b連接在前節(jié)點，例如節(jié)點120a的第一級聯(lián)端122a，節(jié)點120a的第一級聯(lián)端122a為節(jié)點120b供電，在后節(jié)點120b的第二級聯(lián)端123b連接在前節(jié)點120a的電流輸出端124a，第二級聯(lián)端123b為在前節(jié)點120a提供電流回流路徑，即電流流經(jīng)在前節(jié)點120a的電流輸出端124a后，經(jīng)過在后節(jié)點120b的第二級聯(lián)端123b最終流到電源的負(fù)極；同樣的，在后節(jié)點120c的電流輸入端121c連接在前節(jié)點120b的第一級聯(lián)端122b，在后節(jié)點120c的第二級聯(lián)端123c連接在前節(jié)點的電流輸出端124b;且串的首節(jié)點120a的電流輸入端12Ia連接電源節(jié)點110的第一端111，串的末節(jié)點120g的電流輸出端124g連接電源節(jié)點110的第二端112，從而構(gòu)成圖1所示的電流環(huán)。
[0029]需要指出的是，電流環(huán)通信總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定了總線上所有的節(jié)點都是工作于浮地狀態(tài)，每個節(jié)點的“參考地”都是不同的。
[0030]圖2是本發(fā)明一實施例的電流環(huán)通信總線的電流環(huán)路示意圖。參考圖2所示，在所構(gòu)成的電流環(huán)中，電流從電源節(jié)點110的第一端111流出后，先在外圈的連接線上流動，然后可經(jīng)過任一個通信節(jié)點內(nèi)部流向內(nèi)圈的連接線，最終返回電源節(jié)點110的第二端112。這種結(jié)構(gòu)的一個優(yōu)勢是，任一個通信節(jié)點內(nèi)部出現(xiàn)故障，都不會影響其它節(jié)點獲取電流和信息，因此提高了總線的容錯性。
[0031]各通信節(jié)點120能夠控制從其第一級聯(lián)端流向其第二級聯(lián)端的電流值，且能夠檢測從其電流輸入端流入的電流值和流出其電流輸出端的電流值。各通信節(jié)點120之間通信的方式即是通過控制和感知電流環(huán)上的電流大小來進行的。
[0032]舉例來說，通信節(jié)點120可通過動態(tài)控制自身的負(fù)載大小來精確控制第一級聯(lián)端流向其第二級聯(lián)端的電流值大小。由于通信節(jié)點120的主要器件都設(shè)在其第一級聯(lián)端和第二級聯(lián)端之間，因此從第一級聯(lián)端流向第二級聯(lián)端的電流也稱為流過節(jié)點內(nèi)部的電流。
[0033]為了感知電流大小，各通信節(jié)點120分別包括前后兩個電流探測器，可以感知流入節(jié)點的電流大小。前電流探測器125連接于節(jié)點的電流輸入端，用于檢測從其電流輸入端流入的電流值。這一電流值也是該節(jié)點及其之后的節(jié)點消耗的電流。后電流探測器126連接于節(jié)點的電流輸出端，用于檢測流出其電流輸出端的電流值。這一電流值也是該節(jié)點及其之前的所有節(jié)點消耗的電流。
[0034]在本實施例中，簡化地設(shè)置每個通信節(jié)點120所消耗的電流值只有兩個值，其中較低的第一電流值對應(yīng)于其向總線發(fā)送一個隱性位;較高的第二電流值對應(yīng)于其向總線發(fā)送一個顯性位，該顯性位即為總線競爭的標(biāo)記位。流過節(jié)點自身電流的增大或減小會同步反映到電流環(huán)上所有通信節(jié)點120的電流探測器上。那么當(dāng)電流環(huán)上任何一個節(jié)點發(fā)送顯性位導(dǎo)致電流增加的時候，該節(jié)點就可以從兩個電流探測器上獲得該信息。
[0035]例如，圖2中的某個節(jié)點120c發(fā)送一個顯性位，即通過控制節(jié)點自身的負(fù)載大小增大了流過節(jié)點的電流，那么流過節(jié)點120c之前的節(jié)點，例如節(jié)點120b的前電流探測器的電流就會相應(yīng)增大;流過節(jié)點120c之后的節(jié)點，例如120f的后電流探測器的電流也會相應(yīng)增大。這種電流的增大減小信息可以被前后所有的節(jié)點感知到，這種對總線電流的感知能力是電流環(huán)多主通信總線能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)點通信的物理基礎(chǔ)。
[0036]圖3是本發(fā)明另一實施例的電流環(huán)多主通信總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。參考圖3所示，本實施例與圖1所示實施例的不同之處在于增加了監(jiān)聽節(jié)點140。監(jiān)聽節(jié)點140不向總線發(fā)送任何數(shù)據(jù)，只監(jiān)聽總線狀態(tài)，以完成某些其他管理任務(wù)。各通信節(jié)點120可以向監(jiān)聽節(jié)點140單向發(fā)送數(shù)據(jù)。監(jiān)聽節(jié)點140具有第一端141、第二端142和第三端143，監(jiān)聽節(jié)點140的第一端141連接電源節(jié)點110的第一端111，監(jiān)聽節(jié)點140的第二端142連接電源節(jié)點110的第二端112，監(jiān)聽節(jié)點140的第三端143連接通信節(jié)點串的首節(jié)點的電流輸入端121a。
