机场灯具控制系统的热备冗余通信系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种机场灯具控制系统的热备冗余通信系统，所述机场灯具控制系统包括多个单灯监控单元，每个单灯监控单元对应连接一个机场灯具，第一网络交换设备与第一光汇聚设备以及第二网络交换设备分别相连；第二网络交换设备与第二光汇聚设备相连；第一及第二光汇聚设分别与热备冗余通信装置相连；热备冗余通信装置与第一及第二CAN总线通信链路分别连接以连接终端控制设备；热备冗余通信装置用于在光纤主链路故障时，切换至光纤备用链路传送光信号；并用于在第一CAN总线链路故障时，切换至第二CAN总线链路传送总线信号；以及在任一主接口出现故障时，切换至对应的备用接口传送总线信号。本实用新型专利技术能实现通信链路的热备冗余，保证数据传输的高稳定性和高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
机场灯具控制系统的热备冗余通信系统
本技术涉及分布式控制系统
，尤其涉及一种机场灯具控制系统的热备冗余通信系统。
技术介绍
目前，各机场使用的单灯监控系统主要包括基于电力载波通信的单灯监控系统和基于光纤通信的单灯监控系统。对于基于电力载波通信的单灯监控系统而言，通信链路采用现有的电力线系统，虽然施工简单，因环境复杂，影响电力线的通信带宽和信噪比，导致数据通信的可靠性和稳定性不佳。对于基于光纤通信的单灯监控系统而言，通信链路则需要敷设光纤，光纤通信链路具有抗干扰能力强，数据通信带宽大的优点。但在基于光纤通信的单灯监控系统建设过程中，即要保证光纤链路的可靠性，又需降低系统建设成本，设计施工均采用光纤链路冷备冗余。如果在运行过程中出现单路光纤链路损坏，需维护人员现场调整备份光纤链路，冗余备份的实时性不高。针对基于光纤通信的单灯监控系统中的单灯监控单元，受安装环境隔离变压器桶的体积限制、光纤尾缆的防水效果不佳和光模块价格昂贵的影响，导致单灯监控单元未实现单节点的热备冗余。并在现场安装单灯监控单元的光纤接头时，光接口的防水工艺难度高，易受安装工艺影响，单灯监控单元极难达到很好的防水效果，长时间运行后，水汽可能会因进入光纤接头而影响光衰。此外,光模块和光纤尾缆接头价格偏高，提高系统成本。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种机场灯具控制系统的热备冗余通信系统，以实现通信链路的热备冗余，保证数据传输的高稳定性和高可靠性。一方面，本技术提供一种机场灯具控制系统的热备冗余通信系统，所述机场灯具控制系统包括多个单灯监控单元，每个单灯监控单元对应连接一个机场灯具，所述热备冗余通信系统包括：第一网络交换设备、第二网络交换设备、第一光汇聚设备、第二光汇聚设备以及热备冗余通信装置；所述热备冗余通信装置用于光信号与电信号的转换，所述热备冗余通信装置包括第二光通信接口、第四光通信接口、第一CAN通信接口、第二CAN通信接口、第三CAN通信接口和第四CAN通信接口；所述第一网络交换设备与所述第一光汇聚设备以及第二网络交换设备分别相连；所述第二网络交换设备与第二光汇聚设备相连；所述第一光汇聚设备通过第一光通信接口与所述热备冗余通信装置的第二光通信接口相连；所述第二光汇聚设备通过第三光通信接口与所述热备冗余通信装置的第四光通信接口；所述热备冗余通信装置通过第一CAN通信接口和第二CAN通信接口直接连接第一CAN总线通信链路，并通过第三CAN通信接口和第四CAN通信接口直接连接第二CAN总线备通信链路；所述第一CAN总线通信链路及第二CAN总线通信链路用于分别连接单灯监控单元；所述第二光汇聚设备与第四光通信接口之间的通信链路作为光纤主链路，所述第一光汇聚设备与第二光通信接口之间的通信链路作为光纤备用链路；所述第一CAN总线通信链路作为CAN总线主链路，所述第二CAN总线备通信链路作为CAN总线备用链路；所述第一CAN通信接口作为CAN总线主链路的主接口，所述第二CAN通信接口作为CAN总线主链路的备用接口；所述第四CAN通信接口作为CAN总线备用链路的主接口，所述第三CAN通信接口作为CAN总线备用链路的备用接口；所述热备冗余通信装置用于在所述光纤主链路出现故障时，切换至所述光纤备用链路传送光信号；并用于在所述CAN总线主链路出现故障时，切换至所述CAN总线备用链路传送CAN总线信号；以及在任一所述主接口出现故障时，切换至对应的备用接口传送CAN总线信号。进一步地，所述机场灯具为助航灯，每一助航灯通过二次电缆与对应的单灯监控单元直接连接。