一种光纤现场总线通讯系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光纤现场总线通讯系统，涉及自动化信息处理技术领域，是适应于煤矿、机场等特殊工矿业现场的使用特定通讯方法的一种通讯系统。该系统由单模光模块、现场总线通讯板和ＡＲＭ控制主板组成，通过光模块进行光信号的传输及各通讯节点之间的信息连接；通过现场总线通讯板实现通讯装置的物理层和数据链路层协议，进行数据的调制和解调，以及上下层数据格式的转换；通过ＡＲＭ控制主板实现通讯装置的应用层协议，进行通信协议、帧格式等的编制。该光纤现场总线通讯系统适用于煤矿、机场等特殊环境中，具有通讯速率高、距离远、抗电磁干扰能力强等优点，对于减少煤矿、机场等的安全事故，保障控制台与各现场设备之间的通讯有重要作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息技术与自动化领域的信息处理
，尤其涉及一 种光纤现场总线通讯系统，能够广泛应用于机场、煤矿等特殊环境下现场 设备远程实时监控，是利用分布式环形网络拓扑结构组成的现场总线通讯 系统，适用于机场或煤矿等环境下的全局监控监测过程。
技术介绍
在煤矿、机场等特殊应用环境中，由于存在现场范围广，传输距离和 数据量大，电磁干扰严重等严苛问题，要求现场通讯系统不仅要具有很高 的实时性，能够进行远距离大数据量传输，而且要具有很强的抗电磁干扰 能力和防爆能力。目前，现场通讯系统主要包括各种现场总线，工业以太网，无线网络 等。现场总线控制系统一般采用短帧格式发送报文，在面对大数据量、远 距离传输的要求时，往往显得能力不足。同时总线式结构使得所有现场设 备都挂接在一条总线上， 一旦总线上某点发生故障或者断开，那么整个系 统将陷入瘫痪。 工业以太网采用载波侦听多路访问/冲突检测(Carrier Sense Multiple Access/CollisionDerect， CSMA/CD)的介质访问方式，通信具有随机性和 不确定性，不能保证信息传输的实时性，同时工业以太网也采用总线式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤现场总线通讯系统，其特征在于，该系统采用分布式环形网络拓扑结构，在ＣＡＮ总线基础上由多个光纤现场总线通讯装置通过光纤相互连接而成。

【技术特征摘要】
1、一种光纤现场总线通讯系统，其特征在于，该系统采用分布式环形网络拓扑结构，在CAN总线基础上由多个光纤现场总线通讯装置通过光纤相互连接而成。2、 根据权利要求1所述的光纤现场总线通讯系统，其特征在于，所述光纤现场总线通讯装置包括两个单模光模块，分别连接于现场总线控制板，作为光纤现场总线通 讯装置的输入端或输出端，同时该单模光模块用于连接两个相邻的光纤现 场总线通讯装置，实现光纤现场总线通讯系统的分布式环形网络拓扑结构；一现场总线控制板，包括物理层模块、数据链路层模块和传输方式控制模块，其中物理层模块包括复杂可编程逻辑器件CPLD、光模块、有源 晶振和电源模块，数据链路层模块包括CAN控制器，传输方式控制模块 包括两个接口和四种传输方式，其中三种传输方式为有效控制方式；一ARM控制主板，该ARM控制主板基于ARM9处理器和嵌入式操 作系统实现，包括ARM9微处理器、RS232接口和PC104接口， ARM控 制主板采用PC104插针与现场总线控制板进行数据通信，采用RS232接 口与控制台主机进行数据通信；以及一控制台主机，采用RS232接口与ARM控制主板进行数据通信，实 现控制台主机对各现场设备的监控与通信，实现对工业现场的实时控制。3、 根据权利要求2所述的光纤现场总线通讯系统，其特征在于，所 述光纤现场总线通讯装置通过光纤相互连接成环形网络拓扑结构，使用光 信号的频率的高低代表高低电平，通过现场总线控制板上的传输方式控制 模块来选择节点传输方式，通过单模光模块完成上层数字信号和光信号之 间的转换，通过可编程逻辑器件CPLD实现数据链路层和物理层协议的转 换，通过数据链路层模块实现应用层协议和物理层协议之间的转换，通过 ARM控制主板实现应用层协议，完成上位机与现场设备之间的通讯。4、 根据权利要求2所述的光纤现场总线通讯系统，其特征在于，所 述单模光模块是1x9单模收发一体模块，每个单模光模块具有两根单模光纤，采用光纤作为信息传输媒介，采用光信号作为信息传输载体。5、 根据权利要求4所述的光纤现场总线通讯系统，其特征在于，所 述单模光模块只能传输一种模式的光信号，并且只能传输高频信号，采用 的信息载体为高频光信号作为显性信号，低频光信号作为隐性信号。6、 根据权利要求2所述的光纤现场总线通讯系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恩，梁自泽，谭民，杨国栋，范长春，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]