一种主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法与流程

1.本发明涉及电子电路和通讯技术领域，特别涉及一种主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法。


背景技术：

2.以电力线为数据总线的电子设备只有电源接口、没有冗余的通讯接口，这类电子设备以电力线为数据总线进行数据传输、对应的数据传输协议有电力线载波(power line carrier，plc)通讯协议、powerbus总线协议等。我们在实践中发现，类似plc、powerbus这样的电力线数据传输协议都是基于调制解调方式实现的，也就是说在主从机电子设备的收发端都要增加对应的信号调制解调模块，而这类信号调制解调模块的实现难度和实现成本都很高。若将这类电子设备应用在短距离、调度简单的运维网络(诸如智能家居、智能楼宇、智能小区等)中其缺点也是明显的：开发周期长、造价高、系统运维成本高。


技术实现要素：

3.本发明的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法；构建一个由一个主机和多个从机构成的主从机网络，并基于两条电力线实现主机到各个从机的连接；并为该主从机网络设计一种用于在主从机之间实现高/低电平数据信号收发的处理机制，该处理机制通过发送方(主机/从机)对电力线的状态(输出电平状态/电力线电流状态)进行调控来引发接收方(从机/主机)的电学状态发生对应改变(从机的输入电平状态发生改变/主机的电流采样电阻的电压发生改变)、再由接收方根据改变后的状态在本地确认当前是处于高电平数据信号接收状态还是低电平数据信号接收状态并完成对应的高/低电平数据信号接收。本发明这种处理方式，不用对电力线进行复杂的调制解调操作，可以达到降低主/从机实现难度与实现成本的目的；将以本发明为基础实现的主/从机应用到短距离、调度简单的运维网络(诸如智能家居、智能楼宇、智能小区等)中可以缩短开发周期、降低系统造价和运维成本。
4.为实现上述目的，本发明实施例提供了一种主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法，所述方法包括：
5.构建主从机网络；所述主从机网络包括一个主机、多个从机、第一电力线和第二电力线；所述主机包括第一、第二主机接入端，所述第一、第二主机接入端分别与对应的所述第一、第二电力线连接；所述从机包括第一、第二从机接入端，所述第一、第二从机接入端分别与对应的所述第一、第二电力线连接；
6.当所述主机向所述从机发送高/低电平数据信号时，由所述主机控制其输出电平状态呈相反的低/高电平状态并以此激活所述从机在本地完成对应的高/低电平数据信号接收处理；
7.当所述从机向所述主机发送高/低电平数据信号时，在确认所述主机的输出电平状态为高电平状态的前提下，由所述从机根据数据信号的高/低电平特征在本地完成对应
设置并由所述主机根据主机内电流采样电阻rs的采样电压进行数据信号接收处理。
8.优选的，所述主机除所述第一、第二主机接入端之外，还包括电源模块、晶振源、主机主控模块、信号处理模块和所述电流采样电阻rs；
9.所述电源模块分别与所述晶振源、所述主机主控模块和所述信号处理模块连接；所述电源模块用于分别向所述晶振源、所述主机主控模块和所述信号处理模块供电；
10.所述晶振源与所述主机主控模块连接；所述晶振源用于向所述主机主控模块提供外部时钟信号源；
11.所述电流采样电阻rs的两侧记为对应的第一、第二侧端口，其中，第一侧端口与所述主机主控模块的第一主机输出信号端连接、第二侧端口与所述第一主机接入端连接；
12.所述信号处理模块与所述电流采样电阻rs的第一、第二侧端口分别连接，还与所述主机主控模块的第一主机输入信号端连接；
13.所述信号处理模块用于对所述电流采样电阻rs的两侧电压进行测量生成对应的采样电压，并根据所述采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的识别信号向所述主机主控模块的所述第一主机输入信号端发送；
14.所述主机主控模块用于处理数据信号发送的端口包括所述第一主机输出信号端和第二主机输出信号端，用于处理数据信号接收的端口为所述第一主机输入信号端；所述第二主机输出信号端与所述第二主机接入端连接。
15.进一步的，所述根据所述采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的识别信号向所述主机主控模块的所述第一主机输入信号端发送，具体包括：
16.所述信号处理模块对预设的处理模式进行识别；所述处理模式包括第一、第二模式；
17.当所述处理模式为第一模式时，将所述采样电压输入内置的模数转换器进行转换输出对应的第一转换值；并对所述第一转换值是否满足预设的高电平转换值范围进行识别；若所述第一转换值满足所述高电平转换值范围，则设置对应的第一电平状态为高电平状态；若所述第一转换值不满足所述高电平转换值范围，则对所述第一转换值是否满足预设的低电平转换值范围进行识别，若满足则设置对应的第一电平状态为低电平状态，若不满足则设置对应的第一电平状态为异常电平状态；
18.当所述处理模式为第二模式时，将所述采样电压输入内置的第一电压比较器并由所述第一电压比较器基于预设的高电平参考电压对所述采样电压进行比较、并在所述采样电压超过所述高电平参考电压时输出对应的第一比较结果为真、并在所述采样电压未超过所述高电平参考电压时输出对应的所述第一比较结果为假；并对所述第一比较结果进行识别；若所述第一比较结果为真，则设置对应的第一电平状态为高电平状态；若所述第一比较结果为假，则将所述采样电压输入内置的第二电压比较器并由所述第二电压比较器基于预设的低电平参考电压对所述采样电压进行比较、并在所述采样电压未超过所述低电平参考电压时输出对应的第二比较结果为真、并在所述采样电压超过所述低电平参考电压时输出对应的所述第二比较结果为假，并在所述第二比较结果为真时设置对应的所述第一电平状态为低电平状态，并在所述第二比较结果为假时设置对应的所述第一电平状态为异常电平状态；所述第一、第二电压比较器都包括两个输入端和一个输出端；所述第一电压比较器的两个输入端中一个用于输入所述采样电压、另一个用于输入所述高电平参考电压，所述第
一电压比较器的输出端用于输出所述第一比较结果；所述第二电压比较器的两个输入端中一个用于输入所述采样电压、另一个用于输入所述低电平参考电压，所述第二电压比较器的输出端用于输出所述第二比较结果；所述第一、第二比较结果的取值包括真、假两种取值；
19.当得到的所述第一电平状态不为异常电平状态时，将所述第一电平状态作为输出的所述识别信号向所述主机主控模块的所述第一主机输入信号端发送。
20.优选的，所述从机除所述第一、第二从机接入端之外，还包括由第一、第二、第三和第四二极管d1、d2、d3、d4组成的整流模块，第一、第二场效应管mos1、mos2，第一、第二、第三电阻r1、r2、r3，第五二极管d5，第一、第二电容c1、c2，低压差线性稳压器ldo和从机主控模块；