进一步地，所述热备冗余通信系统还包括：第一光模块、第一PYH/交换芯片、第一控制器、第一隔离芯片、第一CAN收发器、第一保护电路、第二隔离芯片、第二CAN收发器、第二保护电路；第二光模块、第二PYH/交换芯片、第二控制器、第三隔离芯片、第三CAN收发器、第三保护电路、第四隔离芯片、第四CAN收发器以及第四保护电路；所述第一光模块、第一PYH/交换芯片、第一控制器、第一隔离芯片、第一CAN收发器以及第一保护电路依次连接，所述第一光模块还连接所述第二光通信接口，所述第一保护电路还通过所述第一CAN通信接口直接连接第一CAN总线通信链路；所述第二隔离芯片、第二CAN收发器以及第二保护电路依次连接，所述第二隔离芯片还连接所述第一控制器，所述第二保护电路还通过所述第二CAN通信接口直接连接第一CAN总线通信链路；所述第二光模块、第二PYH/交换芯片、第二控制器、第三隔离芯片、第三CAN收发器以及第三保护电路依次连接，所述第二光模块还连接所述第四光通信接口，所述第三保护电路还通过所述第四CAN通信接口直接连接第一CAN总线通信链路；所述第四隔离芯片、第四CAN收发器以及第四保护电路依次连接，所述第四隔离芯片还连接所述第二控制器，所述第四保护电路还通过所述第三CAN通信接口直接连接第二CAN总线通信链路。进一步地，所述单灯监控单元包括MCU控制器、主隔离芯片、备隔离芯片、主CAN收发器、备CAN收发器、主保护电路以及备保护电路；主隔离芯片、主CAN收发器、以及主保护电路依次连接，所述主隔离芯片还与所述MCU控制器连接，所述主保护电路连接所述第一CAN总线通信链路；备隔离芯片、备CAN收发器以及备保护电路依次连接，所述备隔离芯片还与所述MCU控制器连接，所述备保护电路连接所述第二CAN总线通信链路。进一步地，所述第一保护电路、第二保护电路、第三保护电路、第四保护电路、主保护电路以及备保护电路均包括连接的亚敏电阻、TVS管以及气体防雷管。进一步地，所述第一网络交换设备以及第二网络交换设备均为以太网交换设备。进一步地，所述第一光汇聚设备以及第二光汇聚设备为OLT设备或光交换机。进一步地，所述第一光模块以及第二光模块均为单模通信的光模块。进一步地，第一控制器、第二控制器以及MCU控制器为带CAN、UART、SPI和RMII/MII接口的嵌入式芯片。进一步地，第一隔离芯片、第二隔离芯片、第三隔离芯片、第四隔离芯片、主隔离芯片以及备隔离芯片均为数字隔离芯片。本技术机场灯具控制系统的热备冗余通信系统，对远距离传输、大容量数据的主干通信，采用光纤通信技术；而对于近距离传输、小容量数据的分支通信，采用CAN(ControllerAreaNetwork)通信技术，不仅具有基于光纤通信的单灯监控系统远距离传输的优点，同时使用CAN通信技术，可以将单灯监控单元上的光模块替换为CAN收发器，可降低单灯监控单元成本，将监控单元上的光纤防水尾缆替换为电缆接头，可以降低单灯监控单元防水复杂度，极大方便现场工人维护；还可实现单灯监控系统的通信链路的热备冗余，提高原有光纤通信链路的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机场灯具控制系统的热备冗余通信系统，其特征在于，所述机场灯具控制系统包括多个单灯监控单元，每个单灯监控单元对应连接一个机场灯具，所述热备冗余通信系统包括：第一网络交换设备(101)、第二网络交换设备(102)、第一光汇聚设备(103)、第二光汇聚设备(104)以及热备冗余通信装置(105)；所述热备冗余通信装置(105)用于光信号与电信号的转换，所述热备冗余通信装置(105)包括第二光通信接口(B1)、第四光通信接口(B2)、第一CAN通信接口(B3)、第二CAN通信接口(B4)、第三CAN通信接口(B5)和第四CAN通信接口(B6)；/n所述第一网络交换设备(101)与所述第一光汇聚设备(103)以及第二网络交换设备(102)分别相连；所述第二网络交换设备(102)与第二光汇聚设备(104)相连；所述第一光汇聚设备(103)通过第一光通信接口(A1)与所述热备冗余通信装置(105)的第二光通信接口(B1)相连；所述第二光汇聚设备(104)通过第三光通信接口(A2)与所述热备冗余通信装置(105)的第四光通信接口(B2)；/n所述热备冗余通信装置(105)通过第一CAN通信接口(B3)和第二CAN通信接口(B4)直接连接第一CAN总线通信链路，并通过第三CAN通信接口(B5)和第四CAN通信接口(B6)直接连接第二CAN总线备通信链路；所述第一CAN总线通信链路及第二CAN总线通信链路用于分别连接单灯监控单元；/n所述第二光汇聚设备(104)与第四光通信接口(B2)之间的通信链路作为光纤主链路，所述第一光汇聚设备(103)与第二光通信接口(B1)之间的通信链路作为光纤备用链路；所述第一CAN总线通信链路作为CAN总线主链路，所述第二CAN总线备通信链路作为CAN总线备用链路；所述第一CAN通信接口(B3)作为CAN总线主链路的主接口，所述第二CAN通信接口(B4)作为CAN总线主链路的备用接口；所述第四CAN通信接口(B6)作为CAN总线备用链路的主接口，所述第三CAN通信接口(B5)作为CAN总线备用链路的备用接口；/n所述热备冗余通信装置(105)用于在所述光纤主链路出现故障时，切换至所述光纤备用链路传送光信号；并用于在所述CAN总线主链路出现故障时，切换至所述CAN总线备用链路传送CAN总线信号；以及在任一所述主接口出现故障时，切换至对应的备用接口传送CAN总线信号。/n...

