[發明專利]智能終端整機供電用二線制數據/電源共線傳輸裝置及方法

在審

• 申請號: 201510078098.7
• 申請日: 2015-02-14
• 公開（公告）號: CN104682999A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 譚旗
• 申請（專利權）人: 柳州市新科電腦衡器制造有限責任公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 姜萬林

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體地，涉及智能終端整機供電用二線制數據/電源共線傳輸裝置及方法。

背景技術

隨著微電子技術的發展，大容量、多功能、低功耗、小體積的微機系統（簡稱智能終端）越來越普及，兩個微機系統間的數據傳輸和供電就特別重要，早期采用RS232串行通信系統，至少要3根線，而且只能傳數據，傳輸距離<15米，各終端電源要自己提供。后來采用RS422（4線制）或RS485（2線制），雖延長了傳輸距離，但也只能傳數據，不能供電源。現在的USB接口可近距離傳數據，也可供電源，但要4根線，且不能接錯線，否則會燒壞接口設備。

現實生活中2個智能終端間的距離會相隔較遠，遠端的終端機常需要主終端這邊供電，之間的傳輸線的環境千變萬化，短路、接錯時有發生，線路越多，干擾就越大，故障率就越高，因此發明一種簡單的2線制無極性（可任意連接）、可遠距離雙向傳輸數據并可向終端設備供電的裝置和方法就極為重要。

上世紀80年代美國德州儀器公司開發了M-BUS總線，該總線實現了2線數據/電源共線無極性傳輸，但電源僅供分機的通訊接口部分用，供電電流<1.5mA，無法向整個分機供電，總線電壓24～36V，無法滿足便攜終端的應用。

本世紀初美國優倍公司開發了C-BUS總線，該總線電壓降至15～24V，向分機的供電電流提高到20mA，但此時分機上要裝一個2200uF/35V的大儲能電容（其體積有1顆黑棗大小），無法滿足終端微型化和大電流的需求。

以上2款總線均用硬件實現了數據與電源的共線傳輸，只滿足向分機的通訊接口供電，分機的主體供電仍需另行解決，而且電路復雜，保護措施不完善，總線易受雷擊或強電損壞，很難嵌入微小系統中。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在結構復雜、易損壞和適用范圍小等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種智能終端整機供電用二線制數據/電源共線傳輸裝置和方法，簡稱T-BUS總線，以實現電路結構簡單、不易損壞、能向分機大功率供電和適用范圍大的目的。

本發明的第二目的在于，提出一種智能終端整機供電用二線制數據/電源共線傳輸方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：智能終端整機供電用二線制數據/電源共線傳輸裝置，包括分級設置的多個網絡單元，每個網絡單元包括一個主機和與該主機相匹配的n個分機，所述主機和n個分機之間分別通過2芯總線相連，實現主機向n個分機的整機供電及數據雙向傳輸的功能，n為自然數。

進一步地，以上所述的智能終端整機供電用二線制數據/電源共線傳輸裝置，還包括設置在每個分機入口處的極性調正模塊，通過增加該模塊，實現每個分機無極性地掛接在主機所在2芯總線上。

進一步地，以上所述的智能終端整機供電用二線制數據/電源共線傳輸裝置，還包括設置在每個網絡單元主機中的通訊模塊，通過該模塊，主機能夠與上一級微機相連，使本網絡成為上一級微機的分網。

進一步地，所述2芯總線，其數據可用電壓或電流方式傳輸。

同時，本發明采用的另一技術方案是：與以上所述的智能終端整機供電用二線制數據/電源共線傳輸裝置相匹配的智能終端整機供電用二線制數據/電源共線傳輸方法，包括：

（1）主機1與分機1…分機n之間采用2芯總線相連，各分機并接在總線上，主機直接向各分機整機供電，n為自然數。

（2）主機與各分機間的數據采用串行雙向單工方式進行傳輸，串行數據調制在電源線上，實現電源/數據共線傳輸。

進一步地，所述步驟（2），具體包括：

主機時刻監測總線狀況，當遇到包含總線短路、總線沖突等故障時立刻停止供電和數據發送，確保設備不易損壞。

主機控制總線的收、發狀態，系統采用單周期發送并供電與雙周期接收但不供電的方式交替工作，通過提高供電頻率，有效地減小分機中的儲能電容，提高分機的供電能力。

進一步地，所述步驟（2），具體還包括：

主機發送數據的同時也發送同步信號，同步各分機的收/發工作，使分機能夠利用芯片內廉價的RC振蕩器就能準確完成接收和發送的定時工作。

進一步地，所述步驟（2），具體還包括：分機采用隨機搶答的方式占用總線。一旦總線被占用，其它分機則等待下次搶答，實現分機完全一樣即無內部地址碼的區別，無擴展數量限制。