通讯电路、电子设备及通讯方法与流程

1.本技术涉及家电设备领域，尤其涉及一种通讯电路、电子设备及通讯方法。


背景技术：

2.相关技术中，空调器的室内机和室外机之间的通讯方式一般都是采用一对一的电流环进行实时通讯，具体地，室内机和室外机之间使用主从机方式并基于固定的通讯间隔和频率进行通讯。
3.随着人们对舒适性的追求，往往会在室内外增加不同的功能设备来实现不同功能。例如，会为空调新增某些功能可作为选配功能，供不同需求的用户进行选用。但选配功能可以独立于基础机型之外，但新增选配功能时对基础机型改动较大，导致成本很高；若将选配功能作为独立功能模块，可以大大降低标准机型的成本，如何在原有电流环通讯基础上实现主机与选配功能模块的正常通讯，成为目前亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例提供了一种通讯电路、电子设备及通讯方法，旨在满足主机与从机通讯需求的基础上，实现主机与扩展功能设备之间的可靠通讯。
5.本技术实施例的技术方案是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供了一种通讯电路，包括：
7.位于主机侧的用于电流环通讯的第一隔离光耦器件；
8.位于从机侧的用于电流环通讯的第二隔离光耦器件；
9.位于扩展功能设备侧的用于电流环通讯的第三隔离光耦器件；
10.其中，所述第一隔离光耦器件、所述第二隔离光耦器件及所述第三隔离光耦器件经通讯线路串接形成所述电流环。
11.在一些实施方案中，所述第一隔离光耦器件、所述第二隔离光耦器件及所述第三隔离光耦器件均包括：发送光耦和接收光耦，所述通讯线路包括：零线及信号线；
12.所述第一隔离光耦器件的发送光耦的输出端与所述第二隔离光耦器件的接收光耦的输入端之间经零线连接；
13.所述第二隔离光耦器件的发送光耦的输出端、至少一个所述第三隔离光耦器件及所述第一隔离光耦器件的接收光耦的输入端之间经信号线连接。
14.在一些实施方案中，若所述第三隔离光耦器件为一个，所述第二隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接所述第三隔离光耦器件的接收光耦的输入端，所述第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接所述第一隔离光耦器件的接收光耦的输入端。
15.在一些实施方案中，若所述第三隔离光耦器件为多个，所述第二隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接首端的第三隔离光耦器件的接收光耦的输入端，首端的第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接下一个第三隔离光耦器件的接收光耦
的输入端，直至尾端的第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接所述第一隔离光耦器件的接收光耦的输入端。
16.在一些实施方案中，所述通讯电路还包括：
17.电子开关，设置于所述第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端与接收光耦的输入端之间；
18.检测比较电路，用于检测所述第三隔离光耦器件的供电电源的供电状态；
19.其中，所述电子开关基于所述供电状态动作，使得所述第三隔离光耦器件在所述供电状态正常时接入所述电流环，并在所述供电状态异常时，短接所述第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端与接收光耦的输入端。
20.在一些实施方案中，所述零线与所述第三隔离光耦器件的接收光耦的输入端之间设置有跳线结构，当所述第三隔离光耦器件所在的扩展功能设备需要独立使用时，短接所述跳线结构。
21.在一些实施方案中，所述第一隔离光耦器件的发送光耦的输入端及所述第一隔离光耦器件的接收光耦的输出端连接所述主机的控制模块；
22.所述第二隔离光耦器件的发送光耦的输入端及所述第二隔离光耦器件的接收光耦的输出端连接所述从机的控制模块；
23.所述第三隔离光耦器件的发送光耦的输入端及所述第三隔离光耦器件的接收光耦的输出端连接所述扩展功能设备的控制模块。
24.第二方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括：主机、从机、至少一个扩展功能设备及本技术实施例第一方面所述的通讯电路。
25.在一些实施方案中，所述电子设备为空调器，所述主机为空调器的室内机，所述从机为空调器的室外机。
26.第三方面，本技术实施例提供了一种本技术实施例第二方面所述的电子设备的通讯方法，包括：
27.主机经电流环发送指令给从机和/或扩展功能设备；
