一种自适应电平隔离串口通信电路及方法、多联机系统与流程

专利2025-11-28  1


本技术属于多联机,尤其涉及一种自适应电平隔离串口通信电路及方法、多联机系统。


背景技术:

1、在空调、热泵、工控、通信、能源等技术领域常常遇到一对多的主机和从机通信的场景,例如多联机中央空调为一台或者多台室外机连接多台室内机,通常用于商场、工厂等大型场所,多联机内机和外机之间需要通信互联。

2、然而,由于多联机系统往往比较复杂,例如多联机系统中存在从机系统之间的电路工作电压不同,而不同从机系统之间因电路工作电压不同无法连接到同一个主机上,也就是无法与同一个主机通信。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术实施例提供了一种自适应电平隔离串口通信电路及方法、多联机系统,以解决不同从机之间因工作电压不同或电源系统不同,导致无法连接到同一个主机上的问题。

2、本技术实施例提供一种自适应电平隔离串口通信电路,包括:

3、主机侧通信模块和至少一个从机侧通信模块,所述主机侧通信模块和所述从机侧通信模块之间通过三线制通信串口连接,所述三线制通信串口是指包括一个电源端、一个接地端和一个收发端的通信串口;

4、所述主机侧通信模块,包括:主机控制单元和主机接收转换单元;

5、所述主机控制单元的发送端与所述三线制通信串口的收发端连接,所述主机控制单元的接收端与所述主机接收转换单元的输出端连接;所述主机接收转换单元的输入端与所述三线制通信串口的收发端连接,所述主机接收转换单元的电源端与所述三线制通信串口的电源端连接,所述主机接收转换单元的接地端与所述三线制通信串口的接地端连接;

6、所述从机侧通信模块,包括:收发隔离单元、从机接收转换单元和从机控制单元;

7、所述收发隔离单元的第一供电端与所述三线制通信串口的电源端连接,所述收发隔离单元的接地端与所述三线制通信串口的接地端连接,所述收发隔离单元的收发端与所述三线制通信串口的收发端连接,所述收发隔离单元的输出端与所述从机接收转换单元的输入端连接;所述从机接收转换单元的输出端与所述从机控制单元的接收端连接,所述从机接收转换单元的电源端与所述从机控制单元的电源端连接,所述从机接收转换单元的接地端与所述从机控制单元的接地端连接;所述收发隔离单元的第二供电端与所述从机控制单元的电源端连接,所述收发隔离单元的接收端与所述从机控制单元的发送端连接;

8、所述主机控制单元,用于通过所述三线制通信串口按照预设时间间隔发送和接收信号;

9、所述主机接收转换单元,用于将所述收发隔离单元返回的信号转换为主机侧标准幅值,以使所述主机控制单元完成信号接收;

10、所述收发隔离单元,用于实现主机侧通信模块和从机侧通信模块的隔离通信;

11、所述从机接收转换单元,用于将所述收发隔离单元接收的信号转换为从机侧标准幅值,以使所述从机控制单元完成信号接收。

12、一种可能的实现方式中,所述从机侧通信模块的数量为多个,其中,至少两个从机侧通信模块对应的从机侧标准幅值不同。

13、一种可能的实现方式中,所述主机接收转换单元,包括:

14、第一晶体管、第一电阻和第二电阻;

15、所述第一晶体管的基极与所述三线制通信串口的收发端连接,所述第一晶体管的基极还通过所述第一电阻接地,所述第一晶体管的集电极通过所述第二电阻与所述三线制通信串口的电源端连接,所述第一晶体管的集电极还与所述主机控制单元的接收端连接,所述第一晶体管的发射极接地。

16、一种可能的实现方式中,所述主机接收转换单元,还包括:

17、第三电阻,所述第一晶体管的集电极还通过所述第三电阻与所述主机控制单元的接收端连接。

18、一种可能的实现方式中,所述主机接收转换单元,还包括:

19、第一电容,所述第一电容的一端接地,另一端连接在所述第三电阻与所述主机控制单元的接收端之间。

20、一种可能的实现方式中,所述收发隔离单元,包括:

21、第一光耦、第二光耦、第四电阻、第五电阻和第六电阻;

22、所述第一光耦的1号引脚与所述三线制通信串口的电源端连接,所述第一光耦的3号引脚与所述从机接收转换单元的输入端连接,所述第一光耦的4号引脚与所述从机控制单元的接地端连接;所述第四电阻的两端分别连接所述第一光耦的1号引脚和2号引脚;所述第五电阻的两端分别连接所述第一光耦的2号引脚和所述三线制通信串口的收发端;

23、所述第二光耦的3号引脚与所述三线制通信串口的收发端连接,所述第二光耦的4号引脚与所述三线制通信串口的接地端连接,所述第二光耦的1号引脚与所述从机控制单元的电源端连接,所述第六电阻的两端分别连接所述第二光耦的1号引脚和2号引脚,所述第二光耦的2号引脚与所述从机控制单元的发送端连接;

24、其中,所述第一光耦和所述第二光耦均由发光二极管和光敏三极管组成,1号引脚为发光二极管阳极,2号引脚为发光二极管阴极,3号引脚为光敏三极管的集电极,4号引脚为光敏三极管的发射极。

25、一种可能的实现方式中,所述收发隔离单元,还包括:

26、第七电阻,所述第二光耦的2号引脚通过所述第七电阻与所述从机控制单元的发送端连接。

27、一种可能的实现方式中,所述从机接收转换单元,包括:

