本發(fā)明涉及工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及字符幀發(fā)送/接收方法、發(fā)送/接收端以及單向通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

數(shù)據(jù)通信方式可分為單向通信方式和雙向通信方式兩大類別。目前常用于工業(yè)環(huán)境下的數(shù)據(jù)通信方式有I2C總線、SPI總線、RS485總線、TTL異步串口通信方式等雙向通信方式以及遙控器紅外通信等單向通信方式。

上述幾種通信方式均可適用于只需單向通信的場合，但遙控器紅外通信對通信距離有限制，而I2C總線、SPI總線、RS485總線、TTL異步串口通信方式等雖然可實(shí)現(xiàn)長距離穩(wěn)定通信，但其接線復(fù)雜，產(chǎn)品容易出現(xiàn)接線錯誤，帶來更多的不良返回品，影響企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和品牌地位。

因此，如何實(shí)現(xiàn)單向通信場合下的長距離穩(wěn)定通信并簡化接線，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種字符幀發(fā)送/接收方法、發(fā)送/接收端以及單向通信系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)單向通信場合下的長距離穩(wěn)定通信并簡化接線。

一種字符幀發(fā)送方法，應(yīng)用于發(fā)送端，所述發(fā)送端中的調(diào)制電路具有正弦交流電信號輸入引腳，所述方法包括：

獲取待發(fā)送的字符幀，所述字符幀包括起始位、數(shù)據(jù)低電平位、數(shù)據(jù)高電平位和停止位等四類字符信息；

控制所述調(diào)制電路逐位依次發(fā)送所述字符幀中的每一位字符信息，直至最后一位字符信息發(fā)送完成；

其中，控制所述調(diào)制電路發(fā)送所述字符幀中的任一位字符信息的方法，包括：識別本位字符信息的類型，其中，不同類型的字符信息對應(yīng)著不同的mi值，mi為正整數(shù)；統(tǒng)計(jì)輸入所述調(diào)制電路的正弦交流電信號的過零點(diǎn)個數(shù)S并依據(jù)S值輸出調(diào)制信號，直至S＝2mi+1+2ni時結(jié)束并清零S，其中ni為正整數(shù)；

其中，所述依據(jù)S值輸出調(diào)制信號，包括：當(dāng)0≤S＜2mi+1時，輸出第一電平信號，所述第一電平信號用于控制所述調(diào)制電路輸出所述正弦交流電信號；當(dāng)2mi+1≤S＜2mi+1+2ni時，輸出第二電平信號，所述第二電平信號用于控制所述調(diào)制電路不做輸出。

其中，mi≤4，且ni＝1。

一種字符幀接收方法，應(yīng)用于接收端，所述接收端中的解調(diào)電路用于在輸入電壓等于V₀時翻轉(zhuǎn)電平，V₀≥0，所述方法包括：

判斷所述解調(diào)電路是否有脈沖輸出；

若所述解調(diào)電路有脈沖輸出，統(tǒng)計(jì)所述解調(diào)電路輸出的短脈沖和長脈沖的個數(shù)mj、nj；當(dāng)nj＝ni時，確定與mj值唯一對應(yīng)的字符信息的類型；之后清零mj和nj，并返回所述判斷所述解調(diào)電路是否有脈沖輸出的步驟；

若所述解調(diào)電路停止脈沖輸出，根據(jù)逐一確定的字符信息的類型，確定發(fā)送端以字符幀形式傳送來的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

一種發(fā)送端，包括過零點(diǎn)檢測電路、調(diào)制電路和第一控制單元，其中；

所述過零點(diǎn)檢測電路具有正弦交流電信號輸入引腳，用于將輸入的正弦交流電信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號，脈沖個數(shù)等于所述正弦交流電信號的過零點(diǎn)個數(shù)；所述過零點(diǎn)檢測電路的輸出引腳接所述第一控制單元；

