[发明专利]远距离传感器通信协议

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信协议，特别涉及一种远距离传感器通信协议。

背景技术

通信协议是现代通信系统中必不可少的、非常重要的组成部分，协议称为通信系统的软体，与硬体(各种通信设备)一起完成通信信息的传递。

在本发明之前，在电缆气压远程监控系统中，数据采集器要向智能压力传感器发送命令数据并接收压力传感器返回的气压值数据，即数据采集器要和压力传感器进行信息传递，这自然要有一个“软体”来约定双方的数据发送和接收方式，这个“软体”就是通信协议。然而，常见的标准通信协议并不能满足这个系统的通信要求，其存在的缺陷表现在：首先，为了降低系统的安装维护成本和复杂程度，该系统采用电源线和信号线共用的通信方式，一对单芯电缆上可连接128个传感器，而同一时刻只能有一个传感器处于“活动”状态，使得工作效率降低；其次，智能压力传感器的安装距离不确定，最远的可达到几十公里，由于安装距离远，就难免会引入较强的电磁干扰，导致传送的数据错误；再次，传感器的数量多、安装距离远，要保证每个传感器都能够准确稳定的回传数据是非常困难的。由上述分析不难看出，常规的通信协议不能保证采集器和传感器稳定可靠的交换数据。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，设计、研制一种新的远距离传感器通信协议。

本发明的技术方案是：

远距离传感器通信协议，其主要技术特征在于数据采集器向传感器发送指令，由传感器中的微控制器对地址码或序列号处理后，向数据采集器输送气压值数据，传感器回传的数据采用传输频率信号，一个频率值对应一个确定的气压值，检测信号频率得到传感器回传的气压值。

本发明的优点和效果在于约定了通信双方的通信方式和数据格式，以确保电缆气压数据采集器跟智能压力传感器稳定可靠的交换数据，保障了数据采集器和智能压力传感器的通信质量，使得传感器和采集器之间的数据交换做到了及时、准确、稳定、可靠，从而使得电缆气压远程监控系统稳定工作；该通信协议是整个电缆气压远程监控的重要组成部分。。

具体而言：

1.频率传输避免了远距离的电磁干扰；

2.采集器发送指令前和最后发送“0V”的电压脉冲，避免了传感器中的单芯片微控制器死机现象；

3.对于暂时没有响应的传感器，采集器采用复位重发的方式，即把刚才没有响应的传感器的命令再发一次，这极大的提高了通信的可靠性。

附图说明

图1——本发明中数据采集器取传感器气压数据的指令脉冲波形图。

图2——本发明中八位BCD编码的十进制数据传输脉冲波形(连续)图。

具体实施方式

本发明的核心处理部件采用单芯片微控制器，为了防止长时间运行过程中出现死机现象，在数据采集器发送每条指令时，都先发送一个“0V”的电压脉冲使传感器复位，接着才是相应的数据信息，最后还有一个“0V”的脉冲使传感器复位回到初始待机状态。

传感器的安装距离比较远，为了保证数据的可靠性，传感器回传的数据采用传输频率信号的方法(不采用常见的二进制形式)，一个频率值对应一个确定的气压值，通过检测信号频率就可以得到传感器回传的气压值。

为了保证每次都能取到准确的数据，对于暂时没有响应的传感器，数据采集器采用复位重发的方式，即把刚才没有响应的传感器的命令再发一次。

如图1所示，数据采集器发出的采集数据的指令数据采用八位二进制数据传输，每一位二进制数据耗时320ms；为了提高抗干扰能力采用高、低电平同时判断的方法，连续收到100ms低电平和220ms高电平即判定为“1”，连续收到50ms低电平和270ms高电平即判定为“0”。

图1中各标号所代表的脉冲宽度是：

①：180毫秒，起始信号

②：1800毫秒

③：100毫秒

④：220毫秒

⑤：50毫秒

⑥：270毫秒

由图1可知，连续脉冲信号所表示的二进制数据为“11000000”，即0C0H。传感器会屏蔽掉最高位(认为最高位是“0”)，则传感器得到的数据为“01000000”，即40H；地址码为40H的传感器会被唤醒处于“活动”状态，向数据采集器发送气压数据，而其他的传感器放弃本次操作，继续处于“等待”状态，依次类推。