【技术特征摘要】
1.一种机场灯具控制系统的热备冗余通信系统，其特征在于，所述机场灯具控制系统包括多个单灯监控单元，每个单灯监控单元对应连接一个机场灯具，所述热备冗余通信系统包括：第一网络交换设备(101)、第二网络交换设备(102)、第一光汇聚设备(103)、第二光汇聚设备(104)以及热备冗余通信装置(105)；所述热备冗余通信装置(105)用于光信号与电信号的转换，所述热备冗余通信装置(105)包括第二光通信接口(B1)、第四光通信接口(B2)、第一CAN通信接口(B3)、第二CAN通信接口(B4)、第三CAN通信接口(B5)和第四CAN通信接口(B6)；
所述第一网络交换设备(101)与所述第一光汇聚设备(103)以及第二网络交换设备(102)分别相连；所述第二网络交换设备(102)与第二光汇聚设备(104)相连；所述第一光汇聚设备(103)通过第一光通信接口(A1)与所述热备冗余通信装置(105)的第二光通信接口(B1)相连；所述第二光汇聚设备(104)通过第三光通信接口(A2)与所述热备冗余通信装置(105)的第四光通信接口(B2)；
所述热备冗余通信装置(105)通过第一CAN通信接口(B3)和第二CAN通信接口(B4)直接连接第一CAN总线通信链路，并通过第三CAN通信接口(B5)和第四CAN通信接口(B6)直接连接第二CAN总线备通信链路；所述第一CAN总线通信链路及第二CAN总线通信链路用于分别连接单灯监控单元；
所述第二光汇聚设备(104)与第四光通信接口(B2)之间的通信链路作为光纤主链路，所述第一光汇聚设备(103)与第二光通信接口(B1)之间的通信链路作为光纤备用链路；所述第一CAN总线通信链路作为CAN总线主链路，所述第二CAN总线备通信链路作为CAN总线备用链路；所述第一CAN通信接口(B3)作为CAN总线主链路的主接口，所述第二CAN通信接口(B4)作为CAN总线主链路的备用接口；所述第四CAN通信接口(B6)作为CAN总线备用链路的主接口，所述第三CAN通信接口(B5)作为CAN总线备用链路的备用接口；
所述热备冗余通信装置(105)用于在所述光纤主链路出现故障时，切换至所述光纤备用链路传送光信号；并用于在所述CAN总线主链路出现故障时，切换至所述CAN总线备用链路传送CAN总线信号；以及在任一所述主接口出现故障时，切换至对应的备用接口传送CAN总线信号。


2.根据权利要求1所述的机场灯具控制系统的热备冗余通信系统，其特征在于，所述机场灯具为助航灯，每一助航灯通过二次电缆与对应的单灯监控单元直接连接。


3.根据权利要求2所述的机场灯具控制系统的热备冗余通信系统，其特征在于，所述热备冗余通信系统还包括：第一光模块(200)、第一PYH/交换芯片(202)、第一控制器(204)、第一隔离芯片(206)、第一CAN收发器(207)、第一保护电路(208)、第二隔离芯片(209)、第二CAN收发器(210)、第二保护电路(211)；第二光模块(201)、第二PYH/交换芯片(203)、第二控制器(205)、第三隔离芯片(212)、第三CAN收发器(213)、第三保护电路(214)、第四隔离芯片(215)、第四CAN收发器(216)以及第四保护电路(217)；
所述第一光模块(200)、第一PYH/交换芯片(202)、第一控制器(204)、第一隔离芯片(206)、第一CAN收发器(207)以及第一保护电路(208)依次连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小龙，陈飞，杨灏，蒋李，李拓，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51