通信系統(tǒng)和方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請日為2005年7月1日、申請?zhí)枮?00580025483. X、發(fā)明名稱為"通 信設(shè)備和方法"的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種用于在通過有源連接線連接的"主"傳輸器和至少一個(gè)"從屬"傳 輸器之間的雙向同時(shí)數(shù)字通信的設(shè)備和方法（將傳輸器定義為發(fā)射器/接收器對）。本發(fā) 明具體涉及包括主傳輸器的主系統(tǒng)和包括從屬傳輸器的從屬系統(tǒng)。
[0003] 該通信設(shè)備和方法的一個(gè)應(yīng)用涉及至少兩個(gè)設(shè)備之間經(jīng)由單個(gè)連接器（例如電 子鑰匙和電子鎖）的接口連接。
【背景技術(shù)】
[0004] 存在大量能夠使得幾個(gè)電子系統(tǒng)進(jìn)行通信的技術(shù)。對具體技術(shù)的選擇依賴于環(huán) 境的技術(shù)約束，例如：傳輸速度、系統(tǒng)之間的距離、可用于傳輸裝置的電功率、通信介質(zhì)（無 線、紅外、有線等）及其特性（被屏蔽的線纜、光纖等）。
[0005] 專利US 5, 619, 066和US 5, 517, 015描述了在主系統(tǒng)（主機(jī)）和從屬系統(tǒng)（模 塊）之間的單線上的通信設(shè)備和方法。
[0006] 另一種已知的通信方法是"半雙工"通信。主系統(tǒng)向從屬系統(tǒng)發(fā)送能量和信息。從 屬系統(tǒng)積累數(shù)據(jù)和能量。從屬系統(tǒng)使用先前所積累的能量向主系統(tǒng)發(fā)送其信息。
[0007] 這些解決方案存在缺點(diǎn)，尤其是其（受到了）考慮涉及所發(fā)送的功率和成本的嚴(yán) 重限制。從由主系統(tǒng)（主機(jī)）所發(fā)送的信號中恢復(fù)的能量實(shí)際上被存儲在電容器中。在集 成電路中使用較高容值的電容器（幾毫微法）是比較昂貴的。此外，電容器的使用伴隨有 殘留波動，這與數(shù)字技術(shù)是不相容的。
[0008] 最后，諸如電話機(jī)的另一已知通信設(shè)備可被用于雙向同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和能量傳輸。 電話線的持續(xù)極化為用戶的電話裝置遠(yuǎn)程提供電源。上行線路信號（從公共網(wǎng)絡(luò)到用戶的 電話裝置）和下行線路信號（從用戶的電話裝置到公共網(wǎng)絡(luò)）的組合形成了合成電壓信 號?？梢酝ㄟ^了解該合成信號和上行線路或下行線路兩個(gè)信號中的一個(gè)來分別生成下行線 路或上行線路信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 在下面的所有描述中，所述傳輸器意指發(fā)射器/接收器對。
[0010] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種用于在通過有源連接線連接的主傳輸器和至少一 個(gè)從屬傳輸器之間的雙向同時(shí)數(shù)字通信的設(shè)備和方法，其不具有現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，特別是， 其不需要諸如電容器的能量存儲裝置。
[0011] 本發(fā)明提供一種包括主傳輸器（TRM1、TRM2)的主系統(tǒng)（SysMl、SysM2)，所述主傳 輸器（TRM1、TRM2)具有公共參考連接（GND)和輸入/輸出（OUT1、OUT2)，所述公共參考連 接（GND)確定為連接到從屬傳輸器（TRS1、TRS2)的公共參考連接（GND)，并且所述輸入/輸 出（0UT1、0UT2)確定為連接到所述從屬傳輸器（TRS1、TRS2)的輸入/輸出（IN1、IN2)，所 述主傳輸器（TRM1、TRM2)能夠向所述從屬傳輸器（TRS1、TRS2)發(fā)送主信號（S1)，所述主信 號（S1)是電壓的數(shù)字調(diào)制，并且所述主傳輸器（TRM1、TRM2)能夠從所述從屬傳輸器接收從 屬信號（S2)，所述從屬信號（S2)是電流的數(shù)字調(diào)制，并且其中，普通比特幀用于在所述主 傳輸器和所述從屬傳輸器之間的通信，所述比特幀以包括6個(gè)處于邏輯1的連續(xù)比特的起 始標(biāo)記開始，并且在所述比特幀中，在發(fā)送時(shí)，插入邏輯0以獲得5個(gè)處于邏輯1的連續(xù)比 特。