28.所述从机及所述扩展功能设备确定所述指令携带的识别码是否与自身的标识匹配，若匹配则响应所述指令，并向所述主机发送响应信息；若不匹配则不做处理；
29.所述主机接收所述响应信息，并基于所述响应信息携带的识别码确定所述响应信息对应的设备。
30.在一些实施方案中，所述方法还包括：
31.所述主机确定在设定时长内未接收到所述响应信息，则输出通讯故障的提示信息。
32.本技术实施例提供的技术方案，由于主机侧的第一隔离光耦器件、从机侧的第二隔离光耦器件及扩展功能设备侧的第三隔离光耦器件串接形成电流环，使得主机可以经该电流环发送指令给从机和/或扩展功能设备，并接收从机和/或扩展功能设备返回的响应信息，如此，可以在基于电流环实现原有的主机与从机正常通讯的基础上，基于该电流环实现主机与不同的扩展功能设备之间的通讯，利于对电子设备进行功能扩展，且通讯成本低。
附图说明
33.图1为相关技术中空调器的室内机与室外机基于电流环通讯的结构示意图；
34.图2为本技术实施例通讯电路的结构示意图之一；
35.图3为本技术实施例通讯电路的结构示意图之二；
36.图4为本技术实施例通讯电路的结构示意图之三。
具体实施方式
37.下面结合附图及实施例对本技术再作进一步详细的描述。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
39.相关技术中，对于具有主从结构的电子设备，往往需要在主机与从机之间建立通讯。以空调器为例，空调器包括室内机和室外机，室内机可以包括蒸发器和风扇，室外机可以包括压缩机和冷凝器，室外机与室外机之间经冷媒管道连接。以制冷过程为例，压缩机将气态制冷剂(例如氟利昂)压缩为高温高压的液态制冷剂，然后送到冷凝器散热，从而形成中温中压的液态制冷剂；冷凝器形成的液态制冷剂通过冷媒管道进入室内机的蒸发器中，由于空间突然增大，压力减小，液态制冷剂气化，而从液态转化为气态的过程中会吸收大量的热量，此时蒸发器就会变冷，当室内机的风扇将室内空气从蒸发器中吹过时，室内机的风扇吹出来的就是冷风。
40.由于工作过程中，室外机与室内机还需要进行通讯，例如，室内机向室外机发出控制指令，控制室外机的运行方式(例如启动压缩机等)，室外机向室内机发送自身运行状态、环境参数及故障代码等。室内机与室外机之间可以经通讯线路建立通讯。本技术实施例中，室内机与室外机之间可以经通讯线路建立电流环(current loop)进行通讯。
41.这里，电流环是指利用光耦的隔离特性，将强电通讯信号通过光耦中的二极管和三极管进行强弱电的转换，形成电流环回路，达到隔离强电并实现闭环控制效果。即室内机的输出对应室外机的输入，室外机的输出对应室内机的输入，两两相连构成环形通讯电路。电流环的核心元件为光耦，使用光耦的主要目的是使用弱电部分控制强电部分通讯，达到强弱电隔离的效果，使弱电部分工作不受强电部分干扰，进而达到保护弱电不受强电影响的效果。
42.示例性地，图1示出了空调器的室内机与室外机之间基于电流环进行通讯的结构，其中，室内机的隔离光耦器件与室外机的隔离光耦器件之间经信号线s和零线n形成共零线n的电流环。然而，现有的电流环只能实现室内机与室外机之间的一对一通讯，对于室内外增加的扩展功能设备，则需要额外增加通讯装置，且需要对基础机型进行改动，导致通讯成本增大。
43.基于此，本技术各种实施例中，提供了一种通讯电路，包括：
44.位于主机侧的用于电流环通讯的第一隔离光耦器件；
45.位于从机侧的用于电流环通讯的第二隔离光耦器件；
46.位于扩展功能设备侧的用于电流环通讯的第三隔离光耦器件；
47.其中，第一隔离光耦器件、第二隔离光耦器件及第三隔离光耦器件经通讯线路串
接形成电流环。
48.可以理解的是，由于主机侧的第一隔离光耦器件、从机侧的第二隔离光耦器件及扩展功能设备侧的第三隔离光耦器件串接形成电流环，使得主机可以经该电流环发送指令给从机和/或扩展功能设备，并接收从机和/或扩展功能设备返回的响应信息，如此，可以在基于电流环实现原有的主机与从机正常通讯的基础上，基于该电流环实现主机与不同的扩展功能设备之间的通讯，利于对电子设备进行功能扩展，且通讯成本低。
49.示例性地，第一隔离光耦器件、第二隔离光耦器件及第三隔离光耦器件均包括：发送光耦和接收光耦，通讯线路包括：零线及信号线；第一隔离光耦器件的发送光耦的输出端与第二隔离光耦器件的接收光耦的输入端之间经零线连接；第二隔离光耦器件的发送光耦的输出端、至少一个第三隔离光耦器件及第一隔离光耦器件的接收光耦的输入端之间经信号线连接。
50.可以理解的是，各隔离光耦器件的发送光耦可以将控制模块生成的信号经光电隔离后耦合至电流环，各隔离光耦器件的接收光耦可以将电流环中传递的信号解耦后传递至控制模块。