21.所述整流模块为由所述第一、第二、第三和第四二极管d1、d2、d3、d4组成的整流桥；所述第一、第二二极管d1、d2串联构成对应的第一路串联二极管，所述第三、第四二极管d3、d4串联构成对应的第二路串联二极管；所述第一、第二路串联二极管并联，所述第一、第三二极管d1、d3的正极互联、所述第二、第四二极管d2、d4的负极互联；所述第一、第三二极管d1、d3的正极互联点接地；所述第一、第二二极管d1、d2的串联点与所述第一从机接入端连接；所述第三、第四二极管d3、d4的串联点与所述第二从机接入端连接；所述第二、第四二极管d2、d4的负极互联点分别与所述第一场效应管mos1的源极、所述第一电阻r1的第一侧端口和所述第五二极管d5的正极连接；所述整流模块的输出节点为所述第二、第四二极管d2、d4的负极互联点，所述整流模块的输出电压为所述输出节点的节点电压记为对应的输出电压v
p
；所述输出电压v
p
的电压电平状态与所述第一、第二从机接入端的输入电平状态对应，所述第一、第二从机接入端的输入电平状态为高电平状态时所述输出电压v
p
的电压电平状态为高电平状态，所述第一、第二从机接入端的输入电平状态为低电平状态时所述输出电压v
p
的电压电平状态为低电平状态；
22.所述第一场效应管mos1的漏极接地，栅极与所述从机主控模块的第一从机输出信号端连接；所述第一场效应管mos1在所述第一从机输出信号端处于高电平状态时导通，在所述第一从机输出信号端处于低电平状态时关断；所述第一场效应管mos1从关断到导通切换时，所述第一电力线上的线上电流增大；所述第一场效应管mos1从导通到关断切换时，所述第一电力线上的线上电流减小；
23.所述第一电阻r1与所述第二电阻r2串联，所述第一电阻r1的第二侧端口与所述第二电阻r2的第一侧端口连接，所述第二电阻r2的第二侧端口接地；所述第一电阻r1与所述第二电阻r2的串联点还与所述第二场效应管mos2的栅极连接；
24.所述第二场效应管mos2的栅极电压v
2g
＝v
p
*r2/(r1+r2)；所述第二场效应管mos2的源极接地，漏极分别与所述第三电阻r3的第二侧端口和所述从机主控模块的第一从机输入信号端连接；所述第二场效应管mos2的漏极电压记为对应的漏极电压v
2d
；所述第二场效应管mos2在所述输出电压v
p
处于高电平状态时导通，对应的所述栅极电压v
2g
处于高电平状态、所述漏极电压v
2d
处于低电平状态；所述第二场效应管mos2在所述输出电压v
p
处于低电平状态时关断，对应的所述栅极电压v
2g
处于低电平状态、所述漏极电压v
2d
处于高电平状态；
25.所述第五二极管d5的负极分别与所述低压差线性稳压器ldo的电压输入端v
in
和所述第一电容c1的正极连接；所述第一电容c1的负极接地；所述第五二极管d5在所述输出电压vp
处于高电平状态时导通，在所述输出电压v
p
处于低电平状态时关断；所述第一电容c1在所述输出电压v
p
处于高电平状态时被所述整流模块通过所述第五二极管d5对其进行充电，在所述输出电压v
p
处于低电平状态时通过放电方式向所述低压差线性稳压器供电；
26.所述低压差线性稳压器ldo的电压输出端v
out
分别与所述第三电阻r3的第一侧端口、所述第二电容c2的正极和所述从机主控模块连接；所述低压差线性稳压器ldo的接地端gnd则用于接地；所述第二电容c2的负极接地；所述低压差线性稳压器ldo用于对所述从机主控模块供电、对所述第二电容c2充电；所述第二电容c2用于对所述低压差线性稳压器ldo的所述电压输出端v
out
的输出电压v
dd
进行滤波；
27.所述从机主控模块用于处理数据信号接收的端口为所述第一从机输入信号端，用于处理数据信号发送的端口为所述第一从机输出信号端；所述从机主控模块以内置的rc晶振作为时钟信号源。
28.优选的，所述由所述主机控制其输出电平状态呈相反的低/高电平状态并以此激活所述从机在本地完成对应的高/低电平数据信号接收处理，具体包括：
29.当所述主机向所述从机发送高电平数据信号时，由所述主机的所述主机主控模块通过降低所述第一、第二主机输出信号端之间电势差的方式来控制所述第一、第二主机接入端的输出电平状态呈相反的低电平状态；并由所述从机在所述第一、第二主机接入端的输出电平状态为低电平状态时在本地完成对应的高电平数据信号接收处理；
30.当所述主机向所述从机发送低电平数据信号时，由所述主机的所述主机主控模块通过增大所述第一、第二主机输出信号端之间电势差的方式来控制所述第一、第二主机接入端的输出电平状态呈相反的高电平状态；并由所述从机在所述第一、第二主机接入端的输出电平状态为高电平状态时在本地完成对应的低电平数据信号接收处理。
31.进一步的，所述由所述从机在所述第一、第二主机接入端的输出电平状态为低电平状态时在本地完成对应的高电平数据信号接收处理，具体包括：
32.当所述主机的所述第一、第二主机接入端的输出电平状态被设置成低电平状态时，所述从机上对应的所述第一、第二从机接入端的输入电平状态变为低电平状态，从而使得所述整流模块的所述输出电压v
p
对应地变为低电平状态，继而使得所述第二场效应管mos2的所述漏极电压v
2d
对应地变为高电平状态、并使得与所述第二场效应管mos2的漏极连接的所述从机主控模块的所述第一从机输入信号端的信号电平状态变为高电平状态；
33.所述从机的所述从机主控模块在所述第一从机输入信号端的电平状态为高电平状态时对所述第一从机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的高电平数据信号。
34.进一步的，所述由所述从机在所述第一、第二主机接入端的输出电平状态为高电平状态时在本地完成对应的低电平数据信号接收处理，具体包括：
35.当所述主机的所述第一、第二主机接入端的输出电平状态被设置成高电平状态时，所述从机上对应的所述第一、第二从机接入端的输入电平状态变为高电平状态，从而使得所述整流模块的所述输出电压v
p
对应地变为高电平状态，继而使得所述第二场效应管mos2的所述漏极电压v
2d
对应地变为低电平状态、并使得与所述第二场效应管mos2的漏极连接的所述从机主控模块的所述第一从机输入信号端的信号电平状态变为低电平状态；
36.所述从机的所述从机主控模块在所述第一从机输入信号端的电平状态为低电平状态时对所述第一从机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的低电平数据信号。
37.优选的，所述由所述从机根据数据信号的高/低电平特征在本地完成对应设置并由所述主机根据主机内电流采样电阻rs的采样电压进行数据信号接收处理，具体包括：
38.当所述从机向所述主机发送高电平数据信号时，由所述从机的所述从机主控模块通过将所述第一从机输出信号端的信号电平状态设为高电平状态的方式使所述第一场效应管mos1导通；并由所述主机的所述信号处理模块对所述电流采样电阻rs的两侧电压进行测量生成对应的所述采样电压，并根据所述采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的所述识别信号向所述主机主控模块的所述第一主机输入信号端发送；并由所述主机的所述主机主控模块在所述第一主机输入信号端输入的所述识别信号为高电平状态时对所述第一主机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的高电平数据信号；