28、第二晶体管、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻;

29、所述第八电阻的第一端与所述第二晶体管的基极连接,所述第八电阻的第二端与所述第一光耦的3号引脚连接,所述第八电阻的第二端还通过所述第九电阻与所述从机控制单元的电源端连接;

30、所述第十电阻的第一端与所述第二晶体管的基极连接,所述第十电阻的第二端与所述第一光耦的4号引脚连接;

31、所述第二晶体管的集电极通过所述第十一电阻与所述从机控制单元的电源端连接,所述第二晶体管的集电极还与所述从机控制单元的接收端连接,所述第二晶体管的发射极接地。

32、一种可能的实现方式中,所述从机接收转换单元,还包括:

33、第十二电阻,所述第二晶体管的集电极还通过所述第十二电阻与所述从机控制单元的接收端连接。

34、一种可能的实现方式中,所述从机接收转换单元,还包括:

35、第二电容,所述第二电容的一端接地,另一端连接在所述第十二电阻与所述从机控制单元的接收端之间。

36、本技术实施例还提供一种自适应电平隔离串口通信方法,用于上述实施例中所述的自适应电平隔离串口通信电路,所述方法包括:

37、在发送时间间隔内,将所述主机控制单元的接收端设置为高阻态,所述主机控制单元的发送端发送含有从机地址码的数据帧;所有从机控制单元根据接收到数据帧中的从机地址码进行地址匹配;

38、在接收时间间隔内,地址匹配成功的从机控制单元将其接收端设置为高阻态,并从其发送端回复接收到的数据帧。

39、本技术实施例还提供一种多联机系统,包括:上述实施例中所述的自适应电平隔离串口通信电路。

40、本技术实施例提供的自适应电平隔离串口通信电路,包括主机侧通信模块和至少一个从机侧通信模块,所述主机侧通信模块和所述从机侧通信模块之间通过三线制通信串口连接;所述主机侧通信模块包括:主机控制单元和主机接收转换单元;所述从机侧通信模块包括:收发隔离单元、从机接收转换单元和从机控制单元;所述主机控制单元,用于通过所述三线制通信串口按照预设时间间隔发送和接收信号;所述主机接收转换单元,用于将所述收发隔离单元返回的信号转换为主机侧标准幅值,以使所述主机控制单元完成信号接收;所述收发隔离单元,用于实现主机侧通信模块和从机侧通信模块的隔离通信;所述从机接收转换单元,用于将所述收发隔离单元接收的信号转换为从机侧标准幅值,以使所述从机控制单元完成信号接收。相比于现有技术,本技术的自适应电平隔离串口通信电路中,采用三线制隔离串口,一个主机通过收发电路间隔轮询各个从机,并与被轮询的从机进行数据交换,实现了一个主机对多个从机的隔离通信。可见,本技术有效解决了不同从机之间因工作电压不同或电源系统不同,无法连接到同一个主机上的问题,并且本技术的自适应电平隔离串口通信电路具有结构简单、成本低等特点。


技术特征:

1.一种自适应电平隔离串口通信电路,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的自适应电平隔离串口通信电路,其特征在于,所述从机侧通信模块的数量为多个,其中,至少两个从机侧通信模块对应的从机侧标准幅值不同。

3.根据权利要求1所述的自适应电平隔离串口通信电路,其特征在于,所述主机接收转换单元,包括:

4.根据权利要求3所述的自适应电平隔离串口通信电路,其特征在于,所述主机接收转换单元,还包括:

5.根据权利要求4所述的自适应电平隔离串口通信电路,其特征在于,所述主机接收转换单元,还包括:

6.根据权利要求1所述的自适应电平隔离串口通信电路,其特征在于,所述收发隔离单元,包括:

7.根据权利要求6所述的自适应电平隔离串口通信电路,其特征在于,所述收发隔离单元,还包括:

8.根据权利要求6所述的自适应电平隔离串口通信电路,其特征在于,所述从机接收转换单元,包括:

9.根据权利要求8所述的自适应电平隔离串口通信电路,其特征在于,所述从机接收转换单元,还包括:

10.根据权利要求9所述的自适应电平隔离串口通信电路,其特征在于,所述从机接收转换单元,还包括:

11.一种自适应电平隔离串口通信方法,其特征在于,用于权利要求1-10中任一项所述的自适应电平隔离串口通信电路,所述方法包括:

12.一种多联机系统,其特征在于,包括权利要求1-10中任一项所述的自适应电平隔离串口通信电路。


技术总结
本申请公开了一种自适应电平隔离串口通信电路及方法、多联机系统,属于多联机技术领域。电路包括:主机侧通信模块和至少一个从机侧通信模块,通过三线制通信串口连接;所述主机侧通信模块包括:主机控制单元和主机接收转换单元;所述从机侧通信模块包括:收发隔离单元、从机接收转换单元和从机控制单元;所述主机控制单元,用于通过所述三线制通信串口按照预设时间间隔发送和接收信号;所述主机接收转换单元,用于将所述收发隔离单元返回的信号转换为主机侧标准幅值;所述从机接收转换单元,用于将所述收发隔离单元接收的信号转换为从机侧标准幅值。本申请有效解决了不同从机之间因工作电压不同或电源系统不同,无法连接到同一个主机上的问题。

技术研发人员:张晓东,李文辉,杨刚,刘国峰
受保护的技术使用者:广东美的暖通设备有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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