串行通信协议设计问题

Question

这是一个使用C ++的嵌入式解决方案，我正在从手机屏幕上读取亮度的变化，从非常明亮（白色）到黑色（黑色）。

使用JavaScript和非常simple script我将网页的背景从白色更改为黑色，间隔为100毫秒，并在我的亮度传感器上读取结果，正如预期的那样浏览器在时间上不是很精确，有时候它有时会减少100毫秒，有时甚至会有更大的偏差。

    var syncinterval = setInterval(function(){
        bytes = "010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101";

        bit = bytes[i];
        output_bit(bit);

        i += 1;
        if(i > bytes.length) {
            clearInterval(syncinterval);

            i = 0;
            for (i=0; i < input.length; i++) {
                tbits = input[i].charCodeAt(0).toString(2);
                while (tbits.length < 8) tbits = '0' + tbits;
                bytes += tbits;
            }
            console.log(bytes);

        }
    }, sync_speed);

我最初的想法，在知道浏览器的时序是如何使用异步串行通信之前，有些人知道“字”来同步数据流，就像RS232和他的起始位一样，但是在RS232上，时钟非常精确。

我可以使用第二个传感器将屏幕的不同部分作为时钟读取，在这种情况下，即使显示器或浏览器“决定”更快或更慢，我的系统只会在有时钟信号时读取（this is a similar application他们刷传感器而不是按照我的需要制作屏幕，但这需要更复杂的硬件系统，我不想在搜索软件解决方案之前使事情复杂化。

我不需要高速，我尝试发送的数据大约只有8个字节。

Answer 1

对于任何类型的异步通信，您都依赖于发送器以固定的时间间隔发送新的“位”数据，并且接收器以相同（固定）的间隔对数据进行采样。如果浏览器在时间上不准确，你只需要降低比特率，直到它足够好。

您可以使用一些技巧来帮助您提高可靠性： -

a：发送时，预先计算每个'比特'所需的'开始发送时间'，并根据当前时间与所需时间的关系，在每个比特被'发送'后修改延迟。这意味着你将避免累积误差（即如果比特1稍晚发送，第2比特的延迟将减少以补偿），而不是每比特延迟一个恒定的N微秒。

b：接收时，您必须以比预期更改更快的速度对传入数据进行采样。 （UARTS通常使用16倍过采样）这意味着您可以与“起始位”（图中从1到0的初始变化）重新同步，然后您可以在其时间段的预期“中心”对每个位进行采样。 / p>

换句话说，如果您以1000us的间隔发送数据，则以~62us的间隔对数据进行采样，当您检测到“开始位”时，等待500us将您置于该时间段的中心，然后8个单位采样，间隔1000us，形成一个8位字节。

Answer 2

您可能会考虑不使用固定速率编码，其中每个位都表示为相同长度的序列，而是采用可变速率编码：

Time:  0 1 2 3 4
0:     _/▔\_
1:     _/▔▔▔▔▔\_

这意味着在解码时，您需要做的就是测量屏幕点亮的时间。短脉冲为0，长脉冲为1。它的效率非常低，但不需要精确的时钟，并且应该能够抵抗不准确的时序。通过在字节之间使用一些同步脉冲（例如，010序列），您可以自动检测脉冲的长度，因此最终不需要固定的时钟。