51.这里，发送光耦的输入端(例如，发光二极管的正极)连接控制模块的txd(发送数据)端口，从而可以将弱电数字系统电路侧的信号经电-光-电转换，并经发送光耦的输出端(例如，光电三极管的发射极)耦合至电流环中；接收光耦的输入端(例如，发光二极管的正极)连接电流环，从而可以将电流环上传递的信号经电-光-电转换，并经接收光耦的输出端(例如，光电三极管的发射极)传递至控制模块的rxd(接收数据)端口。其中，发送光耦的光电三极管的集电极可以与接收光耦的光电二极管的负极连接。
52.可以理解的是，电流环以电流为载体传递信号，可以增大信号的噪声容限和提高信号的抗衰减能力，将信号加载在电流环上，能够实现信号的长距离准确传输。
53.若第三隔离光耦器件为一个，第二隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接第三隔离光耦器件的接收光耦的输入端，第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接第一隔离光耦器件的接收光耦的输入端。
54.示例性地，第一隔离光耦器件的发送光耦的输入端及第一隔离光耦器件的接收光耦的输出端连接主机的控制模块；第二隔离光耦器件的发送光耦的输入端及第二隔离光耦器件的接收光耦的输出端连接从机的控制模块；第三隔离光耦器件的发送光耦的输入端及第三隔离光耦器件的接收光耦的输出端连接扩展功能设备的控制模块。
55.如图2所示，以空调器为例，室内机作为主机，室外机作为从机1，新增的扩展功能设备作为从机2，主机、从机1和从机2均设置控制模块，主机还包括：第一隔离光耦器件及电源模块，从机1还包括第二隔离光耦器件，从机2还包括第三光耦隔离器件。其中，主机的电源模块连接供电的火线和零线，主机的火线还连接从机1和从机2的火线，主机的零线还连接从机1和从机2的零线，从而实现主机、从机1及从机2的供电。
56.主机的控制模块的txd端口(即图2所示的室内发送端口)连接第一隔离光耦器件的发送光耦的输入端，该第一隔离光耦器件的发送光耦的输出端经零线n连接从机1的第二隔离光耦器件的接收光耦的输入端，第二隔离光耦器件的接收光耦的输出端连接从机1的控制模块的rxd端口(即图2所示的室外接收端口)，从机1的控制模块的txd端口(即图2所示的室外发送端口)连接第二隔离光耦器件的发送光耦的输入端，第二隔离光耦器件的发送
光耦的输出端经信号线s连接从机2的第三隔离光耦器件的接收光耦的输入端，第三隔离光耦器件的接收光耦的输出端连接从机2的控制模块的rxd端口(即图2所示的功能接收端口)，从机2的控制模块的txd端口(即图2所示的功能发送端口)连接第三隔离光耦器件的发送光耦的输入端，第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线s连接第一隔离光耦器件的接收光耦的输入端，第一隔离光耦器件的发送光耦的输出端连接主机的控制模块的rxd端口(即图2所示的室内接收端口)，如此，在上述的第一隔离光耦器件、第二隔离光耦器件及第三隔离光耦器件之间形成串接的电流环，从而可以基于该电流环实现主机与从机1和/或从机2之间的通讯。
57.示例性地，如图3所示，主机的电源模块连接供电的火线l和零线n，主机的火线l还连接从机1和从机2的滤波整流模块的正极，主机的零线n还连接从机1和从机2的滤波整流模块的负极，从机1及从机2经各自的滤波整流模块供电。
58.在一些实施例中，若第三隔离光耦器件为多个，第二隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接首端的第三隔离光耦器件的接收光耦的输入端，首端的第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接下一个第三隔离光耦器件的接收光耦的输入端，直至尾端的第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接第一隔离光耦器件的接收光耦的输入端。
59.以空调器为例，为了丰富空调器的扩展功能，当开启空调器时，若想获知室外的温度及湿度等天气状况如何，特别是想获知室外机附近的温度如何，以确定是否对室外机采用相应保护措施等，此时，需要增加相应的传感设备，以检测室外环境的温度及湿度情况等信息，方便用户基于传感器的检测结果确定室外空气情况，特别是即使室内与外界被隔离的情况下，方便用户基于采集结果确定是否外出等。还可以基于室外机附近的温度，确定是否对室外机进行间歇性地对其进行开启等。或者，当用户使用空调器时，有获知室外图像的需求，如需要对室外的安全状况等进行监控等，通过在室外设置摄像头等来获知室外图像，而室外摄像头设置方式可以与空调室外机一起设置，并通过空调器的控制线路等实现对采集图像的传输等。因此，扩展功能设备的数量可以为两个或者更多，本技术实施例中，可以在各扩展功能设备中均设置第三隔离光耦器件，并将相应的第三隔离光耦器件加入电流环，从而实现基于电流环的通讯，可以便于功能扩展，并有效降低通讯成本。