所述第一控制單元，用于獲取待發(fā)送的字符幀，所述字符幀包括起始位、數(shù)據(jù)低電平位、數(shù)據(jù)高電平位和停止位等四類字符信息；控制所述調(diào)制電路逐位依次發(fā)送所述字符幀中的每一位字符信息，直至最后一位字符信息發(fā)送完成；其中，控制所述調(diào)制電路發(fā)送所述字符幀中的任一位字符信息的方法，包括：識別本位字符信息的類型，不同類型的字符信息對應(yīng)著不同的mi值，mi為正整數(shù)，之后統(tǒng)計(jì)輸入所述調(diào)制電路的正弦交流電信號的過零點(diǎn)個數(shù)S并依據(jù)S值輸出調(diào)制信號，直至S＝2mi+1+2ni時結(jié)束并清零S，其中ni為正整數(shù)；其中，所述依據(jù)S值輸出調(diào)制信號，包括：當(dāng)0≤S＜2mi+1時輸出第一電平信號，當(dāng)2mi+1≤S＜2mi+1+2ni時輸出第二電平信號；

所述調(diào)制電路具有正弦交流電信號輸入引腳和控制信號輸入引腳，其中，所述控制信號輸入引腳用于接收所述第一電平信號和所述第二電平信號，所述第一電平信號用于控制所述調(diào)制電路輸出所述正弦交流電信號，所述第二電平信號用于控制所述調(diào)制電路不做輸出。

其中，mi≤4，且ni＝1。

其中，所述過零點(diǎn)檢測電路包括第一電阻、光電隔離雙向晶閘管和第二電阻，具體的：

所述第一電阻的一端作為火線接線端子，另一端接所述光電隔離雙向晶閘管的第一輸入端子；

所述光電隔離雙向晶閘管的第二輸入端子作為零線接線端子；

所述光電隔離雙向晶閘管輸出側(cè)的集電極經(jīng)所述第二電阻接直流源，所述集電極作為所述過零點(diǎn)檢測電路的輸出引腳；所述光電隔離雙向晶閘管輸出側(cè)的發(fā)射極接地；

所述火線接線端子和所述零線接線端子為所述過零點(diǎn)檢測電路的正弦交流電信號輸入引腳。

其中，所述調(diào)制電路包括第一電阻、第二電阻、光電隔離雙向晶閘管和雙向可控硅，具體的：

所述光電隔離雙向晶閘管輸入側(cè)的陽極經(jīng)所述第一電阻接直流源；

所述光電隔離雙向晶閘管輸入側(cè)的陰極作為所述調(diào)制電路的控制信號輸入引腳；

所述第二電阻的一端作為火線接線端子，其另一端接所述光電隔離雙向晶閘管輸出側(cè)的第一輸出端子；

所述雙向可控硅的輸入極接所述光電隔離雙向晶閘管輸出側(cè)的第一輸出端子，所述雙向可控硅的控制極接所述光電隔離雙向晶閘管輸出側(cè)的第二輸出端子，所述雙向可控硅的輸出極作為所述調(diào)制電路的輸出引腳。

一種接收端，包括第二控制單元和解調(diào)電路，其中：

所述解調(diào)電路，用于在輸入電壓等于V₀時翻轉(zhuǎn)電平，V₀≥0；

所述解調(diào)電路的輸出引腳接所述第二控制單元；

所述第二控制單元，用于判斷所述解調(diào)電路是否有脈沖輸出；若所述解調(diào)電路有脈沖輸出，統(tǒng)計(jì)所述解調(diào)電路輸出的短脈沖和長脈沖的個數(shù)mj、nj；當(dāng)nj＝ni時，確定與mj值唯一對應(yīng)的字符信息的類型；之后清零mj和nj，并返回所述判斷所述解調(diào)電路是否有脈沖輸出的步驟；若所述解調(diào)電路停止脈沖輸出，根據(jù)逐一確定的字符信息的類型，確定發(fā)送端以字符幀形式傳送來的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

其中，所述解調(diào)電路包括二極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、電容和光耦，具體的：

