塑料光纤通讯用从节点电路的制作方法
【专利摘要】一种塑料光纤通讯用从节点电路，该从节点电路一体集成而成，其包括：一控制单元；一编解码单元，与该控制单元相连，用以根据编程将数字信号编码为在光路上传输的编码信号；一串行接口单元，与该控制单元相连，用以提供至少一路标准TTL-串口通讯接口；以及一反馈环检测处理单元，与该控制单元相连，用以提供发送输出反馈检测信号，用于监测发送输出是否出于长发射状态；其中，该从节点电路设有至少两组光电收发接口，每组光电收接口与该编解码单元相连，每组光电发接口与该驱动输出单元相连；该从节点电路可受控而处于双组光路通讯状态或单组光路通讯状态。本发明可以促进塑料光纤通讯应用。
【专利说明】塑料光纤通讯用从节点电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及共用事业的信息采集系统，尤其涉及电能信息采集系统。
【背景技术】
[0002] 电能信息采集系统通常采用主从式通讯网络。该系统经过20余年的发展，目前 主要有三种通讯手段：低压电力载波通讯、RS485总线通讯、短距离无线通讯。但这三种通 讯手段都存在比较严重的缺陷，低压电力载波通讯实时性稳定性不够，RS485总线通讯抗电 磁干扰和抗雷击能力弱，短距离无线通讯易受天气变化影响和建筑物遮挡。显然，这三种技 术手段在面对智能电网实时性稳定性高可靠通讯的要求都不能胜任。光纤通讯容量大，抗 电磁干扰能力强，环保，因此近年出现了将塑料光纤通讯用于主从式通讯网络最典型的代 表电能信息米集系统的应用研究。相对于石英光纤和玻璃光纤，塑料光纤芯径大（1_)，质 轻、柔软，更耐破坏（振动和弯曲），有优异的拉伸强度和耐用性。而且不需要复杂的连接工 具。非常适合电能信息采集系统现场特点。目前塑料光纤在以电能信息采集系统为典型代 表的主从式通讯系统的应用技术现状如下：根据主从节点连接方式及光路传输方向划分， 有以下两种基本模式：1)串联模式：主从节点串联模式分为单光路串联模式和双光路串联 模式，其中，单光路串联式组成系统时，光路信号只能按逆时针或顺时针单方向传输。其缺 点是当单点故障时光路将中断，系统瘫痪，而且故障不能定位，使得现场维护困难；双光路 模式组成系统时，光路信号既能按逆时针方向传输也能按顺时针方向传输。单点故障时只 能阻断其他节点光路某个方向的继续传输，但不影响其他节点光路逆向传输，因此单点故 障不会造成系统瘫痪。结合远程软件功能设计，能够实现故障定位。但这种模式如果采用 单芯收单芯发的光电器件，光纤用量成本较单环模式增加约一倍，光电模块器件也成倍使 用。2)并联模式：单个从节点通过独立的光纤连接到集线器再转发到主节点如电能信息采 集系统中的集中器。该方案类似早期电能信息采集系统采集脉冲电表的结构方案。但集线 器体积大，系统配置缺乏灵活性，现场安装空间容易受限。另外，在光信号转换为电信号后 的处理电路方面：通常设计采用分离器件进行驱动和逻辑处理。显然此类设计占用pcb空 间大，抗电磁干扰能力弱，设计生产环节多，成本高。同时分离器件的设计处理方式不利于 电表功能集成化整体设计。
[0003] 可见，为了推进塑料光纤在以电能信息采集系统为代表的主从式网络系统通讯中 的实际应用，实有必要对相关器件及应用做出改进和创新。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种塑 料光纤通讯用从节点电路，可以促进塑料光纤通讯应用。
[0005] 本发明针对上述技术问题提出一种塑料光纤通讯用从节点电路，该从节点电路一 体集成而成，其包括：一控制单元；一编解码单元，与该控制单元相连，用以根据编程将数 字信号编码为在光路上传输的编码信号；一串行接口单元，与该控制单元相连，用以提供至 少一路标准TTL-串口通讯接口；以及一反馈环检测处理单元，与该控制单元相连，用以提 供发送输出反馈检测信号，用于监测发送输出是否出于长发射状态；其中，该从节点电路设 有至少两组光电收发接口，每组光电收接口与该编解码单元相连，每组光电发接口与该驱 动输出单元相连；该从节点电路可受控而处于双组光路通讯状态或单组光路通讯状态。