[0012] 本發(fā)明還提供一種包括從屬傳輸器（TRS1、TRS2)的從屬系統(tǒng)（SysSl、SysS2)，所 述從屬傳輸器（TRS1、TRS2)具有公共參考連接（GND)和輸入/輸出（INI、IN2)，所述公共 參考連接（GND)確定為連接到主傳輸器（TRM1、TRM2)的公共參考連接（GND)并且所述輸入 /輸出（INI、IN2)確定為連接到所述主傳輸器（TRM1、TRM2)的輸入/輸出（OUT1、OUT2)， 所述從屬傳輸器（TRS1、TRS2)能夠從所述主傳輸器（TRM1、TRM2)接收主信號（S1)，所述主 信號（S1)是電壓的數(shù)字調(diào)制，所述從屬傳輸器（TRS1、TRS2)能夠向所述主傳輸器發(fā)送從屬 信號（S2)，所述從屬信號（S2)是電流的數(shù)字調(diào)制，并且其中，普通比特幀用于在所述主傳 輸器和所述從屬傳輸器之間的通信，所述比特幀以包括6個(gè)處于邏輯1的連續(xù)比特的起始 標(biāo)記開始，并且在所述比特幀中，在發(fā)送時(shí)，插入邏輯0以獲得5個(gè)處于邏輯1的連續(xù)比特。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，通過一種基于兩種不同的物理和電子量（即電壓和電流）的使用而 用于雙向同時(shí)數(shù)字通信的設(shè)備和方法來實(shí)現(xiàn)該目的。
[0014] 由主傳輸器發(fā)送到從屬傳輸器的主信號（S1)是電壓（VCL)的數(shù)字調(diào)制（邏輯0 或1)。由從屬傳輸器發(fā)送到主傳輸器的從屬信號（S2)是電流（ICL)的數(shù)字調(diào)制（邏輯0 或1)。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)的第一模式，包含在主信號S1中的數(shù)字信息包括初始化信號、 同步信號和數(shù)據(jù)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)的第二模式，所述主信號也包括能量傳送。
[0017] 下面的表格示出了電壓VCL和電流ICL的各種數(shù)字調(diào)制值：
[0018]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種包括主系統(tǒng)（SysMl、SysM2)和至少一個(gè)從屬系統(tǒng)（SysSl、SysS2)的雙向通信 系統(tǒng)，其中： -所述主系統(tǒng)（SysMl、SysM2)包括具有公共參考連接（GND)和輸入/輸出（0UT1、0UT2) 的主傳輸器（TRM1、TRM2)， -所述從屬系統(tǒng)（SysSl、SysS2)包括具有公共參考連接（GND)和輸入/輸出（IN1、IN2) 的從屬傳輸器（TRSl、TRS2)，所述公共參考連接（GND)連接到所述主傳輸器（TRMl、TRM2) 的公共參考連接（GND)，并且所述輸入/輸出（IN1、IN2)連接到所述主傳輸器（TRM1、TRM2) 的輸入/輸出（〇UTl、OUT2)， -所述主傳輸器（TRM1、TRM2)在激活狀態(tài)下向所述從屬傳輸器（TRS1、TRS2)發(fā)送主 信號（SI)，其中所述主信號（SI)是時(shí)鐘信號的電壓的數(shù)字調(diào)制，并且所述主傳輸器（TRM1、 TRM2)在備用狀態(tài)下向所述從屬傳輸器（TRS1、TRS2)發(fā)送恒定的邏輯狀態(tài)，并且在備用模 式的同時(shí)，所述主傳輸器（TRM1、TRM2)可操作為檢測所述從屬傳輸器（TRS1、TRS2)的電流 消耗，并且當(dāng)檢測到這樣的電流消耗時(shí)，所述主傳輸器（TRM1、TRM2)可操作為從備用狀態(tài) 切換到激活狀態(tài)， -所述從屬傳輸器（TRS1、TRS2)可操作為通過消耗電流和向所述主傳輸器（TRM1、TRM2)發(fā)送從屬信號（S2)，以信號告知所述主傳輸器（TRM1、TRM2)切換到激活狀態(tài)，所述從 屬信號（S2)是電流的數(shù)字調(diào)制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向通信系統(tǒng)，其中： a) 所述主傳輸器（TRM1、TRM2)包括： -低阻抗的電壓回路，通過其發(fā)送所述主信號（S1)，所述主信號（SI)包括傳輸時(shí)鐘和 數(shù)據(jù)， -數(shù)字化裝置，其數(shù)字化所述從屬信號（S2)的兩個(gè)離散值，將其解釋為二進(jìn)制值O或L b) 至少一個(gè)所述從屬傳輸器（TRSl、TRS2)包括： -電流回路，通過其發(fā)送所述從屬信號（S2)，所述從屬信號（S2)包括數(shù)據(jù)并且被所述 主信號（SI)同步，以及 _用于接收所述主信號（SI)的裝置和用于從所述主信號（SI)中提取數(shù)據(jù)和傳輸時(shí)鐘 的裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向通信系統(tǒng)，其中僅所述主傳輸器（TRM2)連接到電源，所 述主傳輸器（TRMl)向所述從屬傳輸器（TRS2)發(fā)送極化的主信號（SI)，所述極化的主信號 (SI)是包括傳輸時(shí)鐘、數(shù)據(jù)和極化電壓的電壓的數(shù)字調(diào)制，其中所述極化的主信號當(dāng)所述 電壓超過閾值時(shí)向所述從屬系統(tǒng)（SysS2)提供能量，當(dāng)