所述二極管的陽極通過傳輸線接調(diào)制電路的輸出引腳，其陰極接所述光耦輸入側(cè)的陽極；

所述第二電阻的一端作為零線接線端子，其另一端接所述光耦輸入側(cè)的陰極；

所述第一電阻連接在所述光耦輸入側(cè)的陽極與陰極之間；

所述光耦輸出側(cè)的發(fā)射極接地、集電極作為所述解調(diào)電路的輸出引腳；

所述第三電阻一端接所述光耦輸出側(cè)的集電極，其另一端接直流源；

所述電容接在所述光耦輸出側(cè)的集電極與地之間。

一種單向通信系統(tǒng)，包括：1個發(fā)送端和至少一個接收端，其中：

所述發(fā)送端與每一個所述接收端之間均通過一根導(dǎo)線作為傳輸線；

所述發(fā)送端為上述公開的任一種發(fā)送端，所述至少一個接收端為上述公開的任一種接收端。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明用不同傳輸波形來表征不同類型的字符信息，所謂不同的傳輸波形，是指已調(diào)信號上有正弦波輸出和無信號輸出的時間關(guān)系不同，那么只需改變該時間關(guān)系就可以向接收端傳送不同類型的字符信息，其中，有正弦波輸出時長和無信號輸出時長是否達(dá)到各自的設(shè)定值均是通過輸入調(diào)制電路的正弦交流電信號的過零點(diǎn)個數(shù)來衡量；接收端通過對傳送來的不同傳輸波形進(jìn)行解調(diào)即可識別出不同類型的字符信息。由于本發(fā)明是利用不同的傳輸波形來表征不同類型的字符信息的，因此發(fā)送端僅需用一根導(dǎo)線即可將這些傳輸波形傳送到接收端，接線簡單，可實(shí)現(xiàn)長距離穩(wěn)定通信，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1a-1b為本發(fā)明實(shí)施例一公開的一種字符幀發(fā)送方法流程圖；

圖2a為本發(fā)明實(shí)施例一公開的一種表征數(shù)據(jù)低電平位的已調(diào)信號波形圖；

圖2b為本發(fā)明實(shí)施例一公開的一種表征數(shù)據(jù)高電平位的已調(diào)信號波形圖；

圖2c為本發(fā)明實(shí)施例一公開的一種表征起始位的已調(diào)信號波形圖；

圖2d為本發(fā)明實(shí)施例一公開的一種表征停止位的已調(diào)信號波形圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二公開的一種字符幀接收方法流程圖；

圖4a為本發(fā)明實(shí)施例二公開的一種表征數(shù)據(jù)低電平位的解調(diào)信號波形圖；

圖4b為本發(fā)明實(shí)施例二公開的一種表征數(shù)據(jù)高電平位的解調(diào)信號波形圖；

圖4c為本發(fā)明實(shí)施例二公開的一種表征起始位的解調(diào)信號波形圖；

圖4d為本發(fā)明實(shí)施例二公開的一種表征停止位的解調(diào)信號波形圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例三公開的一種發(fā)送端結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例三公開的一種過零點(diǎn)檢測電路的輸入輸出波形圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例四公開的一種解調(diào)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例五公開的一種單向通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一：

參見圖1a-1b(圖1a為外循環(huán)、圖1b為內(nèi)循環(huán))，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種字符幀發(fā)送方法，應(yīng)用于發(fā)送端，所述發(fā)送端中的調(diào)制電路具有正弦交流電信號輸入引腳，以實(shí)現(xiàn)單向通信場合下的長距離穩(wěn)定通信并簡化接線。

圖1a所示方案，包括：

步驟100：獲取待發(fā)送的字符幀，所述字符幀包括起始位、數(shù)據(jù)低電平位、數(shù)據(jù)高電平位和停止位等四類字符信息；

步驟200：控制所述調(diào)制電路逐位依次發(fā)送所述字符幀中的每一位字符信息，直至最后一位字符信息發(fā)送完成。

在異步通信中，數(shù)據(jù)以字符為單位組成字符幀傳送，各字符幀由發(fā)送端逐幀發(fā)送，通過傳輸線被接收端逐幀接收；而任一幀字符幀又由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位等四部分組成，任一幀字符幀中的各位字符信息由發(fā)送端逐位發(fā)送，通過傳輸線被接收端逐位接收。圖1a所示方案便是發(fā)送任一幀字符幀的控制方法。

接收端通過識別逐位傳送來的各位字符信息，識別出逐幀傳送來的各幀字符幀，進(jìn)而識別出以字符幀形式傳送來的數(shù)據(jù)，完成了單向通信。其中，步驟100中所述的數(shù)據(jù)低電平位指的是數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位等兩部分中的低電平邏輯“0”，步驟100中所述的數(shù)據(jù)低電平位指的是數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位等兩部分中的高電平邏輯“1”。接收端識別出了起始位、數(shù)據(jù)低電平位、數(shù)據(jù)高電平位和停止位等四類字符信息，也就識別出了逐位傳送來的各位字符信息。

在硬件設(shè)計(jì)上，發(fā)送端利用調(diào)制電路將計(jì)算機(jī)語言轉(zhuǎn)換成適于傳輸?shù)囊颜{(diào)信號，接收端利用解調(diào)電路將傳送來的已調(diào)信號轉(zhuǎn)換成可識別的計(jì)算機(jī)語言。

