專利名稱：現(xiàn)場總線傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種總線傳輸方法，更具體的說，本發(fā)明主要涉及一種現(xiàn)場總線的傳輸控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的現(xiàn)場總線中，數(shù)據(jù)的傳輸分為平衡信號傳輸和非平衡信號傳輸。在以平衡信號傳輸數(shù)據(jù)的總線中具有代表性的有CAN總線，RS422總線等。在以非平衡信號傳輸數(shù)據(jù)的總線中具有代表性的總線有METER - BUS，現(xiàn)在較流行的火災(zāi)報(bào)警器使用的總線等。在上述總線中，以平衡信號傳輸數(shù)據(jù)的總線雖解決了高速遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)的問題，這類總線中的有些總線也具有多主機(jī)仲裁的功能(如CAN總線)。但其不能夠向連接在總線上面的設(shè)備提供電源。并且 在實(shí)際工程中，總線的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔仨氁允掷值姆绞竭M(jìn)行連接，并且必須在終端連接匹配電阻，才能實(shí)現(xiàn)可靠通信，這為工程施工帶來了極大的不便；而現(xiàn)有的以非平衡信號傳輸數(shù)據(jù)的總線，雖其解決了向節(jié)點(diǎn)設(shè)備供電和總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇呻S意連接的問題，但卻不能實(shí)現(xiàn)總線多主機(jī)仲裁，并且現(xiàn)有的以非平衡信號傳輸數(shù)據(jù)的總線中，雖能向節(jié)點(diǎn)設(shè)備供電，但其供電電流很小(如，METER-BUS僅能通過其總線向設(shè)備提供最多200mA的電流)。從而限制了連接在總線中的設(shè)數(shù)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種現(xiàn)場總線傳輸方法，由以下步驟組成:
a、充電過程:總線控制器向各個主機(jī)充電；
b、幀同步過程:總線控制器向各個主機(jī)發(fā)送幀同步脈沖，主機(jī)接收并判斷幀同步脈
沖；
C、仲裁過程:總線控制器向各個主機(jī)發(fā)送仲裁域，并接收從各個主機(jī)返回的仲裁域數(shù)據(jù)；有總線使用需求的主機(jī)將自身的總線優(yōu)先級逐位發(fā)送到仲裁域，并接收仲裁域數(shù)據(jù)判斷是否獲得總線使用權(quán)；無總線使用需求的主機(jī)接收仲裁域數(shù)據(jù)；總線控制器和各個主機(jī)根據(jù)仲裁域數(shù)據(jù)判斷都無總線使用需求則跳轉(zhuǎn)到充電過程；
d、數(shù)據(jù)量域傳輸過程:總線控制器向總線發(fā)送數(shù)據(jù)量域；獲得總線使用權(quán)的主機(jī)將自身需要發(fā)送數(shù)據(jù)包的長度作為仲裁域數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上；沒有獲得總線使用權(quán)的主機(jī)和總線控制器接收數(shù)據(jù)量域數(shù)據(jù)；
e、數(shù)據(jù)域傳輸過程:總線控制器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)量域，向總線發(fā)送相應(yīng)長度的數(shù)據(jù)域；獲得總線使用權(quán)的主機(jī)將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上，沒有獲得總線使用權(quán)的主機(jī)和總線控制器接收數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)；
更進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述仲裁域、數(shù)據(jù)量域和數(shù)據(jù)域都包括相應(yīng)個數(shù)的同步數(shù)據(jù)位；所述同步數(shù)據(jù)位包括一個同步脈沖和一個載荷脈沖；