[0006] 其中，该从节点电路具有两组光电收发接口，这两组光电收发接口与双组光电转 换模块相配合可支持双光路环系统；在信号发送时，该从节点电路能够将该标准TTL-串口 通讯接口上的信号同时向该两组光电收发接口发送输出；在信号从光纤接收时，该两组光 电收发接口中任一组的光电信号都能从TTL-串口通讯接口输出；并且，在信号从光纤接收 时，该两组光电收发接口中任一组的光电信号可受控从另一组的光电收发接口输出；或者， 该从节点电路与双组光电转换模块相配合可支持两条独立单光路系统；或者，该从节点电 路与单组光电转换模块相配合可支持一条单光路系统。
[0007] 其中，该从节点电路还包括一驱动输出单元，与该编解码单元相连，用以提供信号 发送时的驱动电流，该驱动输出单元的发送输出电流大小由外部电阻编程控制。
[0008] 在本发明的从节点电路一个应用中，本发明提出一种塑料光纤通讯用光路三通控 制器，其采用两个上述的从节点电路背对背连接构成；其中，一个从节点电路处于双组光路 通讯状态，另一个从节点电路处于单组光路通讯状态。
[0009] 在本发明的从节点电路另一个应用中，本发明提出一种塑料光纤通讯用光路四通 控制器，其采用两个上述的从节点电路背对背连接构成；其中，两个从节点电路均处于双组 光路通讯状态。
[0010] 在本发明的从节点电路另一个应用中，本发明提出一种塑料光纤通讯系统，包括 一主节点设备和与该主节点设备通过塑料光纤通讯连接的至少一从节点设备，该从节点设 备包括上述的从节点电路。
[0011] 其中，该从节点设备能够通过两路光电转换口接收远程命令；该从节点设备对于 远程命令的响应可同时通过两路电信号转为光信号发出；该从节点设备的两组光电转换单 元可以不经从节点设备处理直接互为中继；该从节点设备集成电路可根据主节点要求配置 成使能编码通讯方式，从而使得从节点设备自动具有编解码功能。
[0012] 其中，该从节点设备还包括与该从节点电路通过标准TTL-串口通讯接口通讯连 接的一电表。
[0013] 在本发明的从节点电路另一个应用中，本发明提出一种电表，其包括上述的从节 点电路。
[0014] 在本发明的从节点电路又一个应用中，本发明提出一种塑料光纤通讯系统，包括 一集中器，与该集中器通讯连接的至少一上述的塑料光纤通讯用光路三通控制器以及与每 个三通控制器通讯连接的至少一上述的电表；其中，该集中器与光路三通控制器以及两两 光路三通控制器相互之间采用双组光路串接成环，每个光路三通控制器和与其相连的电表 构成一个小组，每个小组内的成员采用单光路环串接成环。
[0015] 与现有技术相比，本发明的塑料光纤通讯用从节点电路，通过集成化设计，外围只 需少量器件，可以促进塑料光纤通讯应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为本发明塑料光纤通讯用双路光电发接口的结构框图。
[0017] 图2为本发明塑料光纤通讯用双路光电收接口的结构框图。
[0018] 图3为本发明塑料光纤通讯用主节点电路实施例的结构框图。
[0019]图4为本发明塑料光纤通讯用主节点电路的典型应用参考图。
[0020] 图5为本发明塑料光纤通讯用从节点电路实施例的结构框图。
[0021] 图6为本发明塑料光纤通讯用从节点电路的典型应用参考图。
[0022] 图7本发明塑料光纤通讯系统一实施例的结构框图。
[0023] 图8为本发明光路三通控制器实施例的结构框图。
[0024] 图9为本发明电表实施例的结构框图。
[0025] 图10为本发明塑料光纤通讯系统一实施例的结构框图。
【具体实施方式】
[0026] 以下结合附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
[0027] 参见图1和图2,本发明在构建塑料光纤通讯系统时，无论是主节点还是从节点， 均设置有双路光电收发接口，也就是说，每个节点，包括有两个发光二极管111、112进行光 信号的发送，并包括有两个感光器件113、114进行光信号的接收。
[0028]实施一