圖1b為發(fā)送任一位字符信息的控制方法，包括：

步驟201：識別本位字符信息的類型，其中，不同類型的字符信息對應(yīng)著不同的mi值，mi為正整數(shù)；

步驟202：統(tǒng)計(jì)輸入所述調(diào)制電路的正弦交流電信號的過零點(diǎn)個數(shù)S；

步驟203：判斷是否滿足0≤S＜2mi+1，若滿足，進(jìn)入步驟204；否則，進(jìn)入步驟205；

步驟204：輸出第一電平信號，所述第一電平信號用于控制所述調(diào)制電路輸出所述正弦交流電信號；之后，返回步驟203；

步驟205：判斷是否滿足2mi+1≤S＜2mi+1+2ni，若滿足，進(jìn)入步驟206；否則，進(jìn)入步驟207；其中ni為正整數(shù)；

步驟206：輸出第二電平信號，所述第二電平信號用于控制所述調(diào)制電路不做輸出；之后，返回步驟205；

其中，可以設(shè)定所述第一電平信號為低電平邏輯“0”、所述第二電平信號為高電平邏輯“1”，或者，也可以設(shè)定所述第二電平信號為低電平邏輯“0”、所述第一電平信號為高電平邏輯“1”；

步驟207：清零S；至此，本位字符信息發(fā)送完成。

圖1b所示方案旨在用不同的傳輸波形來表征不同類型的字符信息，所謂不同的傳輸波形，是指已調(diào)信號上有正弦波輸出和無信號輸出的時間關(guān)系不同，那么只需改變該時間關(guān)系就可以向接收端傳送不同類型的字符信息，而有正弦波輸出時長和無信號輸出時長是否達(dá)到各自的設(shè)定值均是通過輸入調(diào)制電路的正弦交流電信號的過零點(diǎn)個數(shù)S值來衡量；接收端通過對傳送來的不同傳輸波形進(jìn)行解調(diào)即可識別出不同類型的字符信息，完成單向通信。下面進(jìn)行舉例說明。

設(shè)定數(shù)據(jù)低電平位、數(shù)據(jù)高電平位、起始位和停止位這四類字符信息對應(yīng)的mi值分別為1、2、3和4，且ni＝1，則：

1)數(shù)據(jù)低電平位對應(yīng)的調(diào)制電路輸出波形共占用2個正弦波周期，前1個正弦波周期輸出正弦波，后1個正弦波周期不輸出信號，如圖2a所示；

在圖2a中，V_in表示輸入調(diào)制電路的正弦交流電信號，V_out表示調(diào)制電路輸出的數(shù)據(jù)低電平位；①～⑤表示5個過零點(diǎn)，一個正弦波周期T包括3個過零點(diǎn)。想要獲取表征數(shù)據(jù)低電平位的已調(diào)信號，只需要在0≤S＜3時向調(diào)制電路輸出所述第一電平信號，以及在3≤S＜5時向調(diào)制電路輸出所述第二電平信號，即可將調(diào)制電路的輸出信號上有正弦波輸出和無信號輸出的時間關(guān)系控制為1：1。

2)數(shù)據(jù)高電平位對應(yīng)的調(diào)制電路輸出波形共占用3個正弦波周期，前2個正弦波周期輸出正弦波，后1個正弦波周期不輸出信號，如圖2b所示；

在圖2b中，V_in表示輸入調(diào)制電路的正弦交流電信號，V_out表示調(diào)制電路輸出的數(shù)據(jù)高電平位；①～⑦表示過零點(diǎn)。想要獲取表征數(shù)據(jù)高電平位的已調(diào)信號，只需要在0≤S＜5時向調(diào)制電路輸出所述第一電平信號，以及在5≤S＜7時向調(diào)制電路輸出所述第二電平信號，即可將調(diào)制電路的輸出信號上有正弦波輸出和無信號輸出的時間關(guān)系控制為2：1。

