【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿用安全监控通信领域，涉及一种矿用光总线高速通信系统及方法。
技术介绍
1、根据《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，推动智能化技术与煤炭产业融合发展，将先进的制造业，互联网、大数据、人工智能和煤炭行业深度融合，助力能源领域高端化、绿色化、智能化发展是当前的发展趋势。
2、在智能矿山建设中，通信技术发挥着纵向贯通、横向联动的核心作用，稳定可靠的通信技术是智能矿山建设的基础。光纤具有大带宽、低时延、高可靠等特点，目前骨干网上使用得比较多，在末端设备接入时使用较少，特别是传感器传输方面普遍采用rs485总线通信方式，存在带宽低、延迟大、抗干扰能力弱等问题。
3、如公开号为cn113630177a的现有技术公开了一种光纤串联通信系统，包括：控制箱、多个通信终端；所述通信终端，包括终端组件、与所述终端组件连接的第一光纤转换模块；所述第一光纤转换模块用于接设光纤；多个所述通信终端通过所述第一光纤转换模块以光纤线路串接形成串接通信链；所述控制箱，包括控制模块、与所述控制模块连接的第二光纤转换模块；所述第二光纤转换模块与所述串接通信链中的位于端位的通信终端的所述第一光纤转换模块通过光纤线路连接；所述控制模块通过所述第二光纤转换模块接收或发送通信数据。
4、但该现有技术采用一芯或两芯的光纤链路进行传输，即表示其数据传输链路与时序信号传递链路是同一条链路，或者将数据传输的频次作为时序信号处理，这表明该通信系统是一种实时通信系统，在同一条链路同时串联了多个设备的情况下，若存在多个设备需要同时与主设备
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种矿用光总线高速通信系统及方法，其能够通过布设在单模单纤光缆上的主光模块和从光模块完成时钟信号的收发以及数据信息的收发，并且，按照时钟信号与数据信息以不同波长光的方式进行传递，系统能够根据时钟信号和数据信息以各个从设备与主设备之间进行分时工作处理的方式进行运行，从而保证多个从设备能够在宏观上同时与主设备通信，多个从设备之间可彼此独立操作，互不干扰，互不混淆；从设备在短时间内可得到主设备的及时回答，从而保证整个煤矿井下的通信需求。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种矿用光总线高速通信系统，该系统包括单模单纤光缆、主光模块、若干从光模块、采集分站、若干传感器；其中，单模单纤光缆以第一波长光、第二波长光及第三波长光在内部同时传输的方式将光信号从主光模块传递至一个或多个从光模块；主光模块和从光模块至少包括第一ttl电平、第二ttl电平以及第三ttl电平；主光模块和从光模块均通过第一ttl电平将时钟信号转化为第一波长光进行收发；主光模块通过第二ttl电平将数据信息转化为第二波长光以进行数据发送，并通过第三ttl电平将第三波长光转化为数据信息以进行数据接收；从光模块通过第二ttl电平将第二波长光转化为数据信息以进行数据接收，并通过第三ttl电平将数据信息转化为第三波长光以进行数据发送。
4、进一步地，主光模块和若干从光模块由单模单纤光缆串联连接，其中，主光模块未连接单模单纤光缆的另一端与采集分站连接，从光模块未连接单模单纤光缆的另一端与传感器连接。
5、进一步地，主光模块作为主设备以主设备呼叫从设备应答的方式工作，其中，从光模块作为从设备具有各自的地址，主设备根据从设备的地址与其进行通信。
6、进一步地，主设备发送数据时，主设备的时钟针脚产生周期性时钟信号传输至所有从设备，同时主设备的数据发送针脚将数据信息传输至所有从设备，其中中包含地址信息；具有与数据信息中的地址信息的相同地址的从设备判定接收的数据有效并进行处理。
7、进一步地，从设备发送数据时，由主设备的时钟针脚产生周期性时钟信号，同时从设备在时钟的下降沿由数据发送针脚产生数据信息传输至主设备。
8、进一步地，第一波长光为1310波长光；第二波长光为1490波长光；第三波长光为1550波长光。
9、本专利技术还提出了一种矿用光总线高速通信方法，该方法通过单模单纤光缆以第一波长光、第二波长光及第三波长光在内部同时传输的方式将光信号从主光模块传递至一个或多个从光模块。