更進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述有總線使用需求的主機(jī)在接受到仲裁域的同步數(shù)據(jù)位后，根據(jù)自身仲裁域數(shù)據(jù)相應(yīng)位的狀態(tài)，判斷是否需要拉低同步數(shù)據(jù)位的載荷脈沖電壓；同時檢測該載荷脈沖電壓狀態(tài)，僅當(dāng)所述有總線使用需求的主機(jī)沒有拉低同步數(shù)據(jù)位中的載荷脈沖電壓，又檢測到該載荷脈沖電壓被拉低的情況下，則該主機(jī)立即丟失總線使用權(quán)，轉(zhuǎn)而接收仲裁域數(shù)據(jù)；其它情況下有總線使用需求的主機(jī)均不丟失總線使用權(quán)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:本發(fā)明通過單根信號線同時為連接在總線中的設(shè)備提供大電流供給和實(shí)現(xiàn)非平衡數(shù)據(jù)傳輸，同時通過總線仲裁實(shí)現(xiàn)多主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，總線以非平衡方式傳輸同步數(shù)據(jù)，使得實(shí)際工程中不需要連接終端匹電阻，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇呻S意連接。


圖1是本發(fā)明的步驟流程示意 圖2是本發(fā)明總線時序周期示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，如圖1所示，現(xiàn)場總線傳輸方法依次包括充電過程1，幀同步過程2，仲裁過程3，數(shù)據(jù)量域傳輸過程4和數(shù)據(jù)域傳輸過程5，當(dāng)在數(shù)據(jù)域傳輸過程5結(jié)束完后完成一個周期循環(huán)，自動跳轉(zhuǎn)到充電過程I開始新的過程；在仲裁過程3中，如果所有的總線控制器和主機(jī)都無總線傳輸需求，則再跳轉(zhuǎn)到充電過程I開始新的循環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的更加優(yōu)選的實(shí)施例，如圖2所示，總線傳輸方法由無窮多個總線周期組成，每個總線周期由充電過程I和通信過程組成。在充電過程1，總線控制器控制總線上的電壓維持在電壓V2—段特定的時間，在這段時間，總線時序控制器可為總線上的各個主機(jī)提供電源供給，總線上的各個主機(jī)在充電過程I為自身充電，以備后面的通信過程使用。通信過程由幀同步 域過程2，仲裁過程3，數(shù)據(jù)量域傳輸過程4和數(shù)據(jù)域傳輸過程5組成。在幀同步域過程2，總線控制器控制總線的電壓為電壓Vl —段特定的時間，各主機(jī)根據(jù)總線電壓狀態(tài)和該狀態(tài)維持的時間，判斷是否是幀同步域，僅當(dāng)判斷是幀同步域時，才為通信過程的下階段作準(zhǔn)備。在仲裁過程3，總線控制器向總線發(fā)送相應(yīng)個數(shù)的同步數(shù)據(jù)位。同步數(shù)據(jù)位由一個同步脈沖和一個載荷脈沖組成，總線控制器是這樣向總線發(fā)送同步脈沖的:總線控制器維持總線電壓在電壓V2 —段特定的時間，這段時間與充電過程中總線控制器維持總線電壓在V2的時間具有明顯區(qū)別?？偩€控制器是這樣向總線發(fā)送同步脈沖的:將電壓為Vl的電壓源通過一定的電阻連接到總線上一段特定的時間，這段時間與幀同步脈沖維持的時間具有明顯區(qū)別。在仲裁域過程中，有數(shù)據(jù)需要發(fā)送的主機(jī)在開始均具有總線使用權(quán)，并將自身在總線上的唯一優(yōu)先級作為仲裁域數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上，主機(jī)向總線發(fā)送仲裁域數(shù)據(jù)的方法是這樣的:主機(jī)在接收到仲裁域的同步數(shù)據(jù)位后，如果自身仲裁域數(shù)據(jù)的相應(yīng)位為1，則保持同步數(shù)據(jù)位的載荷脈沖電壓為VI，否則就將其下拉至電壓V0。也可以這樣發(fā)送:主機(jī)在接收到仲裁域的同步數(shù)據(jù)位后，如果自身仲裁域數(shù)據(jù)的相應(yīng)位為0，則保持同步數(shù)據(jù)位的載荷脈沖電壓為VI，否則就將其下拉至電壓VO ；在發(fā)送仲裁域數(shù)據(jù)的過程中，各主機(jī)還逐位檢測相應(yīng)同步數(shù)據(jù)位的狀態(tài)，沒有將拉低同步數(shù)據(jù)位中的載荷脈沖電壓至V0，又檢測到該載荷脈沖電壓被拉低至VO的主機(jī)則立即停止發(fā)送仲裁域數(shù)據(jù)，并丟失總線使用權(quán)。