3)起始位對應(yīng)的調(diào)制電路輸出波形共占用4個正弦波周期，前3個正弦波周期輸出正弦波，后1個正弦波周期不輸出信號，如圖2c所示；

在圖2c中，V_in表示輸入調(diào)制電路的正弦交流電信號，V_out表示調(diào)制電路輸出的起始位；①～⑨表示過零點(diǎn)。想要獲取表征起始位的已調(diào)信號，只需要在0≤S＜7時向調(diào)制電路輸出所述第一電平信號，以及在7≤S＜9時向調(diào)制電路輸出所述第二電平信號，即可將調(diào)制電路的輸出信號上有正弦波輸出和無信號輸出的時間關(guān)系控制為3：1。

4)停止位對應(yīng)的調(diào)制電路輸出波形共占用5個正弦波周期，前4個正弦波周期輸出正弦波，后1個正弦波周期不輸出信號，如圖2d所示；

在圖2d中，V_in表示輸入調(diào)制電路的正弦交流電信號，V_out表示調(diào)制電路輸出的停止位；表示過零點(diǎn)。想要獲得表征停止位的已調(diào)信號，只需要在0≤S＜9時向調(diào)制電路輸出所述第一電平信號，以及在9≤S＜11時向調(diào)制電路輸出所述第二電平信號，即可將調(diào)制電路的輸出信號上有正弦波輸出和無信號輸出的時間關(guān)系控制為4：1。

接收端通過識別圖2a-圖2d中四種不同的傳輸波形即可識別出不同類型的字符信息，完成單向通信。其中需要說明的是，mi、ni分別表示有正弦波輸出的正弦波周期數(shù)和無信號輸出的正弦波周期數(shù)，由于mi和ni的取值越小，調(diào)制時間就越短，因此本發(fā)明實(shí)施例以mi≤4且ni＝1作為優(yōu)選方案，但并不局限。

由上述描述可以看出，由于本實(shí)施例利用不同的傳輸波形來表征不同類型的字符信息，因此發(fā)送端僅需用一根導(dǎo)線即可將這些傳輸波形傳送到接收端，接線簡單，可實(shí)現(xiàn)長距離穩(wěn)定通信，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

實(shí)施例二：

參見圖3，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種字符幀接收方法，應(yīng)用于接收端，所述接收端中的解調(diào)電路用于在輸入電壓等于V₀時翻轉(zhuǎn)電平(可以設(shè)定所述解調(diào)電路在輸入電壓小于V₀時輸出低電平、在輸入電壓不小于V₀時輸出高電平，或者，也可以設(shè)定所述解調(diào)電路在輸入電壓小于V₀時輸出高電平、在輸入電壓不小于V₀時輸出低電平)，V₀≥0，以實(shí)現(xiàn)單向通信場合下的長距離穩(wěn)定通信并簡化接線，所述方法包括：

步驟301：判斷所述解調(diào)電路是否有脈沖輸出；若所述解調(diào)電路有脈沖輸出，進(jìn)入步驟302；若所述解調(diào)電路停止脈沖輸出，進(jìn)入步驟306；

步驟302：統(tǒng)計(jì)所述解調(diào)電路輸出的短脈沖和長脈沖的個數(shù)mj、nj；

步驟303：判斷是否滿足nj＝ni；若滿足，進(jìn)入步驟304；否則，返回步驟302；

步驟304：確定與mj值唯一對應(yīng)的字符信息的類型；

步驟305：清零mj和nj，之后返回步驟301；

步驟306：根據(jù)逐一確定的字符信息的類型，確定發(fā)送端以字符幀形式傳送來的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

圖3所示方案旨在根據(jù)mi值確定與之唯一對應(yīng)的字符信息的類型，下面進(jìn)行舉例說明：

首先設(shè)定所述解調(diào)電路在輸入電壓小于V₀時輸出高電平、在輸入電壓不小于V₀時輸出低電平；并設(shè)定數(shù)據(jù)低電平位、數(shù)據(jù)高電平位、起始位和停止位這四類字符信息對應(yīng)的mi值分別為1、2、3和4，且ni＝1；再設(shè)定解調(diào)電路的輸入、輸出信號分別為U_in、U_out，則：

1)當(dāng)U_in為一位數(shù)據(jù)低電平位時，U_out為先輸出0個短脈沖、后輸出1個長脈沖的信號波，如圖4a所示；在圖4a中，U_out與U_in的波形長度相等，為2T(T表示一個正弦波周器)；

2)當(dāng)U_in為一位數(shù)據(jù)高電平位時，U_out為先輸出1個短脈沖、后輸出1個長脈沖的信號波，如圖4b所示；在圖4b中，U_out與U_in的波形長度相等，為3T；