39.当所述从机向所述主机发送低电平数据信号时，由所述从机的所述从机主控模块通过将所述第一从机输出信号端的信号电平状态设为低电平状态的方式使所述第一场效应管mos1关断；并由所述主机的所述信号处理模块对所述电流采样电阻rs的两侧电压进行测量生成对应的所述采样电压，并根据所述采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的所述识别信号向所述主机主控模块的所述第一主机输入信号端发送；并由所述主机的所述主机主控模块在所述第一主机输入信号端输入的所述识别信号为低电平状态时对所述第一主机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的低电平数据信号。
40.本发明实施例提供了一种主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法；构建一个由一个主机和多个从机构成的主从机网络，并基于两条电力线实现主机到各个从机的连接；并为该主从机网络设计一种用于在主从机之间实现高/低电平数据信号收发的处理机制，该处理机制通过发送方(主机/从机)对电力线的状态(输出电平状态/电力线电流状态)进行调控来引发接收方(从机/主机)的电学状态发生对应改变(从机的输入电平状态发生改变/主机的电流采样电阻的电压发生改变)、再由接收方根据改变后的状态在本地确认当前是处于高电平数据信号接收状态还是低电平数据信号接收状态并完成对应的高/低电平数据信号接收。本发明这种处理方式，不用对电力线进行复杂的调制解调操作，降低了主/从机的实现难度与实现成本；将以本发明为基础实现的主/从机应用到短距离、调度简单的运维网络(诸如智能家居、智能楼宇、智能小区等)中缩短了开发周期、降低了系统造价和运维成本。
附图说明
41.图1为本发明实施例提供的一种主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法示意图；
42.图2为本发明实施例提供的主从机网络示意图；
43.图3为本发明实施例提供的主机原理框图；
44.图4为本发明实施例提供的从机原理框图；
45.图5为本发明实施例提供的主从机连接示意图。
具体实施方式
46.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施
例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
47.本发明实施例提供一种主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法，如图1为本发明实施例提供的一种主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法示意图所示，本方法主要包括如下步骤：
48.步骤1，构建主从机网络。
49.这里，本发明实施例的主从机网络如图2为本发明实施例提供的主从机网络示意图所示，包括：一个主机、多个从机、第一电力线和第二电力线；主机包括第一、第二主机接入端，第一、第二主机接入端分别与对应的第一、第二电力线连接；从机包括第一、第二从机接入端，第一、第二从机接入端分别与对应的第一、第二电力线连接；
50.下文分别对主机与从机的模块结构以及工作原理进行说明：
51.(一)主机：
52.a、本发明实施例主机内部的主要工作模块以及各模块的连接关系如图3为本发明实施例提供的主机原理框图所示：
53.主机除第一、第二主机接入端之外，还包括电源模块、晶振源、主机主控模块、信号处理模块和电流采样电阻rs；
54.其中，电源模块分别与晶振源、主机主控模块和信号处理模块连接；晶振源与主机主控模块连接；电流采样电阻rs的两侧记为对应的第一、第二侧端口，其中，第一侧端口与主机主控模块的第一主机输出信号端连接、第二侧端口与第一主机接入端连接；信号处理模块与电流采样电阻rs的第一、第二侧端口分别连接，还与主机主控模块的第一主机输入信号端连接；主机主控模块上，用于处理数据信号发送的端口包括第一主机输出信号端和第二主机输出信号端，用于处理数据信号接收的端口为第一主机输入信号端，第一主机输出信号端与电流采样电阻rs的第一侧端口连接、第二主机输出信号端与第二主机接入端连接、第一主机输入信号端与信号处理模块连接；
55.b、本发明实施例主机内部的工作模块的功能为：
56.电源模块用于分别向晶振源、主机主控模块和信号处理模块供电；
57.晶振源用于向主机主控模块提供外部时钟信号源；
58.信号处理模块用于对电流采样电阻rs的两侧电压进行测量生成对应的采样电压，并根据采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的识别信号向主机主控模块的第一主机输入信号端发送；
59.这里，本发明实施例主机的信号处理模块是用于在从机向主机发送数据时对主机本地的高/低电平数据接收状态进行识别的工作模块；其中，信号处理模块根据采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的识别信号向主机主控模块的第一主机输入信号端发送的处理过程，具体包括以下步骤a1-a4：
60.步骤a1，信号处理模块对预设的处理模式进行识别；
61.其中，处理模式包括第一、第二模式；
62.这里，本发明实施例的信号处理模块提供两种方式来进行高低电平数据信号识别；第一模式下，信号处理模块基于模数转换器(analog to digital converter，adc)对采样电压进行转换并基于转换值所属值域区间来确定高/低电平数据信号接收状态；第二模
式下，信号处理模块使用电压比较器以参考电压为参照对采样电压进行比较，并基于比较结果来确定高/低电平数据信号接收状态；
63.步骤a2，当处理模式为第一模式时，将采样电压输入内置的模数转换器进行转换输出对应的第一转换值；并对第一转换值是否满足预设的高电平转换值范围进行识别；若第一转换值满足高电平转换值范围，则设置对应的第一电平状态为高电平状态；若第一转换值不满足高电平转换值范围，则对第一转换值是否满足预设的低电平转换值范围进行识别，若满足则设置对应的第一电平状态为低电平状态，若不满足则设置对应的第一电平状态为异常电平状态；
64.这里，高电平转换值范围、低电平转换值范围是两个预先设置的模数转换器转换值的取值范围；此处，这两个转换值范围可以是两个不同的取值范围，且高电平转换值范围大于低电平转换值范围；还可以是两个不同的取值，且高电平转换值范围对应的单一取值大于低电平转换值范围对应的单一取值；还可以是以一个大于0的中间取值划分出的两个值域范围，高电平转换值范围为大于该中间取值的值域范围、低电平转换值范围为小于该中间取值但大于0的值域范围；
