电力复合总线的缓存电路及方法与流程

1.本发明涉及通信的技术领域，具体地，涉及电力复合总线的缓存电路及方法。


背景技术：

2.现有的电力复合总线常采用供电电缆和通信电缆公用的方式。电力和通信共用一路电缆，会出现通讯波特率低(目前只有9600bps)、误码多等问题，严重占用主控制器的机时和通讯的可靠性。
3.在公开号为cn203423005u的专利文献中公开了一种带单总线传输功能的复合电力电缆，所述电缆包括电力电缆和至少一条单总线电缆，电力电缆和单总线电缆分别由绝缘护套包裹。所述复合电力电缆还进一步包括一个保护套，其同时将电力电缆和单总线电缆的绝缘护套包裹于一条电缆内。
4.针对上述中的技术问题，需要提出一种技术方案以改善上述技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电力复合总线的缓存电路及方法。
6.根据本发明提供的一种电力复合总线电路，包括控制器、发送器和接收器；所述控制器与发送器相连接，所述发送器与接收器相连接。
7.优选地，所述控制器包括数据发送控制器和通信缓存控制器；所述数据发送控制器与通信缓存控制器相连接，所述通信缓存控制器与发送器相连接。
8.优选地，所述通信发送器通过s总线和gnd接地线与通信接收器相连接。
9.本发明还提供一种电力复合总线的缓存方法，所述方法应用如上述中的电力复合总线电路，所述方法包括如下步骤：
10.步骤s1：在原有电路上增加通讯缓存控制器；
11.步骤s2：提高数据发送控制器的通讯波特率；
12.步骤s3：数据发送控制器把数据包发送给通讯缓存控制器；
13.步骤s4：通讯缓存控制器把数据发送给通讯发送器，通讯发送器把数据发送到电力复合总线；
14.步骤s5：通讯接收器把数据接收下来，发送给接收端的通讯缓存控制器；
15.步骤s6：通讯缓存控制器收到一个完整的数据包后，把数据发送给数据接收控制器，完成通讯。
16.优选地，所述步骤s3中的数据发送控制器以8mbit的波特率把数据包发送给通讯缓存控制器。
17.优选地，所述步骤s4中的通讯缓存控制器以原来9600bit的波特率把数据发送给通讯发送器。
18.优选地，所述步骤s5中的通讯接收器以原来9600bit的波特率把数据接收下来。
19.优选地，所述步骤s6中以8mbit的波特率把数据发送给数据接收控制器。
20.优选地，所述方法还包括双波特率方法，所述双波特率方法包括：在数据发送控制器和通讯缓存控制器之间用高波特率；在缓存控制器和通讯发送发生器之间用原有的波特率通讯。
21.优选地，所述双波特率方法还包括在数据接收控制器和通讯缓存控制器之间用高波特率；在缓存控制器和通讯接收控制器之间用原有的波特率通讯。
22.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
23.1、本发明由于和数据发送控制器、数据接收控制器连接时，使用的是比较高的通讯波特率，可以减少数据发送控制器、数据接收控制器的通讯机时，减少通讯时间，有利于提高发送控制器、数据接收控制器的运行速度；
24.2、本发明由于和数据发送控制器、数据接收控制器连接时，数据发送控制器、数据接收控制器占用的机时较少，可以连接更多的接点，可以执行更复杂的控制逻辑；
25.3、本发明由于在原有线路增加了个串联的环节，起到线路电压缓冲的作用。在设备故障的情况下，可以防止s总线上异常高压导致数据发送控制器、数据接收控制器被击穿烧毁；
26.4、本发明新加的通讯缓存控制器电路图简单，可以在绘制印刷电路板时，和数据发送控制器、数据接收控制器做在一起，占用很少的电路板面积，成本低。
附图说明
27.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
28.图1为现有系统的点对点式网络拓扑结构图；
29.图2为本发明的点对点式网络拓扑结构图；
30.图3为通讯系统的波特率分布如图；
31.图4为通讯缓存控制器电路图；
32.图5为增加通讯缓存后的原理框图；
33.图6为增加通讯缓存后的电路图；
34.图7为数据发送控制器发送过程流程图；
35.图8为数据接收控制器发送过程流程图。
具体实施方式
36.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
37.本发明提供一种电力复合总线电路，包括控制器、发送器和接收器；控制器与发送器相连接，发送器与接收器相连接。控制器包括数据发送控制器和通信缓存控制器；数据发送控制器与通信缓存控制器相连接，通信缓存控制器与发送器相连接。通信发送器通过s总线和gnd接地线与通信接收器相连接。
