[發(fā)明專利]兩線傳感器通信裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911342772.2
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111147264B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝芳
• 申請（專利權(quán)）人: 上海申矽凌微電子科技有限公司
• 主分類號: H04L12/02
• 分類號: H04L12/02
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發(fā)明提供了一種兩線傳感器通信裝置及方法，包括：MCU微控制器、串聯(lián)電阻、多根導(dǎo)線以及一個或多個傳感器；傳感器的一端與串聯(lián)電阻的一端串聯(lián)形成公共端；電阻和傳感器串聯(lián)形成的公共端通過導(dǎo)線與MCU微控制器相連；串聯(lián)電阻的另一端通過導(dǎo)線與微控制器的一端相連；傳感器的另一端通過另一根導(dǎo)線與微控制器的另一端相連。本發(fā)明電路簡單有效，成本低，抗干擾性強，可以實現(xiàn)較遠距離傳輸傳感器的信號，MCU微控制器占用資源少。通過設(shè)計傳感器的接口通信協(xié)議，可以實現(xiàn)單傳感器模式或者多傳感器模式。同時這種傳輸通信方式并不局限于某種類型的傳感器，只要在對應(yīng)的傳感器器中加入對應(yīng)的協(xié)議電路就可以實現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種兩線傳感器通信裝置及方法。

背景技術(shù)

在當今的很多的電路應(yīng)用中，需要將傳感器的測量的物理信息通信傳輸?shù)街骺仄鬟M行分析處理。結(jié)構(gòu)簡單有效，抗干擾能力強，可實現(xiàn)較長距離，并且成本低的通信方案具有優(yōu)勢。本發(fā)明通過對MCU進行編程實現(xiàn)發(fā)送控制信號到正通信線和負通信線，同時接收來自于由傳感器調(diào)制自身阻抗而發(fā)送到正通信線和負通信線的信號脈沖，獲得傳感器的信息從而實現(xiàn)交互通信。對于無源傳感器，可以由正通信線和負通信線提供能量給傳感器，而對于有源傳感器，無需通過正通信線和負通信線提供能量。

一般的，傳感器有2個端子，分別為P端和N端，P端電位大于N端電位。傳感器和被動電阻串聯(lián)實現(xiàn)分壓。在傳感器發(fā)送信號給MCU控制器階段，傳感器通過脈沖式改變自身的阻抗，由于是和被動電阻串聯(lián)分壓，所以分壓點電位會隨傳感器自身脈沖阻抗變化而實現(xiàn)脈沖電位，MCU控制器可以讀取這個脈沖電位信號而實現(xiàn)由傳感器到MCU控制器的通信。同理，MCU控制器也可以通過信號線發(fā)送信號到傳感器實現(xiàn)MCU控制器對傳感器的通信。另外與被動電阻串聯(lián)的傳感器端子可以是P端，也可以是N端。

更進一步，多個傳感器可以并聯(lián)一起進行物理量的測量，分時通信，不同的傳感器分時發(fā)送信號到MCU微控制器。使得多個不同的傳感器甚至是不同類型的傳感器共用2 根通信線，分別為正通信線和負通信線進行測量并通信。多個傳感器并聯(lián)時和被動電阻串聯(lián)的可以是傳感器的P端，也可以是傳感器的N端。信號可以是P端和N端的壓差脈沖的累積個數(shù)表示，可以是壓差脈沖的寬度表示，也可以是調(diào)制信號表示，也可以是占空比表示等。同時也可以是模擬信號表示。

專利文獻CN109855746提到一種溫度值傳輸裝置及其方法，該裝置包括：溫度傳感器、控制器以及連接所述溫度傳感器和控制器的數(shù)據(jù)線，地線。溫度傳感器，控制器，數(shù)據(jù)線和地線共同構(gòu)成一個回路，其中，所述溫度傳感器用于獲取溫度值，數(shù)據(jù)線用于傳輸脈沖信號至控制器，脈沖信號數(shù)量用于表征溫度值。該裝置要求一端的接固定的地電位，并且只能用于通過脈沖數(shù)量傳輸溫度。本發(fā)明進一步的，本發(fā)明可以實現(xiàn)多個傳感器并聯(lián)一起同時的進行的物理量的測量，利于進行空間場的物理量的傳感測量。 CN109855746提到的僅適用于溫度值的測量，本發(fā)明可以同時多種物理量的傳感測量，包括濕度的測量，溫度的測量，溫濕度的測量，壓力的測量，流量的測量，氣體濃度的測量，光感的測量等。另外本發(fā)明通過新的主動變化阻抗的方式與技術(shù)，可以將被動電阻與傳感器的P端或者N端串聯(lián)，拓展了傳感器的應(yīng)用方式。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種兩線傳感器通信裝置及方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種兩線傳感器通信裝置及方法，包括：

MCU微控制器、串聯(lián)電阻、多根導(dǎo)線以及一個或多個傳感器；

傳感器的一端與串聯(lián)電阻的一端串聯(lián)形成公共端；

電阻和傳感器串聯(lián)形成的公共端通過導(dǎo)線與MCU微控制器相連；

串聯(lián)電阻的另一端通過導(dǎo)線與微控制器的一端相連；

傳感器的另一端通過另一根導(dǎo)線與微控制器的另一端相連。

優(yōu)選地，所述多根導(dǎo)線分別為正通信線，負通信線和電阻回路線；