3)當(dāng)U_in為一位起始位時，U_out為先輸出2個短脈沖、后輸出1個長脈沖的信號波，如圖4c所示；在圖4c中，U_out與U_in的波形長度相等，為4T；

4)當(dāng)U_in為一位停止位時，U_out為先輸出3個短脈沖、后輸出1個長脈沖的信號波，如圖4d所示；在圖4d中，U_out與U_in的波形長度相等，為5T；

由此可見，“mj個短脈沖+nj個長脈沖”的脈沖組合就對應(yīng)著一位字符信息，短脈沖在前輸出，長脈沖在后輸出，當(dāng)nj＝ni時說明一位字符信息已傳送完成；mj值不同對應(yīng)的字符信息的類型也就不同，因此可以在一位字符信息傳送完成后通過mi值確定由“mj個短脈沖+nj個長脈沖”這一脈沖組合對應(yīng)的字符信息的類型。

實(shí)施例三：

參見圖5，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種發(fā)送端，以實(shí)現(xiàn)單向通信場合下的長距離穩(wěn)定通信并簡化接線，包括過零點(diǎn)檢測電路100、調(diào)制電路200以及未在圖5中示出的第一控制單元，其中；

過零點(diǎn)檢測電路100具有正弦交流電信號輸入引腳，用于將輸入的正弦交流電信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號，脈沖個數(shù)等于所述正弦交流電信號的過零點(diǎn)個數(shù)；過零點(diǎn)檢測電路100的輸出引腳Zero Cross接所述第一控制單元；

所述第一控制單元，用于獲取待發(fā)送的字符幀，所述字符幀包括起始位、數(shù)據(jù)低電平位、數(shù)據(jù)高電平位和停止位等四類字符信息；控制所述調(diào)制電路逐位依次發(fā)送所述字符幀中的每一位字符信息，直至最后一位字符信息發(fā)送完成；其中，控制所述調(diào)制電路發(fā)送所述字符幀中的任一位字符信息的方法，包括：識別本位字符信息的類型，不同類型的字符信息對應(yīng)著不同的mi值，mi為正整數(shù)，之后統(tǒng)計(jì)輸入所述調(diào)制電路的正弦交流電信號的過零點(diǎn)個數(shù)S并依據(jù)S值輸出調(diào)制信號，直至S＝2mi+1+2ni時結(jié)束并清零S，其中ni為正整數(shù)；其中，所述依據(jù)S值輸出調(diào)制信號，包括：當(dāng)0≤S＜2mi+1時輸出第一電平信號，當(dāng)2mi+1≤S＜2mi+1+2ni時輸出第二電平信號；

調(diào)制電路200具有控制信號輸入引腳Control Signal和正弦交流電信號輸入引腳，其中，所述控制信號輸入引腳用于接收所述第一電平信號和所述第二電平信號，所述第一電平信號用于控制所述調(diào)制電路輸出所述正弦交流電信號，所述第二電平信號用于控制所述調(diào)制電路不做輸出。

其中，仍參見圖5，過零點(diǎn)檢測電路100包括電阻R510、光電隔離雙向晶閘管U501和電阻R513，其中：

電阻R510的一端作為火線接線端子LINE，另一端接光電隔離雙向晶閘管U501的第一輸入端子1；

光電隔離雙向晶閘管U501的第二輸入端子2作為零線接線端子NEUTRAL；

光電隔離雙向晶閘管U501輸出側(cè)的集電極3經(jīng)電阻R513接直流源VCC1，集電極3作為過零點(diǎn)檢測電路100的輸出引腳Zero Cross；光電隔離雙向晶閘管U501輸出側(cè)的發(fā)射極4接地。

火線接線端子LINE和零線接線端子NEUTRAL為過零點(diǎn)檢測電路100的正弦交流電信號輸入引腳。過零點(diǎn)檢測電路100的工作原理如下：電阻R510為限流電阻，電阻R513為上拉電阻；光電隔離雙向晶閘管U501在輸入電壓的幅值高于設(shè)定閾值時導(dǎo)通(即集電極3和發(fā)射極4接通)、低于該設(shè)定閾值時截止；光電隔離雙向晶閘管U501截止后過零點(diǎn)檢測電路100的輸出引腳Zero Cross輸出高電平，光電隔離雙向晶閘管U501導(dǎo)通后過零點(diǎn)檢測電路100的輸出引腳Zero Cross被拉低，如圖6所示。由圖6可以看出，脈沖數(shù)就是正弦交流電信號的過零點(diǎn)數(shù)，由此所述第一控制單元通過統(tǒng)計(jì)脈沖數(shù)即可統(tǒng)計(jì)出正弦交流電信號的過零點(diǎn)個數(shù)。