[0029]本发明提出一种塑料光纤通讯用主节点电路20,参见图3,其包括集成在一起的： 一个控制单元201，其包含一个80c51微处理器内核；一个存储单元202,其包含16K字节 flash存储器、1/2K字节Flash数据存储器、1/2K字节SRAM以及256字节RAM空间；一个 时基电路单元203,用以提供控制单元时钟基准和NRZ编解码时钟信号；一个编解码单元 204,用以根据编程将数字信号编码为在光路上传输的编码信号；一个驱动输出单元205， 用以提供信号发送时的驱动电流，驱动电流大小可编程；一个串行接口单元206,用以提供 标准TTL一串口通讯接口；以及一个反馈环检测处理单元207,用以提供发送输出反馈检测 信号，用于监测发送输出是否处于长发射状态。该主节点电路20包括以下管脚：
[0030]
【权利要求】
1. 一种塑料光纤通讯用从节点电路，其特征在于，该从节点电路一体集成而成，其 包括；一控制单元；一编解码单元，与该控制单元相连，用W根据编程将数字信号编码为 在光路上传输的编码信号；一串行接口单元，与该控制单元相连，用W提供至少一路标准 m-串口通讯接口； W及一反馈环检测处理单元，与该控制单元相连，用W提供发送输出 反馈检测信号，用于监测发送输出是否出于长发射状态；其中，该从节点电路设有至少两组 光电收发接口，每组光电收接口与该编解码单元相连，每组光电发接口与该驱动输出单元 相连；该从节点电路可受控而处于双组光路通讯状态或单组光路通讯状态，另外该电路能 够适应不同光电转换信号有效输入电平。
2. 依据权利要求1所述的塑料光纤通讯用从节点电路，其特征在于，该从节点电路具 有两组光电收发接口，该两组光电收发接口与双组光电转换模块相配合可支持双光路环系 统；在信号发送时，该从节点电路能够将该标准m-串口通讯接口上的信号同时向该两组 光电收发接口发送输出；在信号从光纤接收时，该两组光电收发接口中任一组的光电信号 都能从m-串口通讯接口输出；并且，在信号从光纤接收时，该两组光电收发接口中任一 组的光电信号可受控从另一组的光电收发接口输出；或者，该从节点电路与双组光电转换 模块相配合可支持两条独立单光路系统；或者，该从节点电路与单组光电转换模块相配合 可支持一条单光路系统。
3. 依据权利要求1所述的塑料光纤通讯用从节点电路，其特征在于，该从节点电路还 包括一驱动输出单元，与该编解码单元相连，用W提供信号发送时的驱动电流，该驱动输出 单元的发送输出电流大小由外部电阻编程控制。
4. 一种塑料光纤通讯用光路H通控制器，其特征在于，采用两个权利要求1所述的塑 料光纤通讯用从节点电路背对背连接构成；其中，一个从节点电路处于双组光路通讯状态， 另一个从节点电路处于单组光路通讯状态。
5. -种塑料光纤通讯用光路四通控制器，其特征在于，采用两个权利要求1所述的塑 料光纤通讯用从节点电路背对背连接构成；其中，两个从节点电路均处于双组光路通讯状 态。
6. -种塑料光纤通讯系统，包括一主节点设备和与该主节点设备通过塑料光纤通讯连 接的至少一从节点设备，其特征在于，该从节点设备包括权利要求1所述的塑料光纤通讯 用从节点电路。
7. 依据权利要求6所述的塑料光纤通讯系统，其特征在于，该从节点设备能够通过两 路光电转换口接收远程命令；该从节点设备对于远程命令的响应可同时通过两路电信号转 为光信号发出；该从节点设备的两组光电转换单元可W不经从节点设备处理直接互为中 继；该从节点设备集成电路可根据主节点要求配置成使能编码通讯方式，从而使得从节点 设备自动具有编解码功能。
8. 依据权利要求6所述的塑料光纤通讯系统，其特征在于，该从节点设备还包括与该 从节点电路通过标准串口通讯接口通讯连接的一电表。
9. 一种电表，其特征在于，包括权利要求1所述的塑料光纤通讯用从节点电路。
10. -种塑料光纤通讯系统，包括一集中器，其特征在于，该系统还包括与该集中器通 讯连接的至少一如权利要求4所述的塑料光纤通讯用光路H通控制器W及与每个H通控 制器通讯连接的至少一如权利要求9所述的电表；其中，该集中器与光路H通控制器W及 两两光路H通控制器相互之间采用双组光路串接成环，每个光路H通控制器和与其相连的 电表构成一个小组，每个小组内的成员采用单光路环串接成环。
【文档编号】H04B10/25GK104348549SQ201310358822
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】杨泽清 申请人:杨泽清