各個主機(jī)和總線控制器均接收仲裁域數(shù)據(jù)，接收方法是這樣的:根據(jù)仲裁域的同步數(shù)據(jù)位的裁荷脈沖是否有被拉低至V0，然后根據(jù)主機(jī)發(fā)送仲裁域的方法換算得到仲裁域數(shù)據(jù)。如果檢測到仲裁域中各個同步數(shù)據(jù)位的載荷脈沖均沒有被拉低至電壓V0，則各個主機(jī)和總線控制器的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到充電過程I。在數(shù)據(jù)量域傳輸過程4，總線控制器向總線發(fā)送數(shù)據(jù)量域，數(shù)據(jù)量域由特定個數(shù)的同步數(shù)據(jù)位組成，總線控制器向總線發(fā)送數(shù)據(jù)量域的方法與發(fā)送仲裁域的方法相同。獲得總線使用權(quán)的主機(jī)將自身需要發(fā)送數(shù)據(jù)包的長度作為仲裁域數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上，發(fā)送的方法是這樣的:主機(jī)在接收到數(shù)據(jù)量域的同步數(shù)據(jù)位后，如果自身數(shù)據(jù)量域數(shù)據(jù)的相應(yīng)位為1，則保持同步數(shù)據(jù)位的載荷脈沖電壓為VI，否則就將其下拉至電壓V0。也可以這樣發(fā)送:主機(jī)在接收到數(shù)據(jù)量域的同步數(shù)據(jù)位后，如果自身數(shù)據(jù)量域數(shù)據(jù)的相應(yīng)位為0，則保持同步數(shù)據(jù)位的載荷脈沖電壓為VI，否則就將其下拉至電壓VO ;沒有獲得總線使用權(quán)的主機(jī)和總線控制器通過檢測數(shù)據(jù)量域的同步數(shù)據(jù)位中的載荷脈沖，按照主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)量域的方法換算得到數(shù)據(jù)量域數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)域傳輸過程5，總線控制器向總線發(fā)送數(shù)據(jù)域，數(shù)據(jù)域由若干個同步數(shù)據(jù)位組成，數(shù)據(jù)域中同步數(shù)據(jù)位的個數(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)量域的數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，總線控制器向總線發(fā)送數(shù)據(jù)域的方法與發(fā)送仲裁域的方法相同。獲得總線使用權(quán)的主機(jī)將自身需要發(fā)送的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上，發(fā)送的方法是這樣的:主機(jī)在接收到數(shù)據(jù)域的同步數(shù)據(jù)位后，如果自身數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)的相應(yīng)位為1，則保持同步數(shù)據(jù)位的載荷脈沖電壓為VI，否則就將其下拉至電壓V0。也可以這樣發(fā)送:主機(jī)在接收到數(shù)據(jù)域的同步數(shù)據(jù)位后，如果自身數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)的相應(yīng)位為0，則保持同步數(shù)據(jù)位的載荷脈沖電壓為VI，否則就將其下拉至電壓V0;沒有獲得總線使用權(quán)的主機(jī)和總線控制器通過檢測數(shù)據(jù)域的同步數(shù)據(jù)位中的載荷脈沖，按照主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)域的方法換算得到數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)；各主機(jī)和總線控制器完成數(shù)據(jù)域的收發(fā)后，跳轉(zhuǎn)到充電過程I。在本說明書中所談到的“一個實(shí)施例”、“更具體的實(shí)施例”等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征 、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請概括性描述的至少一個實(shí)施例中。