65.步骤a3，当处理模式为第二模式时，将采样电压输入内置的第一电压比较器并由第一电压比较器基于预设的高电平参考电压对采样电压进行比较、并在采样电压超过高电平参考电压时输出对应的第一比较结果为真、并在采样电压未超过高电平参考电压时输出对应的第一比较结果为假；并对第一比较结果进行识别；若第一比较结果为真，则设置对应的第一电平状态为高电平状态；若第一比较结果为假，则将采样电压输入内置的第二电压比较器并由第二电压比较器基于预设的低电平参考电压对采样电压进行比较、并在采样电压未超过低电平参考电压时输出对应的第二比较结果为真、并在采样电压超过低电平参考电压时输出对应的第二比较结果为假，并在第二比较结果为真时设置对应的第一电平状态为低电平状态，并在第二比较结果为假时设置对应的第一电平状态为异常电平状态；
66.其中，第一、第二电压比较器都包括两个输入端和一个输出端；第一电压比较器的两个输入端中一个用于输入采样电压、另一个用于输入高电平参考电压，第一电压比较器的输出端用于输出第一比较结果；第二电压比较器的两个输入端中一个用于输入采样电压、另一个用于输入低电平参考电压，第二电压比较器的输出端用于输出第二比较结果；第一、第二比较结果的取值包括真、假两种取值；
67.这里，高电平参考电压、低电平参考电压是两个预先设置的参考电压；需要说明的是，本发明实施例当处理模式为第二模式时，还可通过一个电压比较器和一个参考电压来设置对应的第一电平状态，具体为：将采样电压输入内置的电压比较器并由该电压比较器基于预设的参考电压对采样电压进行比较、并在采样电压大于该参考电压时输出对应的第一比较结果为真、并在采样电压小于该参考电压时输出对应的第一比较结果为假；并对第一比较结果进行识别；若第一比较结果为真，则设置对应的第一电平状态为高电平状态；若第一比较结果为假，则设置对应的第一电平状态为低电平状态；
68.步骤a4，当得到的第一电平状态不为异常电平状态时，将第一电平状态作为输出的识别信号向主机主控模块的第一主机输入信号端发送；
69.这里，由下文可知在从机向主机发送数据时，此处信号处理模块输出的识别信号实际就是主机当前具体的高/低电平数据信号接收状态；
70.c、本发明实施例主机的数据发送/接收原理为：
71.本发明实施例主机在向从机发送高电平数据信号时，通过降低第一、第二主机接入端之间电势差的调控方式将主机在第一、第二电力线上的输出电平状态调至低电平状态，此时在从机侧会产生对应的高电平采样信号从而完成从机对高电平数据信号的接收处理；反之，主机在向从机发送低电平数据信号时，通过提高第一、第二主机接入端之间电势差的调控方式将主机在第一、第二电力线上的输出电平状态调至高电平状态，此时在从机侧会产生对应的低电平采样信号从而完成从机对低电平数据信号的接收处理；这里，本发明实施例的主机在通过降低第一、第二主机接入端之间电势差的调控方式将主机在第一、第二电力线上的输出电平状态调至低电平状态时，可以通过对第一、第二主机接入端之间的电势差进行动态调控的方式将输出电平状态调至标准的低电平状态，还可通过直接设定第一、第二主机接入端之间电势差的方式将输出电平状态设置到标准的低电平状态；同理，本发明实施例的主机在通过提高第一、第二主机接入端之间电势差的调控方式将主机在第一、第二电力线上的输出电平状态调至高电平状态时，可以通过对第一、第二主机接入端之间的电势差进行动态调控的方式将输出电平状态调至标准的高电平状态，还可通过直接设定第一、第二主机接入端之间电势差的方式将输出电平状态设置到标准的高电平状态；
72.由下文可知从机向主机发送高电平数据时第一电力线上的电流值是大于从机向主机发送低电平数据时的电流值的，基于这个已知条件可预先在主从机网络中所有从机都处于低电平数据发送状态时对第一电力线的电流值变化范围进行统计和标准化处理得到对应的第一电流值范围、并对主从机网络中只有一个且是随机的一个从机处于高电平数据发送状态时的第一电力线的电流值变化范围进行统计和标准化处理得到对应的第二电流值范围，再根据统计得到的第一、第二电流值范围对信号处理模块使用的模数转换器的低、高电平转换值范围以及第一、第二电压比较器参考的低/高电平参考电压进行对应配置就能通过信号处理模块实现对从机发送数据的低/高电平状态进行识别了；
73.(二)从机：
74.a、本发明从机内部的主要部件以及各部件间的连接关系如图4为本发明实施例提供的从机原理框图所示：
75.从机除第一、第二从机接入端之外，还包括由第一、第二、第三和第四二极管d1、d2、d3、d4组成的整流模块，第一、第二场效应管mos1、mos2，第一、第二、第三电阻r1、r2、r3，第五二极管d5，第一、第二电容c1、c2，低压差线性稳压器ldo(low drop out)和从机主控模块；
76.整流模块为由第一、第二、第三和第四二极管d1、d2、d3、d4组成的整流桥；第一、第二二极管d1、d2串联构成对应的第一路串联二极管，第三、第四二极管d3、d4串联构成对应的第二路串联二极管；第一、第二路串联二极管并联，第一、第三二极管d1、d3的正极互联、第二、第四二极管d2、d4的负极互联；第一、第三二极管d1、d3的正极互联点接地；第一、第二二极管d1、d2的串联点与第一从机接入端连接；第三、第四二极管d3、d4的串联点与第二从机接入端连接；第二、第四二极管d2、d4的负极互联点分别与第一场效应管mos1的源极、第一电阻r1的第一侧端口和第五二极管d5的正极连接；整流模块的输出节点为第二、第四二极管d2、d4的负极互联点，整流模块的输出电压为输出节点的节点电压记为对应的输出电压v
p
；
77.此处，输出电压v
p
的电压电平状态与第一、第二从机接入端的输入电平状态对应，第一、第二从机接入端的输入电平状态为高电平状态时输出电压v
p
的电压电平状态为高电
平状态，第一、第二从机接入端的输入电平状态为低电平状态时输出电压v
p
的电压电平状态为低电平状态；
78.第一场效应管mos1的漏极接地，栅极与从机主控模块的第一从机输出信号端连接；
79.此处，第一场效应管mos1在第一从机输出信号端处于高电平状态时导通，在第一从机输出信号端处于低电平状态时关断；第一场效应管mos1从关断到导通切换时，第一电力线上的线上电流增大；第一场效应管mos1从导通到关断切换时，第一电力线上的线上电流减小；需要说明的是，本发明实施例为了使第一场效应管mos1导通时第一电力线上的线上电流有明显变化，会默认使用低阻抗的场效应管作为第一场效应管mos1；另外，本发明实施例为提高第一场效应管mos1的开关速度，在对第一场效应管mos1的mos管类型进行选型时优选nmos管类型；
80.第一电阻r1与第二电阻r2串联，第一电阻r1的第二侧端口与第二电阻r2的第一侧端口连接，第二电阻r2的第二侧端口接地；第一电阻r1与第二电阻r2的串联点还与第二场效应管mos2的栅极连接；第二场效应管mos2的栅极电压v
2g
＝v
p
*r2/(r1+r2)；第二场效应管mos2的源极接地，漏极分别与第三电阻r3的第二侧端口和从机主控模块的第一从机输入信号端连接；第二场效应管mos2的漏极电压记为对应的漏极电压v
2d
；
81.此处，第二场效应管mos2在输出电压v
p
处于高电平状态时导通，对应的栅极电压v
2g
处于高电平状态、漏极电压v
2d
处于低电平状态；第二场效应管mos2在输出电压v
p
