[发明专利]一种智能数据总线协议及系统

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输领域，具体是一种智能数据总线协议及系统。

背景技术

目前，商业应用比较广泛的无人机遥感系统是由传感器，传感路由器，遥感收发机，地面收发机依次连接而成。典型地，传感器设备和用于控制传输的设备系统在物理上分离。这样，为了传送传感器采集获得的数据，需要所有数据都传输给传感路由器，编码后再传输给遥感接收机，然后通过无线电的方式传回地面收发机。而现有的传感器在设计初始往往都采用不同的通讯接口和传输速率，通过传感路由器为每种传感器预留了不同的数据输入口来连接。为了可靠地通信并提供在不同类型的传感器和不同类型的控制传输设备之间的互操作性，可创建设计用于硬件、数据包的组帧等的通信标准。例如，已经成为个人计算系统和外围设备之间的通信开发了一种称为通用串行总线(USB:可以从USB Implementers Forum，Inc.,Portland,OR得到其规范)的标准。

发明内容

为了克服现有遥感系统在数据传输速率以及扩展性方面的不足，本发明提供了一种智能数据总线协议，只要符合该协议的设备均可被任意连接到Smart Port总线上而无关乎设备本身的类型以及连接的顺序；同时提供了一种采用智能数据总线协议的控制传输系统，以及一种采用智能数据总线协议的传输数据系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能数据总线协议，包括以下三层：

第一层、定义用于数据包传输的传输线路、发送机和接收机在物理方面的标准；

第二层、定义数据包的编码和解码方式；

第三层、定义数据包的帧格式；

根据协议生成数据包，生成数据包包括第三层定义的帧格式，并根据第二层对数据包进行编码；再根据协议的第一层将数据包从控制设备传输到被询问的外部设备，最后根据协议的第二层对数据包进行解码，并回传被询问的相关数据。

作为本发明进一步的方案：第一层具体根据ISO的OSI 7层通信任务模型中的物理层来定义；第二层具体根据ISO的OSI 7层通信任务模型中的数据链层来定义。

作为本发明进一步的方案：所述数据包的帧格式包括报文头和响应部分；其中报文头包括同步场以及Data ID；响应部分包括数据场以及校验场。报文头包括同步场以及Data ID；响应部分包括数据场以及校验场的组合。

作为本发明进一步的方案：所述外部设备在其内微处理器MCU的控制下通过普通UART/SCI接口的低成本硬件实现协议的第二和第三层。

一种采用智能数据总线协议的控制传输系统，包括根据第一层而定义的主机、Smart Port总线和至少一个从机；该系统以无线收发机作为主机，以节点设备作为从机，所述主机同时执行主任务和从任务，从机只执行从任务；根据第二层和第三层、并通过Smart Port总线与外部设备进行双向通信；在主任务的控制下进行，主任务向Smart Port总线上发送报头，所有从任务接受报头并解释标志符，某一个需要发送的从任务根据标志符向Smart Port总线上发送响应，而其他从任务则根据标志符决定是否接受相应。

作为本发明进一步的方案：Smart Port总线是一条单总线，从机节点通过“线与”的方式接入Smart Port总线。

作为本发明进一步的方案：每个从机均设置有一个独有的物理ID，平时从机仅输入支路导通，处于仅接受的状态，不向Smart Port总线发送任何数据；当收取与从机的物理ID相符合的信号后激活，并开始向Smart Port总线发送其数据；在数据传输完毕后从机再次恢复到此前的接收状态。

作为本发明进一步的方案：该采用智能数据总线协议的控制传输系统还能进行如下错误检测，

1)位错误：通信节点向Smart Port总线发送数据时也回读Smart Port总线上的数据，当发送和接受到的数据不一致时产生位错误；

2)校验和错误：即接收方检测到的数据场和校验场的累加和不为0xFF，产生校验和错误；

3)从机不响应错误：主机发送报头后，在规定的时间内没有完成报文发送，则产生从机不响应错误；

4)同步场不一致错误：同步场的时间间隔不符合定义要求；

5)没有Smart Port总线活动：在规定时间内没有检测到Smart Port总线传输报文。

作为本发明进一步的方案：所述从机的物理ID与应用ID为分离状态。