一种无源分光rs-485光纤总线接入方法及系统的制作方法_3

文档序号:8433485阅读:来源:国知局
、RS-485接口芯片和三级防雷电路;所述多端口 RS-485光网络终端包括依次连接的光口,光电转换模块,总线仲裁处理器,高速光耦、RS-485接口芯片和三级防雷电路,其还包括与处理芯片相连接的一路上行光纤接口、两路级联光口和两路RS-485级联接口。
[0054]所述光电转换模块将总线仲裁处理器送出的TTL电平控制信号转换成光信号送到平面波导型光分路器,并将平面波导型光分路器送回来的光信号还原成总线仲裁处理器可以处理的TTL电平信号。
[0055]所述光电转换模块包括发射单元和接收单元;发射单元包括激光驱动器和激光器;接收单元包括光电二极管和放大比较电路,发射单元接收到总线仲裁处理器处理过的RS-485总线逻辑电平“O”时驱动激光器发光,发出逻辑“O”的光信号,在接收到总线仲裁处理器处理过的RS-485总线逻辑电平“I”时,驱动电路不驱动激光器发光,产生逻辑“I”的光信号,接收单元在接收到无源RS-485光网络终端发送来的逻辑“O”光信号,将此光信号转换成总线仲裁处理器可以处理的逻辑“1”TTL高电平信号,总线仲裁处理器将此信号转化为逻辑“0”TTL低电平信号,送到RS-485总线驱动芯片后传送到RS-485总线控制端,在没有光信号输入时,将此光信号转换成总线仲裁处理器可以处理的逻辑“0”TTL低电平信号,总线仲裁处理器将此信号转化为逻辑“I”TTL高电平信号,送到RS-485总线驱动芯片后传送到RS-485总线控制端。
[0056]所述无源RS-485光网络终端光电转换模块的接收单元将无源RS-485光网络局端发送过来的光信号转换成TTL逻辑电平信号,经相位转换后送到高速光耦的发光二极管引脚,发光二极管是否发光由输入逻辑状态决定,对高速光耦的光敏器件,将光信号逻辑转换相应的逻辑电平输出,从而实现电气隔离,并将数据发送RS-485接口芯片驱动到数据总线上;当用户终端设备通过RS-485总线发送数据时,RS-485接口芯片将RS-485电平转换成TTL逻辑电平信号送到高速光耦的发光二极管引脚,发光二极管是否发光是由输入逻辑状态决定的,对应高速光耦的光敏器件,将光信号逻辑转换相应的逻辑电平输出,从而实现电气隔离,数据相位转换后送到光电转换模块的发射单元,经局端设备送到RS-485控制端,实现数据的采集。
[0057]一种实施所述方法的系统,其包括依次连接的RS-485总线控制端,无源RS-485光网络局端,无源RS-485光网络终端和用户终端设备,其中所述RS-485总线控制端发出控制信号,并通过总线传输至无源RS-485光网络局端,无源RS-485光网络局端将控制信号转换成TTL逻辑信号后,然后将TTL逻辑信号转换成光信号,由光纤将光信号传输至无源RS-485光网络终端,无源RS-485光网络终端将光信号转换成逻辑电平信号,从而控制与无源RS-485光网络终端连接的用户终端设备;用户终端设备将反馈数据信号通过无源RS-485光网络终端,转换成光信号,然后通过光纤将光信号传输至无源RS-485光网络局端,由无源RS-485光网络局端将信号转换成RS-485总线电平或是RS232电平信号,然后传输至RS-485总线控制端。
[0058]所述无源RS-485光网络局端包括电源模块,主控板,多个平面波导型光分路器和多个光口,其中,所述主控板包括RS-232中控接口,RS-485中控接口,两路RS-485级联接口,多个光电转换模块和总线仲裁处理器,所述RS-232中控接口、RS-485中控接口和两路RS-485级联接口连接总线仲裁处理器和RS-485总线控制端,所述多个光电转换模块一端连接总线仲裁处理器,另一端连接平面波导型光分路器一端,平面波导型光分路器另一端连接光口。
[0059]所述无源RS-485光网络终端包括单端口 RS-485光网络终端、嵌入式RS-485光网络终端和多端口 RS-485光网络终端,其中,所述单端口 RS-485光网络终端包括依次连接的光口、光电转换模块、高速光耦、RS-485接口芯片和三级防雷电路;嵌入式RS-485光网络终端包括依次连接的光口、光电转换单元、高速光耦、RS-485接口芯片和三级防雷电路;所述多端口 RS-485光网络终端包括依次连接的光口,光电转换模块,总线仲裁处理器,高速光耦、RS-485接口芯片和三级防雷电路,其还包括与处理芯片相连接的一路上行光纤接口、两路级联光口和两路RS-485级联接口。
