各个共地设备,总线的主节点可以通过这条信号线向其他各从节点供电。但1-Wire总线只能是由主节点发起通信来查询从节点的状态,而各从节点只能被动等待主节点的查询,不能自主发起通信,从节点之间也不能相互通信。
4-20mA电流环是一种目前应用比较广泛的传感器专用接口。信号接收节点可以通过信号线向传感器发送器供电,发送器可以控制流过自身的电流大小是4mA或者20mA,而接收器通过电流采样就可以获取发送器所传送的数值。目前该接口还只能实现1对1的数据发送接收,数据传输只能是单向的,只适用于功能比较单一的传感器数据传输电路。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供电流环通信总线及其通信方法,可以使用通信总线作为总线设备的供电线,且总线上多个设备的地位平等。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种电流环通信总线,包括用于为总线上的节点提供电源的电源节点和用于通过总线进行相互通信的多个通信节点。该电源节点具有第一端和第二端。各通信节点分别具有电流输入端、电流输出端、第一级联端和第二级联端,该多个通信节点中,在后节点的电流输入端连接在前节点的第一级联端,在后节点的第二级联端连接在前节点的电流输出端,该首节点的电流输入端连接该电源节点的第一端,该末节点的电流输出端连接该电源节点的第二端,从而构成电流环。
可选地,各通信节点包括电流调制器,连接于通信节点的第一级联端与第二级联端之间,根据通信节点的命令控制从第一级联端流向第二级联端的电流值大小。
可选地,各通信节点还包括前电流探测器和后电流探测器,前电流探测器连接于通信节点的电流输入端,用于检测从其电流输入端流入的电流值;后电流探测器连接于通信节点的电流输出端,用于检测流出其电流输出端的电流值。
可选地,各通信节点还包括总线协议处理器,连接该电流调制器、该前电流探测器和该后电流探测器,用于处理和通信协议相关的协议层功能。
可选地,该总线协议处理器配置为监控总线的状态,且向总线发送用于总线竞争的标记位。
可选地,该总线的状态包括没有节点发送标记位的第一状态、有一个节点发送标记位的第二状态和有两个以上节点发送标记位的第三状态。
可选地,该前电流探测器和后电流探测器均包括:采样电阻、信号衰减器、设置有第一阈值的第一比较器、设置有第二阈值的第二比较器,该第一比较器的输入端连接于该采样电阻,输出端连接于该总线协议处理器;该第二比较器的输入端经该信号衰减器连接于该采样电阻,输出端连接于该总线协议处理器,该总线协议处理器根据该电流值与第一阈值和第二阈值的比较结果识别该第一状态、第二状态和第三状态。
可选地,该前电流探测器和该后电流探测器均包括:采样电阻、设置有第三阈值的第三比较器、设置有第四阈值的第四比较器,该第三比较器和该第四比较器的输入端连接于该采样电阻,输出端连接至该总线协议处理器,该总线协议处理器根据该电流值与第三阈值和第四阈值的比较结果识别该第一状态、第二状态和第三状态。
可选地,电流环通信总线还包括用于监听总线状态的监听节点,该监听节点具有第一端、第二端和第三端,该监听节点的第一端连接该电源节点的第一端,该监听节点的第二端连接该电源节点的第二端,该监听节点的第三端连接该电流环的首节点的电流输入端。
本发明还提出一种电流环通信总线的通信方法,包括在各个通信节点控制从其第一级联端流向其第二级联端的电流值来发送信息,在各个通信节点检测从其电流输入端流入的电流值和流出其电流输出端的电流值来接收其他任一通信节点的信息。
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