10、进一步地，主光模块和从光模块至少包括第一ttl电平、第二ttl电平以及第三ttl电平；主光模块和从光模块均通过第一ttl电平将时钟信号转化为第一波长光进行收发；主光模块通过第二ttl电平将数据信息转化为第二波长光以进行数据发送，并通过第三ttl电平将第三波长光转化为数据信息以进行数据接收；从光模块通过第二ttl电平将第二波长光转化为数据信息以进行数据接收，并通过第三ttl电平将数据信息转化为第三波长光以进行数据发送。
11、本专利技术的有益效果在于：
12、本专利技术的一种矿用光总线高速通信系统及方法能够通过布设在单模单纤光缆上的主光模块和从光模块完成时钟信号的收发以及数据信息的收发，并且，按照时钟信号与数据信息以不同波长光的方式进行传递，系统能够根据时钟信号和数据信息以各个从设备与主设备之间进行分时工作处理的方式进行运行，从而保证多个从设备能够在宏观上同时与主设备通信，多个从设备之间可彼此独立操作，互不干扰，互不混淆；从设备在短时间内可得到主设备的及时回答，从而保证整个煤矿井下的通信需求。
13、本专利技术的系统及方法因为采用光传输，具有抗干扰能力强，速率高、延迟低的特点；采用光总线传输，具有部署方便，安装维护方便的优势；本系统及方法运用ttl电平直接转光传输技术，其终端的传感器功耗需求低；采用ttl高速三线技术，速度可达10mbit/s；采用了地址寻址技术，防止收发数据冲突。
14、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种矿用光总线高速通信系统，其特征在于：所述系统包括单模单纤光缆、主光模块、若干从光模块、采集分站、若干传感器；
2.根据权利要求1所述的一种矿用光总线高速通信系统，其特征在于：所述主光模块和若干所述从光模块由所述单模单纤光缆串联连接，其中，所述主光模块未连接所述单模单纤光缆的另一端与所述采集分站连接，所述从光模块未连接所述单模单纤光缆的另一端与所述传感器连接。
3.根据权利要求2所述的一种矿用光总线高速通信系统，其特征在于：所述主光模块作为主设备以主设备呼叫从设备应答的方式工作，其中，所述从光模块作为从设备具有各自的地址，所述主设备根据所述从设备的地址与其进行通信。
4.根据权利要求3所述的一种矿用光总线高速通信系统，其特征在于：所述主设备发送数据时，所述主设备的时钟针脚产生周期性时钟信号传输至所有从设备，同时所述主设备的数据发送针脚将数据信息传输至所有从设备，其中中包含地址信息；具有与数据信息中的地址信息的相同地址的所述从设备判定接收的数据有效并进行处理。
5.根据权利要求4所述的一种矿用光总线高速通信系统，其特征在于：所述
6.根据权利要求1所述的一种矿用光总线高速通信系统，其特征在于：所述第一波长光为1310波长光；所述第二波长光为1490波长光；所述第三波长光为1550波长光。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种矿用光总线高速通信系统的通信方法，其特征在于：所述方法通过单模单纤光缆以第一波长光、第二波长光及第三波长光在内部同时传输的方式将光信号从主光模块传递至一个或多个从光模块；
...【技术特征摘要】
1.一种矿用光总线高速通信系统，其特征在于：所述系统包括单模单纤光缆、主光模块、若干从光模块、采集分站、若干传感器；
2.根据权利要求1所述的一种矿用光总线高速通信系统，其特征在于：所述主光模块和若干所述从光模块由所述单模单纤光缆串联连接，其中，所述主光模块未连接所述单模单纤光缆的另一端与所述采集分站连接，所述从光模块未连接所述单模单纤光缆的另一端与所述传感器连接。
3.根据权利要求2所述的一种矿用光总线高速通信系统，其特征在于：所述主光模块作为主设备以主设备呼叫从设备应答的方式工作，其中，所述从光模块作为从设备具有各自的地址，所述主设备根据所述从设备的地址与其进行通信。
4.根据权利要求3所述的一种矿用光总线高速通信系统，其特征在于：所述主设备发送数据时，所述主设备的时钟针脚产生周期性时钟信号传输至所有从设备，同时...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄友胜，于庆，刘亚辉，孙世岭，张金豪，周代勇，邵严，戴剑波，林引，王飞，胡亮，张鹏，胡宇，温贤培，胡英杰，任高建，赵光绪，张加易，刘慧洁，贺奎，田军，马书敏，王斌，段明，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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