60.示例性地，如图4所示，对于存在多个扩展功能设备的情形，可以在图3所示的基础上，将从机2的第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接至下一从机的第三隔离光耦器件的接收光耦的输入端，并依此连接，直至尾端的第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端经信号线连接主机的第一隔离光耦器件的接收光耦的输入端，形成闭合的电流环。如此，可以基于该电流环实现室内机与室外机及两个以上的扩展功能设备之间的通讯。
61.考虑到上述电流环中存在至少一个扩展功能设备，且该电流环为串联结构，若任意一个扩展功能设备出现供电异常，则会影响该电流环的通讯故障。基于此，在一些实施例中，该通讯电路还包括：
62.电子开关，设置于第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端与接收光耦的输入端之间；
63.检测比较电路，用于检测第三隔离光耦器件的供电电源的供电状态；
64.其中，电子开关基于供电状态动作，使得第三隔离光耦器件在供电状态正常时接
入电流环，并在供电状态异常时，短接第三隔离光耦器件的发送光耦的输出端与接收光耦的输入端，即将存在供电异常的第三隔离光耦器件排除在电流环之外，如此，可以提高电流环工作的可靠性，保障通讯质量。
65.示例性地，如图3及图4所示，电子开关可以为常闭型开关q1，以从机2为例进行说明，例如，检测比较电路检测从机2的第三隔离光耦器件的供电电源vcc，当检测到vcc为高电平时，检测比较电路发生反转，触发从机2的控制模块发送控制信号给q1进行断开动作，此时，从机1的信号线s1通过经过从机2的第三隔离光耦器件接入电流环。若检测比较电路检测从机2的vcc为低电平时，则常闭型开关q1维持常闭状态，从而短接从机2的第三隔离光耦器件，使得电流环中不经过该第三隔离光耦器件。
66.在一些实施例中，零线与第三隔离光耦器件的接收光耦的输入端之间设置有跳线结构，当第三隔离光耦器件所在的扩展功能设备需要独立使用时，短接跳线结构。
67.可以理解的是，如图3及图4所示，当扩展功能设备需要独立使用时，则可以将第三隔离光耦器件的接收光耦的输入端与零线n经跳线结构短接，从而使得该扩展功能设备可以独立形成电流环。若该扩展功能设备作为扩展功能的辅助设备，则可以将跳线结构断开，从而串接至前述的电流环中。
68.本技术实施例还提供了一种电子设备，包括：主机、从机、至少一个扩展功能设备及本技术实施例第一方面的通讯电路。
69.示例性地，电子设备可以为空调器，主机为空调器的室内机，从机为空调器的室外机。
70.空调器中通讯电路与室内机、室外机及扩展功能设备之间的连接关系，可以参照前述的描述，在此不再赘述。
71.本技术实施例提供了一种前述的电子设备的通讯方法，包括：
72.主机经电流环发送指令给从机和/或扩展功能设备；
73.从机及扩展功能设备确定指令携带的识别码是否与自身的标识匹配，若匹配则响应指令，并向主机发送响应信息；若不匹配则不做处理；
74.主机接收响应信息，并基于响应信息携带的识别码确定响应信息对应的设备。
75.可以理解的是，基于本技术实施例前述通讯电路，可以在主机与从机及至少一个扩展设备之间形成串联的电流环，从而可以基于该电流环实现主机与从机和/或扩展功能设备之间的通讯。具体地，主机经电流环发送的指令可以为查询指令或者控制指令，且查询指令或者控制指令还可以携带识别码，从而实现对指定的设备进行控制和/或查询。这里，主机发送的指令可以经电流环流经各设备，且接收的设备基于该识别码判断是否为自身需要接收的指令，若否，则丢弃该指令，若是，则响应该指令，并返回响应信息给主机，主机亦可以基于响应信息的识别码确定从设备的身份，如此，可以实现电流环上任意的从设备的查询和/或控制。
76.在一些实施例中，该方法还包括：
77.主机确定在设定时长内未接收到响应信息，则输出通讯故障的提示信息。
78.这里，主机可以判断在发送指令之后的设定时长(例如，2秒)内是否收到响应信息，若未收到任何回复，则可以判定电流环存在通讯故障，输出通讯故障的提示信息，以便及时进行故障维护。
79.在示例性实施例中，本技术实施例还提供了一种存储介质，即计算机存储介质，具体可以是计算机可读存储介质，上述计算机程序可由电子设备的处理器执行，以完成本技术实施例方法所述的步骤。计算机可读存储介质可以是rom、prom、eprom、eeprom、flash memory、磁表面存储器、光盘、或cd-rom等存储器。
80.需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
81.另外，本技术实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
82.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。