38.本发明的目的在于提供一种电力复合总线的缓存方法，由数据发送控制器把需要传输的数据，以快速的方式传送给通讯缓存控制器的缓存，再由通讯缓存控制器按照总线的波特率进行通信和校验，传送到对方通讯缓存控制器，等到一组数据全部接收完成后，对方通信缓存控制器再快速的和数据接收控制器通信。这样一来，在通信过程中数据发送控制器和数据接收控制器，在通信这一块占用的机时就很小。
39.本发明提供的一种电力复合总线的缓存方法，包括双波特率方法，双波特率方法包括：在数据发送控制器和通讯缓存控制器之间用高波特率；在缓存控制器和通讯发送发生器之间用原有的波特率通讯；在数据接收控制器和通讯缓存控制器之间用高波特率；在缓存控制器和通讯接收控制器之间用原有的波特率通讯。
40.参照图1和图2，本发明中的方法包括如下步骤：
41.步骤s1：在原有电路上增加通讯缓存控制器；步骤s2：提高数据发送控制器的通讯波特率，比如由原来的9600bit提高到8mbit；步骤s3：数据发送控制器以8mbit的波特率把数据包发送给通讯缓存控制器；步骤s4：通讯缓存控制器以原来9600bit的波特率把数据发送给通讯发送器，通讯发送器把数据发送到电力复合总线；步骤s5：通讯接收器以原来9600bit的波特率把数据接收下来，发送给接收端的通讯缓存控制器；步骤s6：通讯缓存控制器收到一个完整的数据包后，以8mbit的波特率把数据发送给数据接收控制器，完成通讯。
42.参照图3和图4，根据这个设计，实现的电路有很多方式，使用stc公司的8051单片机，电路比较简单，经济便宜成本低。
43.以发送端为例进行说明：数据发送控制器通过限流电阻r1、r2和通讯缓存控制器连接，用比较高的波特率(例如8mbit)进行通讯，把要发送数据，整包发送给的单片机u2。单片机通过限流电阻r3、r4和通讯发送控制器连接，用s总线可以接受的波特率(9600bit)进行通讯，把要发送数据，一个字节一个字节发送给原来的通讯发送器，实现数据的发送。接收端的刚才和发送端的过程是一样的，顺序是反过来的，就不再详细描述。
44.参照图5，在某项目中，原系统没有采取缓冲机制，当时一个一体化网关可以连接10个s总线的负载，总线上的数据占用率已经比较高，达到80％，再增加到11个s总线负载时，就经常出现总线占满，通讯异常状态。
45.,增加缓存通讯缓存控制器后，经过测试，一个一体化网关可以连接120个s总线的负载，都可以流畅通讯。
46.参照图6，系统组成与工作原理：系统由一体化网关(数据发送控制器)、通讯缓存控制器、通讯发送器组成，包括stm32f427单片机、stc8f2k16s2单片机、s总线发送模块。
47.在机械结构安装调试完毕后，进行电路及软件调试，按以下步骤进行：
48.步骤1：灌软件，向stm32f427单片机灌数据发送控制器软件；步骤2：灌软件，向stc8f2k16s2单片机灌通讯缓存控制器软件；步骤3：给s总线挂120个负载，测试数据发送和接收的流畅程度和准确性。
49.在原有的电路板进行加装时，需要专门做一个通讯缓存控制器接入，造成接口机械结构复杂。
50.把通讯缓存控制器集成到一体化网关上，或者发送控制器电路板上。根据电路图的复杂程度，选集成到发送控制器电路板容易实现。对发送控制器电路进行重新绘制印刷
电路板，并保持原来的机械、电器接口，对原来的发送控制器电路板进行直接替换。
51.本发明由于和数据发送控制器、数据接收控制器连接时，使用的是比较高的通讯波特率，可以减少数据发送控制器、数据接收控制器的通讯机时，减少通讯时间，有利于提高发送控制器、数据接收控制器的运行速度；由于和数据发送控制器、数据接收控制器连接时，数据发送控制器、数据接收控制器占用的机时较少，可以连接更多的接点，可以执行更复杂的控制逻辑；由于在原有线路增加了个串联的环节，起到线路电压缓冲的作用。在设备故障的情况下，可以防止s总线上异常高压导致数据发送控制器、数据接收控制器被击穿烧毁；新加的通讯缓存控制器电路图简单，可以在绘制印刷电路板时，和数据发送控制器、数据接收控制器做在一起，占用很少的电路板面积，成本低。
52.本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
53.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。