[发明专利]一种二总线的通信方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明涉及二总线通信技术领域，具体提供一种二总线的通信方法、装置、设备及存储介质，旨在解决二总线长距离、多节点带载下通信能力变差或者不能通信的问题。为此目的，本发明提供的方法包括在发送下行数据后，设置接收窗口期，在接收窗口期内控制总线功耗，使得反馈电流可以传递到总线控制器，再经过采样和放大处理，得到理想数据信号。通过上述方法，使得二总线通信距离和节点带载量显著增加。

技术领域

本发明涉及二总线通信技术领域，具体涉及一种二总线的通信方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

二总线是一种相对于四线系统，将供电线与信号线合二为一，实现了信号和供电共用一个总线的技术。二总线接线无极性要求，给现场施工和后期维护带来了极大的便利，节省了施工和线缆成本。在消防，仪表，传感器，数码电子雷管，工业控制等领域广泛的应用。

二总线在发展过程中，为适应不同行业、不同场景的应用，经过了一些演变和分支。早期的方案一，下行和上行通信均采用电压方式，此种方式下行数据通过总线控制器控制，上行数据，如图2所示，需要主机控制器总线高电位测串联一个采样电阻（R21），节点通过开关短接总线两端，将总线拉低，进而实现通信。此种方法的优点是总线逻辑简单，波形清晰。弊端是，当节点数量增加后，总线电流增加，由于总线串联采样电阻阻值较大，会造成总线压降过大。如果采样电阻取值变小，又会造成上行数据波形幅度变小，无法正常解析。

后来一种改进方案二是采用下行电压信号，上行电流信号。如图3所示，此方法总线上的采样电阻（R31）就可以做小，然后经过放大再做解析。此种方法解决了部分解决的上一方案的负载电流增大总线压降过大的问题，但是它也会面临两种问题。第一随着节点数量增加后，总线电流增加，采样电阻会有一个基础压降，这个压降会影响运算放大器的放大倍数，需要处理掉。第二，节点端一般是有全桥或者半桥，用以实现总线通信时节点工作电压的保持。当某个节点反馈数据时，采样电阻电压增加，总线上电压减小，此时由于节点的电压（VCC）高，总线的电压（A）低，节点会用自身的电容储能供电。就造成了节点的电流减少，节点的电流加上反馈的电流，共同传输到控制器端采样电阻进行采样。此过程是一个动态变化的过程，造成的结果是，反馈电流的变化量和节点功耗电流的变化量互相抵消，控制器采样电阻上的电流变化小且不平滑，对数据解码造成很大困难，随着节点数量增加，甚至无法解码。

和上述第二种方法类似，还存在一种检测电阻（R41）位于总线回路低电位测（B）的方案三，同样存在上述两个问题无法解决，如图4所示。

相应地，本领域需要一种新的二总线通信方法，解决上述问题。

发明内容

为了克服上述缺陷，提出了本发明，本发明在下行电压信号，上行电流信号的基础上，做了修改优化，解决了上述两个问题，从根本上解决了二总线长距离、多节点负载通信差的问题，并且同样适合短距离的情况和少负载的情况下的通信。

在第一方面，提供一种二总线通信方法种所述通信方法包括，所述方法包括：

在发送完下行数据后，控制节点使总线降低基础功耗；总线电压稳定后，总线控制器对保持电容进行充电采样。采样完成后，开启接收窗口，在接收窗口期内总线信号和保持信号做减法运算，最后再经过放大，输出用于数字解码。

在上述二总线通信方法的一个技术方案中，“控制节点使总线降低基础功耗”的方法包括：

节点和总线间具有二极管，电流从总线流向节点，节点具有储能电容。在发送完下行数据后降低总线电压，接收窗口期结束后，恢复总线电压。

在上述二总线通信方法的一个技术方案中，“对保持电容进行充电采样”的具体步骤包括：

待总线电压稳定后，控制开关，将总线电流信号和保持电容导通，对保持电容充电。待保持电容充满电，断开总线电流信号和保持电容导通。保持电容在接收窗口期内，保持当前总线电流信号。

在上述二总线通信方法的一个技术方案中，“开启接收窗口”的具体步骤包括：