处于低电平状态时关断，对应的栅极电压v
2g
处于低电平状态、漏极电压v
2d
处于高电平状态；需要说明的是，本发明实施例为提高第二场效应管mos2的开关速度，在对第二场效应管mos2的mos管类型进行选型时优选nmos管类型；
82.第五二极管d5的负极分别与低压差线性稳压器ldo的电压输入端v
in
和第一电容c1的正极连接；第一电容c1的负极接地；
83.此处，第五二极管d5在输出电压v
p
处于高电平状态时导通，在输出电压v
p
处于低电平状态时关断；第一电容c1在输出电压v
p
处于高电平状态时被整流模块通过第五二极管d5对其进行充电，在输出电压v
p
处于低电平状态时通过放电方式向低压差线性稳压器供电；
84.低压差线性稳压器ldo的电压输出端v
out
分别与第三电阻r3的第一侧端口、第二电容c2的正极和从机主控模块连接；低压差线性稳压器ldo的接地端gnd则用于接地；第二电容c2的负极接地；
85.此处，低压差线性稳压器ldo用于对从机主控模块供电、对第二电容c2充电；第二电容c2用于对低压差线性稳压器ldo的电压输出端v
out
的输出电压v
dd
进行滤波；从机主控模块的工作电压v
dd
默认为3.3伏；
86.从机主控模块用于处理数据信号接收的端口为第一从机输入信号端，用于处理数据信号发送的端口为第一从机输出信号端；从机主控模块以内置的rc晶振作为时钟信号源，该rc晶振应具备低功耗特征；
87.b、本发明实施例从机的数据发送/接收原理为：
88.本发明实施例从机在向主机发送高电平数据信号时，会由从机主控模块将第一从机输出信号端设为高电平状态，此时对应的第一场效应管mos1导通、第一电力线上的线上电流增大，主机侧的信号处理模块会确认进入高电平数据接收状态并由此进行高电平数据
信号接收；反之，从机在向主机发送低电平数据信号时，会由从机主控模块将第一从机输出信号端设为低电平状态，此时对应的第一场效应管mos1关断、第一电力线上的线上电流值应小于高电平数据信号发送时的电流值，主机侧的信号处理模块会确认进入低电平数据接收状态并由此进行低电平数据信号接收；
89.由前文可知主机向从机发送高电平数据信号时会将第一、第二电力线上的输出电平状态调至低电平状态，此时在从机侧整流模块的输出电压v
p
会处于低电平状态、第二场效应管mos2关断、漏极电压v
2d
处于高电平状态、从机主控模块的第一从机输入信号端处于高电平状态，从机主控模块在第一从机输入信号端处于高电平状态时即启动对应的高电平数据信号接收；反之，主机向从机发送低电平数据信号时会将第一、第二电力线上的输出电平状态调至高电平状态，此时在从机侧整流模块的输出电压v
p
会处于高电平状态、第二场效应管mos2导通、漏极电压v
2d
处于低电平状态、从机主控模块的第一从机输入信号端处于低电平状态，从机主控模块在第一从机输入信号端处于低电平状态时即启动对应的低电平数据信号接收。
90.综上可知，本发明实施例主从机网络中主从机之间的数据收发机制，是通过发送方(主机/从机)对电力线的状态(输出电平状态/电力线电流状态)进行调控来引发接收方(从机/主机)的电学状态发生对应改变(从机的输入电平状态发生改变/主机的电流采样电阻的电压发生改变)、再由接收方根据改变后的状态在本地确认当前的高/低电平数据信号接收状态并完成对应的高/低电平数据信号接收。
91.需要说明的是，本发明实施例还规定在上述主从机网络中主机可同时向所有从机发送数据、但所有从机不能发生两个及两个以上从机同时发送数据的情况。为达到控制从机实现单时段单发的技术效果，可通过基于本发明方案之上构建的应用协议层来进行控制，例如在主从机之间构建的主从轮询协议就是其中的一种解决方案，该主从轮询协议由主机通过本发明实施例方法向所有从机广播带有当次轮询标识的轮询指令，所有从机中只有本地标识与当次轮询标识匹配的从机才会在收到轮询指令之后通过本发明实施例方法向主机回发对应的响应数据；当然，其他能控制从机实现单时段单发的应用协议还有很多，在此就不做一一说明。
92.在通过上文对本发明实施例主从机网络的工作原理进行说明之后，下文步骤2-3的主/从机数据收发处理过程就很好理解了，为更直观地理解下述步骤2-3，本发明实施例还提供图5为本发明实施例提供的主从机连接示意图来作为参考。
93.步骤2，当主机向从机发送高/低电平数据信号时，由主机控制其输出电平状态呈相反的低/高电平状态并以此激活从机在本地完成对应的高/低电平数据信号接收处理；
94.这里，当主机向从机发送高/低电平数据信号时，本发明实施例的主机通过对第一、第二电力线的输出电平状态进行低/高电平状态调控来引发从机侧第二场效应管mos2的漏极电压v
2d
的电平状态产生对应的高/低电平状态映射，再由从机根据漏极电压v
2d
的电平状态在本地确认当前是处于高电平数据信号接收状态还是低电平数据信号接收状态，并基于确认后的状态进行对应的高/低电平数据信号接收；
95.具体包括：步骤21，当主机向从机发送高电平数据信号时，由主机的主机主控模块通过降低第一、第二主机输出信号端之间电势差的方式来控制第一、第二主机接入端的输出电平状态呈相反的低电平状态；并由从机在第一、第二主机接入端的输出电平状态为低
电平状态时在本地完成对应的高电平数据信号接收处理；
96.具体包括：步骤211，当主机向从机发送高电平数据信号时，由主机的主机主控模块通过降低第一、第二主机输出信号端之间电势差的方式来控制第一、第二主机接入端的输出电平状态呈相反的低电平状态；
97.步骤212，并由从机在第一、第二主机接入端的输出电平状态为低电平状态时在本地完成对应的高电平数据信号接收处理；
98.具体包括：步骤2121，当主机的第一、第二主机接入端的输出电平状态被设置成低电平状态时，从机上对应的第一、第二从机接入端的输入电平状态变为低电平状态，从而使得整流模块的输出电压v
p
对应地变为低电平状态，继而使得第二场效应管mos2的漏极电压v
2d
对应地变为高电平状态、并使得与第二场效应管mos2的漏极连接的从机主控模块的第一从机输入信号端的信号电平状态变为高电平状态；
99.步骤2122，从机的从机主控模块在第一从机输入信号端的电平状态为高电平状态时对第一从机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的高电平数据信号；
100.这里，第一从机输入信号端的电平状态为高电平状态时意味着从机在本地确认了当前是处于高电平数据信号接收状态，这时候从机的从机主控模块从第一从机输入信号端持续采集到数据信号自然就是与主机侧同步的高电平数据信号；
101.步骤22，当主机向从机发送低电平数据信号时，由主机的主机主控模块通过增大第一、第二主机输出信号端之间电势差的方式来控制第一、第二主机接入端的输出电平状态呈相反的高电平状态；并由从机在第一、第二主机接入端的输出电平状态为高电平状态时在本地完成对应的低电平数据信号接收处理；
102.具体包括：步骤221，当主机向从机发送低电平数据信号时，由主机的主机主控模块通过增大第一、第二主机输出信号端之间电势差的方式来控制第一、第二主机接入端的输出电平状态呈相反的高电平状态；