[0060]所述光电转换模块包括发射单元和接收单元;发射单元包括激光驱动器和激光器;接收单元包括光电二极管和放大比较电路,发射单元接收到总线仲裁处理器处理过的RS-485总线逻辑电平“O”时驱动激光器发光,发出逻辑“O”的光信号,在接收到总线仲裁处理器处理过的RS-485总线逻辑电平“ I”时,驱动电路不驱动激光器发光,产生逻辑“ I”的光信号,接收单元在接收到无源RS-485光网络终端发送来的逻辑“O”光信号,将此光信号转换成总线仲裁处理器可以处理的逻辑“1”TTL高电平信号,总线仲裁处理器将此信号转化为逻辑“0”TTL低电平信号,接收单元在接收到无源RS-485光网络终端发送来的逻辑“ I”光信号,将此光信号转换成总线仲裁处理器可以处理的逻辑“O” TTL高电平信号,总线仲裁处理器将此信号转化为逻辑“ I ” TTL高电平信号。
[0061]所述平面波导型光分路器负责将光电转换模块发射单元发出的光均匀的分配到每一个光纤节点端口上面和将各节点的光信号送到光电转换模块的接收端;PLC分光器是一种无源器件,它们不需要外部能量,只要有输入光即可。PLC分光器的优点
[0062](I)损耗对光波长不敏感,可以满足不同波长的传输需要。
[0063](2)分光均匀,可以将信号均匀分配给用户。
[0064](3)结构紧凑,体积小,可以直接安装在现有的各种交接箱内,不需留出很大的安装空间。
[0065](4)单只器件分路通道很多,可以达到32路以上。
[0066](5)多路成本低,分路数越多,成本优势越明显。
[0067]所述总线仲裁处理器由高密度、高速CPLD或FPGA组成,通过复杂的数字逻辑运算,完成各个RS-485光纤端口的通信逻辑控制,是整个系统的核心,总线仲裁处理器将RS-485总线控制平台发出的控制命令广播到所有光纤节点端口,让所有用户终端节点都可以接收到RS-485总线控制平台的控制指令,当用户终端设备收到属于自己发送指令时,将需要提交的数据经过无源RS-485光网络终端转换成光信号,通过光纤链路发送到无源RS-485光网络局端的总线仲裁处理器,总线仲裁处理器按照约定的通信机制将数据正确的传送到RS-485总线控制端,从而实现数据的远程采集。
[0068]所述防雷电路由于高品质TVS瞬态抑制二极管、GAS TUBE陶瓷气体放电管、PPTC自恢复保险丝组成三级高性能抗雷击电路,GDT可以用两个陶瓷SPA090F或用用两个玻璃管SPMB201M,F1和F2为PPTC自恢复保险丝可采用K250-120U,T1、T2、T3为TVS瞬态抑制二极管可采用 Ρ6ΚΕ6.8CA。可通过 IEC6100-4-54 级标准 1.2/50us 4KV 8/20us 2KA。
[0069]所述光电转换模块将总线仲裁处理器送出的TTL电平控制信号转换成光信号送到平面波导型光分路器,并将平面波导型光分路器送回来的光信号还原成总线仲裁处理器可以处理的TTL电平信号。
[0070]光电转换模块的接收单元将无源RS-485光网络局端发送过来的光信号转换成TTL逻辑电平信号送到高速光耦的发光二极管引脚,发光二极管是否发光由输入逻辑状态决定,对高速光耦的光敏器件,将光信号逻辑转换相应的逻辑电平输出,从而实现电气隔离,并将数据发送RS-485接口芯片驱动到数据总线上;当终端设备通过RS-485总线发送数据时,RS-485接口芯片将RS-485电平转换成TTL逻辑电平信号送到高速光耦的发光二极管引脚,发光二极管是否发光是由输入逻辑状态决定的,对应高速光耦的光敏器件,将光信号逻辑转换相应的逻辑电平输出,从而实现电气隔离,并将数据发送到光电转换模块的发射单元,实现数据的远程采集。
[0071]本发明的无源RS-485光网络通信逻辑协议:任何时刻,不管是局端设备还是终端设备只能有一个设备允许发送信号,其它设备处于侦听状态。所有终端设备的数据发送都由RS-485总线控制端控制,用户终端设备只有在接收到属于自己的发送指令时,才可以进行数据的传送,否则处于静默侦听状态。本发明专利涉及的通信逻辑,采用有光(即光电转换器发射单元的激光器发射出具有一定强度的激光信号)表示RS-485总线逻辑“O”信号,采用无光(即光电转换器发射单元的激光器不发射激光出来,处于关闭状态)表示RS-485总线逻辑“I”信号;任何一个总线设备在不发送信号时,自身的光电转换模块光发射单元均不能发出超过规定强度的光信号出来,即在发送逻辑“I”时,要具备发射判断功能,防止产生总线混乱而导致无法通信的故障。
[0072]但以上所述仅为本发明的较佳可行实施例,并非用以局限本发明的专利范围,故凡运用本发明说明书内容所作的等效步骤及结构变化,均包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种无源分光RS-48
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