可選地，過零點(diǎn)檢測電路100還包括輸入濾波電路和/或輸出濾波電路；所述輸入濾波電路用于吸收光電隔離雙向晶閘管U501輸入側(cè)的尖峰電壓干擾信號，所述輸出濾波電路用于吸收光電隔離雙向晶閘管U501輸入側(cè)的尖峰電壓干擾信號。仍參見圖5，所述輸入濾波電路可包括電阻R516和電容C511；電阻R516和電容C511均連接在光電隔離雙向晶閘管U501的第一輸入引腳1和第二輸入引腳2之間。仍參見圖5，所述輸出濾波電路可包括電阻R515和電容C512；電阻R515的第一端接光電隔離雙向晶閘管U501輸出側(cè)的集電極3，其第二端接過零點(diǎn)檢測電路100的輸出引腳Zero Cross；電容C512接在電阻R515的第二端與地之間。

此外，所述第一控制單元在控制調(diào)制電路200傳送數(shù)據(jù)之前，還可以通過檢測過零點(diǎn)檢測電路100的輸出頻率來對輸入到發(fā)送端中的所述正弦交流電信號進(jìn)行頻率驗(yàn)證，若過零點(diǎn)檢測電路100的輸出頻率異常，則認(rèn)為輸入到發(fā)送端中的所述正弦交流電信號無效。

其中，仍參見圖5，調(diào)制電路200包括電阻R512、電阻R523、光電隔離雙向晶閘管U502和雙向可控硅Z503，其中：

光電隔離雙向晶閘管U502輸入側(cè)的陽極經(jīng)電阻R521接直流源VCC1；

光電隔離雙向晶閘管U502輸入側(cè)的陰極作為調(diào)制電路200的控制信號輸入引腳Control Signal；

電阻R523的一端作為火線接線端子LINE，其另一端接光電隔離雙向晶閘管U502輸出側(cè)的第一輸出端子5；

雙向可控硅Z503的輸入極7接光電隔離雙向晶閘管U502輸出側(cè)的第一輸出端子5，雙向可控硅Z503的控制極8接光電隔離雙向晶閘管U502輸出側(cè)的第二輸出端子6，雙向可控硅Z503的輸出極9作為調(diào)制電路200的輸出引腳Modulating Signal。

調(diào)制電路200的工作原理如下：電阻R521和電阻R523均為限流電阻；調(diào)制電路200的控制信號輸入引腳Control Signal輸入低電平時，光電隔離雙向晶閘管U502導(dǎo)通(即光電隔離雙向晶閘管U502的第一輸出端子5和第二輸出端子6接通)，雙向可控硅Z503在U502導(dǎo)通后導(dǎo)通(即有電流從雙向可控硅Z503的輸入極7流到輸出級9)，使得調(diào)制電路200的輸出引腳Modulating Signal輸出正弦交流電信號；調(diào)制電路200的控制信號輸入引腳Control Signal輸入高電平時，光電隔離雙向晶閘管U502截止，雙向可控硅Z503在U502截止后截止，使得調(diào)制電路200的輸出引腳Modulating Signal無信號輸出。

對應(yīng)調(diào)制電路200上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述第一控制單元輸出的第一電平信號應(yīng)當(dāng)為低電平邏輯“0”、第二電平信號應(yīng)當(dāng)為高電平邏輯“1”。

可選地，仍參見圖5，調(diào)制電路200還包括輸出濾波電路，其輸出濾波電路可包括電阻R522和電容C515；電阻R522和電容C515串聯(lián)后接在雙向可控硅Z503的輸入極7和輸出級9之間。

實(shí)施例四：

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種接收端，以實(shí)現(xiàn)單向通信場合下的長距離穩(wěn)定通信并簡化接線，包括第二控制單元和解調(diào)電路，其中：