103.步骤222，并由从机在第一、第二主机接入端的输出电平状态为高电平状态时在本地完成对应的低电平数据信号接收处理；
104.具体包括：步骤2221，当主机的第一、第二主机接入端的输出电平状态被设置成高电平状态时，从机上对应的第一、第二从机接入端的输入电平状态变为高电平状态，从而使得整流模块的输出电压v
p
对应地变为高电平状态，继而使得第二场效应管mos2的漏极电压v
2d
对应地变为低电平状态、并使得与第二场效应管mos2的漏极连接的从机主控模块的第一从机输入信号端的信号电平状态变为低电平状态；
105.步骤2222，从机的从机主控模块在第一从机输入信号端的电平状态为低电平状态时对第一从机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的低电平数据信号。
106.这里，第一从机输入信号端的电平状态为低电平状态时意味着从机在本地确认了当前是处于低电平数据信号接收状态，这时候从机的从机主控模块从第一从机输入信号端持续采集到数据信号自然就是与主机侧同步的低电平数据信号。
107.步骤3，当从机向主机发送高/低电平数据信号时，在确认主机的输出电平状态为高电平状态的前提下，由从机根据数据信号的高/低电平特征在本地完成对应设置并由主机根据主机内电流采样电阻rs的采样电压进行数据信号接收处理；
108.这里，本发明实施例的从机向主机发送高/低电平数据信号时一定要在主机的输
出电平状态为高电平状态的情况下才能执行；本发明实施例的从机通过对第一电力线的线上电流进行调控来引发主机侧电流采样电阻rs的采样电压发生变化并由主机侧信号处理模块根据采样电压产生对应的高/低电平状态映射，再由主机根据信号处理模块输出的识别信号在本地确认当前是处于高电平数据信号接收状态还是低电平数据信号接收状态，并基于确认后的状态进行对应的高/低电平数据信号接收；
109.需要说明的是，本发明实施例从机的从机主控模块可根据第一从机输入信号端的电平状态来识别主机的输出电平状态，具体的：从机的从机主控模块对第一从机输入信号端的电平状态进行识别；若第一从机输入信号端的电平状态为低电平状态则确认从机的第一、第二从机接入端的输入电平状态为高电平状态、继而确认主机的第一、第二主机接入端的输出电平状态为高电平状态也就是确认主机的输出电平状态为高电平状态；若第一从机输入信号端的电平状态为高电平状态则确认从机的第一、第二从机接入端的输入电平状态为低电平状态、继而确认主机的第一、第二主机接入端的输出电平状态为低电平状态也就是确认主机的输出电平状态为低电平状态；
110.还需要说明的是，上述步骤3中由从机根据数据信号的高/低电平特征在本地完成对应设置并由主机根据主机内电流采样电阻rs的采样电压进行数据信号接收处理，具体包括：
111.步骤b1，当从机向主机发送高电平数据信号时，由从机的从机主控模块通过将第一从机输出信号端的信号电平状态设为高电平状态的方式使第一场效应管mos1导通；并由主机的信号处理模块对电流采样电阻rs的两侧电压进行测量生成对应的采样电压，并根据采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的识别信号向主机主控模块的第一主机输入信号端发送；并由主机的主机主控模块在第一主机输入信号端输入的识别信号为高电平状态时对第一主机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的高电平数据信号；
112.这里，一旦从机侧的第一场效应管mos1导通，就会导致当前从机整流模块的输出端会通过低阻抗的第一场效应管mos1接地，这样会将当前从机的等效阻抗降低，也就会使得第一电力线上的线上电流增大；而第一电力线上的线上电流增大后，主机侧电流采样电阻rs的两侧电压也就是信号处理模块得到的采样电压必然也会增大，由主机信号处理模块根据采样电压进行高低电平数据信号识别输出的识别信号就应为高电平状态；此时，主机会确认当前处于高电平数据信号接收状态，主机主控模块从第一主机输入信号端持续采集到数据信号自然就是与从机侧同步的高电平数据信号；
113.步骤b2,当从机向主机发送低电平数据信号时，由从机的从机主控模块通过将第一从机输出信号端的信号电平状态设为低电平状态的方式使第一场效应管mos1关断；并由主机的信号处理模块对电流采样电阻rs的两侧电压进行测量生成对应的采样电压，并根据采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的识别信号向主机主控模块的第一主机输入信号端发送；并由主机的主机主控模块在第一主机输入信号端输入的识别信号为低电平状态时对第一主机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的低电平数据信号。
114.这里，从机侧的第一场效应管mos1处于关断状态时，当前从机的等效阻抗增大，这种时候第一电力线上的线上电流值势必是小于第一场效应管mos1导通状态下的电流值的，在主机侧电流采样电阻rs的两侧电压也就是信号处理模块得到的采样电压也会小于第一场效应管mos1导通状态下的采样电压，由主机信号处理模块根据采样电压进行高低电平数
据信号识别输出的识别信号就应为低电平状态；此时，主机会确认当前处于低电平数据信号接收状态，主机主控模块从第一主机输入信号端持续采集到数据信号自然就是与从机侧同步的低电平数据信号。
115.综上所述，本发明实施例提供了一种主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法；构建一个由一个主机和多个从机构成的主从机网络，并基于两条电力线实现主机到各个从机的连接；并为该主从机网络设计一种用于在主从机之间实现高/低电平数据信号收发的处理机制，该处理机制通过发送方(主机/从机)对电力线的状态(输出电平状态/电力线电流状态)进行调控来引发接收方(从机/主机)的电学状态发生对应改变(从机的输入电平状态发生改变/主机的电流采样电阻的电压发生改变)、再由接收方根据改变后的状态在本地确认当前是处于高电平数据信号接收状态还是低电平数据信号接收状态并完成对应的高/低电平数据信号接收。本发明这种处理方式，不用对电力线进行复杂的调制解调操作，降低了主/从机的实现难度与实现成本；将以本发明为基础实现的主/从机应用到短距离、调度简单的运维网络(诸如智能家居、智能楼宇、智能小区等)中缩短了开发周期、降低了系统造价和运维成本。
116.专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元、模块以及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
117.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