在說明書中多個地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個實(shí)施例。進(jìn)一步來說，結(jié)合任一實(shí)施例描述一個具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管這里參照本發(fā)明的多個解釋性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種現(xiàn)場總線傳輸方法，其特征在于由以下步驟循環(huán)組成: a、充電過程:總線控制器向各個主機(jī)充電； b、幀同步過程:總線控制器向各個主機(jī)發(fā)送幀同步脈沖，主機(jī)接收并判斷幀同步脈沖； C、仲裁過程:總線控制器向各個主機(jī)發(fā)送仲裁域，并接收從各個主機(jī)返回的仲裁域數(shù)據(jù)；有總線使用需求的主機(jī)將自身的總線優(yōu)先級逐位發(fā)送到仲裁域，并接收仲裁域數(shù)據(jù)判斷是否獲得總線使用權(quán)；無總線使用需求的主機(jī)接收仲裁域數(shù)據(jù)；總線控制器和各個主機(jī)根據(jù)仲裁域數(shù)據(jù)判斷都無總線使用需求則跳轉(zhuǎn)到充電過程； d、數(shù)據(jù)量域傳輸過程:總線控制器向總線發(fā)送數(shù)據(jù)量域；獲得總線使用權(quán)的主機(jī)將自身需要發(fā)送數(shù)據(jù)包的長度作為仲裁域數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上；沒有獲得總線使用權(quán)的主機(jī)和總線控制器接收數(shù)據(jù)量域數(shù)據(jù)； e、數(shù)據(jù)域傳輸過程:總線控制器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)量域，向總線發(fā)送相應(yīng)長度的數(shù)據(jù)域；獲得總線使用權(quán)的主機(jī)將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上，沒有獲得總線使用權(quán)的主機(jī)和總線控制器接收數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場總線傳輸方法，其特征在于:所述仲裁域、數(shù)據(jù)量域和數(shù)據(jù)域都包括相應(yīng)個數(shù)的同步數(shù)據(jù)位；所述同步數(shù)據(jù)位包括一個同步脈沖和一個載荷脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場總線控制方法，其特征在于:所述有總線使用需求的主機(jī)在接受到仲裁域的同步數(shù)據(jù)位后，根據(jù)自身仲裁域數(shù)據(jù)相應(yīng)位的狀態(tài)，判斷是否需要拉低同步數(shù)據(jù)位的載荷脈沖電壓；同時檢測該載荷脈沖電壓狀態(tài)，僅當(dāng)所述有總線使用需求的主機(jī)在沒有拉低同步數(shù)據(jù)位中 的載荷脈沖電壓，又檢測到該載荷脈沖電壓被拉低的情況下，則該主機(jī)立即丟失總線使用權(quán)，轉(zhuǎn)而接收仲裁域數(shù)據(jù)；其它情況下有總線使用需求的主機(jī)均不丟失總線使用權(quán)。
全文摘要
本發(fā)明公開了本發(fā)明提供一種現(xiàn)場總線傳輸方法，由以下步驟組成充電過程、幀同步過程、仲裁過程、數(shù)據(jù)量域傳輸過程和數(shù)據(jù)域傳輸過程，本發(fā)明通過改進(jìn)總線時序傳輸控制方式，實(shí)現(xiàn)單根信號線同時為連接在總線中的設(shè)備提供大電流供給和數(shù)據(jù)傳輸，同時在單根信號線的基礎(chǔ)上通過總線仲裁實(shí)現(xiàn)多主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，由于總線以非平衡方式傳輸同步數(shù)據(jù)，使得實(shí)際工程中不需要連接終端匹電阻，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇呻S意連接。
文檔編號H04L12/40GK103236962SQ201310171208
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者鄭聲友 申請人:鄭聲友