所述解調(diào)電路，用于在輸入電壓等于V₀時翻轉(zhuǎn)電平，V₀≥0；

所述解調(diào)電路的輸出引腳接所述第二控制單元；

所述第二控制單元，用于判斷所述解調(diào)電路是否有脈沖輸出；若所述解調(diào)電路有脈沖輸出，統(tǒng)計(jì)所述解調(diào)電路輸出的短脈沖和長脈沖的個數(shù)mj、nj；當(dāng)nj＝ni時，確定與mj值唯一對應(yīng)的字符信息的類型；之后清零mj和nj，并返回所述判斷所述解調(diào)電路是否有脈沖輸出的步驟；若所述解調(diào)電路停止脈沖輸出，根據(jù)逐一確定的字符信息的類型，確定發(fā)送端以字符幀形式傳送來的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

其中，所述解調(diào)電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖7所示，包括二極管D6、電阻R79、電阻R80、電阻R74、電容C69和光耦PC1，其中：

二極管D6的陽極通過傳輸線接調(diào)制電路200的輸出引腳Modulating Signal，其陰極接光耦PC1輸入側(cè)的陽極；

電阻R80的一端作為零線接線端子NEUTRAL，其另一端接光耦PC1輸入側(cè)的陰極；

電阻R79連接在光耦PC1輸入側(cè)的陽極與陰極之間；

光耦PC1輸出側(cè)的發(fā)射極11接地、集電極10作為所述解調(diào)電路的輸出引腳Demodulating Signal；

電阻R74一端接光耦PC1輸出側(cè)的集電極10，其另一端接直流源VCC2；

電容C69接在光耦PC1輸出側(cè)的集電極10與地之間。

所述解調(diào)電路的工作原理為：

二極管D6用于進(jìn)行半波整流；電阻R80為限流電阻；電阻R79用于防止光耦PC1輸入回路反向電壓超過其額定的反向擊穿電壓；電阻R74和電容C69構(gòu)成RC充放電電路，通過調(diào)整電阻R74和電容C69可以有效的設(shè)置占空比的大小，同時所述RC充放電電路也能起到濾波作用。當(dāng)解調(diào)電路的輸入電壓小于V₀時，二極管D6的陰極為低電平，光耦PC1截止，所述解調(diào)電路的輸出引腳Demodulating Signal輸出高電平；當(dāng)解調(diào)電路的輸入電壓不小于V₀時二極管D6的陰極為低電平時，光耦PC1導(dǎo)通，所述解調(diào)電路的輸出引腳Demodulating Signal被拉低。

可見，具有上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的解調(diào)電路在輸入電壓小于V₀時輸出高電平、在輸入電壓不小于V₀時輸出低電平。

實(shí)施例五：

參見圖8，本發(fā)明實(shí)施例五公開了一種單向通信系統(tǒng)，包括1個發(fā)送端和N(N≥1)個接收端，其中，所述發(fā)送端與每一個所述接收端之間均通過一根導(dǎo)線作為傳輸線；所述發(fā)送端為實(shí)施例三公開的任一種發(fā)送端；所述接收端為實(shí)施例四公開的任一種接收端，以實(shí)現(xiàn)一臺主機(jī)對N臺從機(jī)的聯(lián)動控制，主從機(jī)之間可實(shí)現(xiàn)長距離穩(wěn)定通信并僅需一根傳輸線，接線非常簡單。相較于I2C總線、SPI總線、RS485總線、TTL異步串口通信方式等，實(shí)施例三公開的發(fā)送端與實(shí)施例四公開的接收端應(yīng)用到一主多從的單向通信系統(tǒng)中時，系統(tǒng)接線簡單的優(yōu)勢尤為明顯。

綜上所述，本發(fā)明用不同傳輸波形來表征不同類型的字符信息，所謂不同的傳輸波形，是指已調(diào)信號上有正弦波輸出和無信號輸出的時間關(guān)系不同，那么只需改變該時間關(guān)系就可以向接收端傳送不同類型的字符信息，其中，有正弦波輸出時長和無信號輸出時長是否達(dá)到各自的設(shè)定值均是通過輸入調(diào)制電路的正弦交流電信號的過零點(diǎn)個數(shù)來衡量；接收端通過對傳送來的不同傳輸波形進(jìn)行解調(diào)即可識別出不同類型的字符信息。由于本發(fā)明是利用不同的傳輸波形來表征不同類型的字符信息的，因此發(fā)送端僅需用一根導(dǎo)線即可將這些傳輸波形傳送到接收端，接線簡單，可實(shí)現(xiàn)長距離穩(wěn)定通信，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

本說明書中各個實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明實(shí)施例的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明實(shí)施例將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。