118.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法，其特征在于，所述方法包括：构建主从机网络；所述主从机网络包括一个主机、多个从机、第一电力线和第二电力线；所述主机包括第一、第二主机接入端，所述第一、第二主机接入端分别与对应的所述第一、第二电力线连接；所述从机包括第一、第二从机接入端，所述第一、第二从机接入端分别与对应的所述第一、第二电力线连接；当所述主机向所述从机发送高/低电平数据信号时，由所述主机控制其输出电平状态呈相反的低/高电平状态并以此激活所述从机在本地完成对应的高/低电平数据信号接收处理；当所述从机向所述主机发送高/低电平数据信号时，在确认所述主机的输出电平状态为高电平状态的前提下，由所述从机根据数据信号的高/低电平特征在本地完成对应设置并由所述主机根据主机内电流采样电阻r
s
的采样电压进行数据信号接收处理。2.根据权利要求1所述的主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法，其特征在于，所述主机除所述第一、第二主机接入端之外，还包括电源模块、晶振源、主机主控模块、信号处理模块和所述电流采样电阻r
s
；所述电源模块分别与所述晶振源、所述主机主控模块和所述信号处理模块连接；所述电源模块用于分别向所述晶振源、所述主机主控模块和所述信号处理模块供电；所述晶振源与所述主机主控模块连接；所述晶振源用于向所述主机主控模块提供外部时钟信号源；所述电流采样电阻r
s
的两侧记为对应的第一、第二侧端口，其中，第一侧端口与所述主机主控模块的第一主机输出信号端连接、第二侧端口与所述第一主机接入端连接；所述信号处理模块与所述电流采样电阻r
s
的第一、第二侧端口分别连接，还与所述主机主控模块的第一主机输入信号端连接；所述信号处理模块用于对所述电流采样电阻r
s
的两侧电压进行测量生成对应的采样电压，并根据所述采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的识别信号向所述主机主控模块的所述第一主机输入信号端发送；所述主机主控模块用于处理数据信号发送的端口包括所述第一主机输出信号端和第二主机输出信号端，用于处理数据信号接收的端口为所述第一主机输入信号端；所述第二主机输出信号端与所述第二主机接入端连接。3.根据权利要求2所述的主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法，其特征在于，所述根据所述采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的识别信号向所述主机主控模块的所述第一主机输入信号端发送，具体包括：所述信号处理模块对预设的处理模式进行识别；所述处理模式包括第一、第二模式；当所述处理模式为第一模式时，将所述采样电压输入内置的模数转换器进行转换输出对应的第一转换值；并对所述第一转换值是否满足预设的高电平转换值范围进行识别；若所述第一转换值满足所述高电平转换值范围，则设置对应的第一电平状态为高电平状态；若所述第一转换值不满足所述高电平转换值范围，则对所述第一转换值是否满足预设的低电平转换值范围进行识别，若满足则设置对应的第一电平状态为低电平状态，若不满足则设置对应的第一电平状态为异常电平状态；
当所述处理模式为第二模式时，将所述采样电压输入内置的第一电压比较器并由所述第一电压比较器基于预设的高电平参考电压对所述采样电压进行比较、并在所述采样电压超过所述高电平参考电压时输出对应的第一比较结果为真、并在所述采样电压未超过所述高电平参考电压时输出对应的所述第一比较结果为假；并对所述第一比较结果进行识别；若所述第一比较结果为真，则设置对应的第一电平状态为高电平状态；若所述第一比较结果为假，则将所述采样电压输入内置的第二电压比较器并由所述第二电压比较器基于预设的低电平参考电压对所述采样电压进行比较、并在所述采样电压未超过所述低电平参考电压时输出对应的第二比较结果为真、并在所述采样电压超过所述低电平参考电压时输出对应的所述第二比较结果为假，并在所述第二比较结果为真时设置对应的所述第一电平状态为低电平状态，并在所述第二比较结果为假时设置对应的所述第一电平状态为异常电平状态；所述第一、第二电压比较器都包括两个输入端和一个输出端；所述第一电压比较器的两个输入端中一个用于输入所述采样电压、另一个用于输入所述高电平参考电压，所述第一电压比较器的输出端用于输出所述第一比较结果；所述第二电压比较器的两个输入端中一个用于输入所述采样电压、另一个用于输入所述低电平参考电压，所述第二电压比较器的输出端用于输出所述第二比较结果；所述第一、第二比较结果的取值包括真、假两种取值；当得到的所述第一电平状态不为异常电平状态时，将所述第一电平状态作为输出的所述识别信号向所述主机主控模块的所述第一主机输入信号端发送。4.根据权利要求2所述的主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法，其特征在于，所述从机除所述第一、第二从机接入端之外，还包括由第一、第二、第三和第四二极管d1、d2、d3、d4组成的整流模块，第一、第二场效应管mos1、mos2，第一、第二、第三电阻r1、r2、r3，第五二极管d5，第一、第二电容c1、c2，低压差线性稳压器ldo和从机主控模块；所述整流模块为由所述第一、第二、第三和第四二极管d1、d2、d3、d4组成的整流桥；所述第一、第二二极管d1、d2串联构成对应的第一路串联二极管，所述第三、第四二极管d3、d4串联构成对应的第二路串联二极管；所述第一、第二路串联二极管并联，所述第一、第三二极管d1、d3的正极互联、所述第二、第四二极管d2、d4的负极互联；所述第一、第三二极管d1、d3的正极互联点接地；所述第一、第二二极管d1、d2的串联点与所述第一从机接入端连接；所述第三、第四二极管d3、d4的串联点与所述第二从机接入端连接；所述第二、第四二极管d2、d4的负极互联点分别与所述第一场效应管mos1的源极、所述第一电阻r1的第一侧端口和所述第五二极管d5的正极连接；所述整流模块的输出节点为所述第二、第四二极管d2、d4的负极互联点，所述整流模块的输出电压为所述输出节点的节点电压记为对应的输出电压v
p
；所述输出电压v
p
的电压电平状态与所述第一、第二从机接入端的输入电平状态对应，所述第一、第二从机接入端的输入电平状态为高电平状态时所述输出电压v
p
的电压电平状态为高电平状态，所述第一、第二从机接入端的输入电平状态为低电平状态时所述输出电压v
p
的电压电平状态为低电平状态；所述第一场效应管mos1的漏极接地，栅极与所述从机主控模块的第一从机输出信号端连接；所述第一场效应管mos1在所述第一从机输出信号端处于高电平状态时导通，在所述第一从机输出信号端处于低电平状态时关断；所述第一场效应管mos1从关断到导通切换时，所述第一电力线上的线上电流增大；所述第一场效应管mos1从导通到关断切换时，所述
第一电力线上的线上电流减小；所述第一电阻r1与所述第二电阻r2串联，所述第一电阻r1的第二侧端口与所述第二电阻r2的第一侧端口连接，所述第二电阻r2的第二侧端口接地；所述第一电阻r1与所述第二电阻r2的串联点还与所述第二场效应管mos2的栅极连接；所述第二场效应管mos2的栅极电压v
2g
＝v
p
*r2/(r1+r2)；所述第二场效应管mos2的源极接地，漏极分别与所述第三电阻r3的第二侧端口和所述从机主控模块的第一从机输入信号端连接；所述第二场效应管mos2的漏极电压记为对应的漏极电压v