[0037]圖4是本發(fā)明一實施例的通信節(jié)點內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。參考圖4所示，通信節(jié)點120內(nèi)部包含兩個電流探測器125、126、一個電流調(diào)制器127、一個總線協(xié)議處理器128、一個內(nèi)部電源模塊129以及一個節(jié)點應(yīng)用電路130。
[0038]兩個電流探測器125和126分別分布于節(jié)點的電流輸入端121和電流輸出端124，用于探測流入節(jié)點的電流值，以及流出節(jié)點的電流值。
[0039]電流調(diào)制器127連接于節(jié)點的第一級聯(lián)端122與第二級聯(lián)端123之間，根據(jù)節(jié)點的命令控制從第一級聯(lián)端122流向第二級聯(lián)端123的電流值大小。舉例來說，電流調(diào)制器127可根據(jù)節(jié)點120的發(fā)出的顯性位或者隱性位信息來控制流過節(jié)點內(nèi)部的電流的大小。
[0040]總線協(xié)議處理器128連接該電流探測器125、126和電流調(diào)制器127，用于處理和通信協(xié)議相關(guān)的協(xié)議層功能。處理器128向應(yīng)用層提供一個通信調(diào)用接口，處理和通信相關(guān)的所有底層細(xì)T1。
[0041]內(nèi)部電源模塊129負(fù)責(zé)從電流環(huán)上獲取能量，并調(diào)整成適合節(jié)點自身工作的合適的電壓，可以選用的具體器件可以是LDO或者DC/DC電源1C。在內(nèi)部電源模塊129的前端可以設(shè)置一個整流器131，這樣可以使電流的出口和入口對稱起來，即使節(jié)點旋轉(zhuǎn)180度，使輸出和輸入對調(diào)也不影響節(jié)點功能。電流流過節(jié)點的方式如圖5所示。
[0042]節(jié)點應(yīng)用電路130處理節(jié)點具體功能相關(guān)的應(yīng)用。節(jié)點應(yīng)用電路130例如是傳感器以及傳感器信號調(diào)理電路，信號采集電路等。
[0043]本實施例的通信總線上層的協(xié)議可以靈活選用。例如可以借助CAN協(xié)議，也可使用其它協(xié)議。下面描述示例性的通信原理。
[0044]通信節(jié)點若要發(fā)起通信，首先需要競爭總線的控制權(quán)，競爭的過程為:通信節(jié)點監(jiān)控總線的狀態(tài)，當(dāng)檢測到總線空閑狀態(tài)時候，向總線上寫一個顯性位用于總線競爭，在發(fā)出顯性位的同時，節(jié)點需要監(jiān)控總線的狀態(tài)，以判斷是否有其他節(jié)點也在同一時間競爭總線，因此通信節(jié)點會區(qū)分以下兩種狀態(tài):總線上沒有節(jié)點在發(fā)送顯性位的第一狀態(tài)、總線上有I個節(jié)點在發(fā)送顯性位的第二狀態(tài)，總線上有2個或者更多個節(jié)點在發(fā)送顯性位的第三狀態(tài)。
[0045]當(dāng)通信節(jié)點在競爭總線的時候發(fā)現(xiàn)總線上有2個或者多個節(jié)點發(fā)送顯性位，那么就說明在同一時間有多個總線競爭者。相反，如果此時只發(fā)現(xiàn)一個顯性位發(fā)送者，那么就是該節(jié)點自身。通信節(jié)點內(nèi)部的協(xié)議處理器可配置為監(jiān)控總線的狀態(tài)，且向總線發(fā)送用于總線競爭的顯性位，并根據(jù)總線狀態(tài)判斷是否獲取了一個總線周期的總線控制權(quán)。
[0046]為實現(xiàn)上述總線競爭功能，通信節(jié)點內(nèi)部的電流探測器可以實現(xiàn)為圖6所示的結(jié)構(gòu)。參考圖6所不，電流探測器125或126可包含一個電流米樣電阻601，一個差分放大器602，兩個比較器603、604，一個信號衰減器605，一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器件606，以及一個信號緩沖器607。電流流過采樣電阻601形成微弱電壓差，經(jīng)過差分放大器放大后分成兩路，其中一路直接進入比較器603和所設(shè)定的第一級閾值進行比較，另一路經(jīng)過信號衰減器605之后再進入比較器604和所設(shè)定的第二級閾值進行比較，比較的結(jié)果送入總線協(xié)議處理器128。兩個比較器603、604的第一級閾值和第二級閾值由總線協(xié)議處理器128通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器件606進行動態(tài)設(shè)置，即總線協(xié)議處理器128控制該數(shù)模轉(zhuǎn)換