2d
；所述第二场效应管mos2在所述输出电压v
p
处于高电平状态时导通，对应的所述栅极电压v
2g
处于高电平状态、所述漏极电压v
2d
处于低电平状态；所述第二场效应管mos2在所述输出电压v
p
处于低电平状态时关断，对应的所述栅极电压v
2g
处于低电平状态、所述漏极电压v
2d
处于高电平状态；所述第五二极管d5的负极分别与所述低压差线性稳压器ldo的电压输入端v
in
和所述第一电容c1的正极连接；所述第一电容c1的负极接地；所述第五二极管d5在所述输出电压v
p
处于高电平状态时导通，在所述输出电压v
p
处于低电平状态时关断；所述第一电容c1在所述输出电压v
p
处于高电平状态时被所述整流模块通过所述第五二极管d5对其进行充电，在所述输出电压v
p
处于低电平状态时通过放电方式向所述低压差线性稳压器供电；所述低压差线性稳压器ldo的电压输出端v
out
分别与所述第三电阻r3的第一侧端口、所述第二电容c2的正极和所述从机主控模块连接；所述低压差线性稳压器ldo的接地端gnd则用于接地；所述第二电容c2的负极接地；所述低压差线性稳压器ldo用于对所述从机主控模块供电、对所述第二电容c2充电；所述第二电容c2用于对所述低压差线性稳压器ldo的所述电压输出端v
out
的输出电压v
dd
进行滤波；所述从机主控模块用于处理数据信号接收的端口为所述第一从机输入信号端，用于处理数据信号发送的端口为所述第一从机输出信号端；所述从机主控模块以内置的rc晶振作为时钟信号源。5.根据权利要求4所述的主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法，其特征在于，所述由所述主机控制其输出电平状态呈相反的低/高电平状态并以此激活所述从机在本地完成对应的高/低电平数据信号接收处理，具体包括：当所述主机向所述从机发送高电平数据信号时，由所述主机的所述主机主控模块通过降低所述第一、第二主机输出信号端之间电势差的方式来控制所述第一、第二主机接入端的输出电平状态呈相反的低电平状态；并由所述从机在所述第一、第二主机接入端的输出电平状态为低电平状态时在本地完成对应的高电平数据信号接收处理；当所述主机向所述从机发送低电平数据信号时，由所述主机的所述主机主控模块通过增大所述第一、第二主机输出信号端之间电势差的方式来控制所述第一、第二主机接入端的输出电平状态呈相反的高电平状态；并由所述从机在所述第一、第二主机接入端的输出电平状态为高电平状态时在本地完成对应的低电平数据信号接收处理。6.根据权利要求5所述的主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法，其特征在于，所述由所述从机在所述第一、第二主机接入端的输出电平状态为低电平状态时在本地完成对应的高电平数据信号接收处理，具体包括：当所述主机的所述第一、第二主机接入端的输出电平状态被设置成低电平状态时，所述从机上对应的所述第一、第二从机接入端的输入电平状态变为低电平状态，从而使得所
述整流模块的所述输出电压v
p
对应地变为低电平状态，继而使得所述第二场效应管mos2的所述漏极电压v
2d
对应地变为高电平状态、并使得与所述第二场效应管mos2的漏极连接的所述从机主控模块的所述第一从机输入信号端的信号电平状态变为高电平状态；所述从机的所述从机主控模块在所述第一从机输入信号端的电平状态为高电平状态时对所述第一从机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的高电平数据信号。7.根据权利要求5所述的主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法，其特征在于，所述由所述从机在所述第一、第二主机接入端的输出电平状态为高电平状态时在本地完成对应的低电平数据信号接收处理，具体包括：当所述主机的所述第一、第二主机接入端的输出电平状态被设置成高电平状态时，所述从机上对应的所述第一、第二从机接入端的输入电平状态变为高电平状态，从而使得所述整流模块的所述输出电压v
p
对应地变为高电平状态，继而使得所述第二场效应管mos2的所述漏极电压v
2d
对应地变为低电平状态、并使得与所述第二场效应管mos2的漏极连接的所述从机主控模块的所述第一从机输入信号端的信号电平状态变为低电平状态；所述从机的所述从机主控模块在所述第一从机输入信号端的电平状态为低电平状态时对所述第一从机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的低电平数据信号。8.根据权利要求4所述的主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法，其特征在于，所述由所述从机根据数据信号的高/低电平特征在本地完成对应设置并由所述主机根据主机内电流采样电阻r
s
的采样电压进行数据信号接收处理，具体包括：当所述从机向所述主机发送高电平数据信号时，由所述从机的所述从机主控模块通过将所述第一从机输出信号端的信号电平状态设为高电平状态的方式使所述第一场效应管mos1导通；并由所述主机的所述信号处理模块对所述电流采样电阻r
s
的两侧电压进行测量生成对应的所述采样电压，并根据所述采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的所述识别信号向所述主机主控模块的所述第一主机输入信号端发送；并由所述主机的所述主机主控模块在所述第一主机输入信号端输入的所述识别信号为高电平状态时对所述第一主机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的高电平数据信号；当所述从机向所述主机发送低电平数据信号时，由所述从机的所述从机主控模块通过将所述第一从机输出信号端的信号电平状态设为低电平状态的方式使所述第一场效应管mos1关断；并由所述主机的所述信号处理模块对所述电流采样电阻r
s
的两侧电压进行测量生成对应的所述采样电压，并根据所述采样电压进行高低电平数据信号识别输出对应的所述识别信号向所述主机主控模块的所述第一主机输入信号端发送；并由所述主机的所述主机主控模块在所述第一主机输入信号端输入的所述识别信号为低电平状态时对所述第一主机输入信号端的信号进行持续采集得到对应的低电平数据信号。

技术总结
本发明实施例涉及一种主从机网络基于电力线收发数据信号的处理方法，所述方法包括：构建主从机网络；当主机向从机发送高/低电平数据信号时，由主机控制其输出电平状态呈相反的低/高电平状态并以此激活从机在本地完成对应的高/低电平数据信号接收处理；当从机向主机发送高/低电平数据信号时，在确认主机的输出电平状态为高电平状态的前提下，由从机根据数据信号的高/低电平特征在本地完成对应设置并由主机根据主机内电流采样电阻R


技术研发人员：李佳豪 曾小光 蒋荟林 曾羿臣 肖龙光 胡坚珉 吴家富 张立明
受保护的技术使用者：忆月启函（上海）科技有限公司
技术研发日：2023.07.26
技术公布日：2023/9/14