【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統和工業控制，具體為一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置及方法。
技術介紹
1、在電力系統和工業控制領域常常用到485通訊，485通訊距離在理想環境的前提下，傳輸距離理論上可以達到1200米，在電力和工業現場，常常存在2公里以上的485通訊，此時常采用電口和光口相互轉換的裝置，通過光纖，實現遠距離通訊。
2、目前現場常見的485電口和光口相互轉換的裝置，一般是一路電口轉一路光口，電口與光口成對出現，當電口485線路較多時，光口也隨之增多，對于現場的光纖部署需求量也大大增長，較多的光纖，增加了施工材料成本，也增加了施工難度。對于光纖遠程通訊穩定性要求較高的現場，一般采用光纖冗余通訊，在一條光通路出故障時，可以切換到另一條光通路通訊，此種冗余通訊一般采用兩個485電口和光口相互轉換的裝置或者在一個單板上使用兩路光口實現冗余通訊，第一種冗余通訊方式無法同時實現電口和光口同時冗余，兩個設備部署需要的空間略大，第二種方式如果單板出現故障，兩個冗余光口都沒法工作，容錯性能較差。
技術實現思路
1、鑒于上述存在的問題，提出了本專利技術。
2、因此，本專利技術解決的技術問題是：解決了傳統方法一路電口轉一路光口，電口與光口成對出現，當電口485線路較多，需要光收發器較多以及光纖較多的問題。解決了傳統方式中常采用兩個電轉光設備一起工作實現冗余通訊時，無法同時實現電口和光口同時冗余，兩個設備部署需要的空間略大的問題。同時也解決了在一個單板上使用兩路
3、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置，其包括如下步驟，
4、rs485光電轉換冗余通訊裝置；所述rs485光電轉換冗余通訊裝置包括板卡1、板卡2、光收發器、fpga編程模塊、心跳脈沖檢測模塊；所述板卡1、板卡2通過fpga編程模塊的i/o引腳引出信號傳輸線進行數據冗余交互；所述光收發器根據光信號判斷光通道是否正常。
5、作為本專利技術所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置的一種優選方案，其中：所述板卡1、板卡2分別存在4個485電口，一個485光口，每個電口的485速率為1.8432mbps，光口的速率為10mbps。
6、作為本專利技術所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置的一種優選方案，其中：所述板卡1、板卡2冗余工作，當無故障時，僅板卡1工作，板卡2作為冗余單板存在，兩個單板電源獨立供電，當板卡1、板卡2任一出現故障時，另一個單板正常通電。
7、所述板卡1電口通訊故障時，所述板卡1電口通訊故障時，通過兩個單板fpga的i/o引腳引出信號傳輸線，將信號通過板卡2的光口進行通訊，同樣當板卡1的光口通訊出問題時，兩個單板上的fpga根據數據運算判斷，通過板卡1的信號傳輸線將數據傳輸到板卡2單板上，通過板卡2單板的光口進行通訊。
8、作為本專利技術所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置的一種優選方案，其中：所述光收發器的接口兼容單模光收發器和多模光收發器使用，根據工程現場的需求，選擇相應的光收發器。
9、作為本專利技術所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置的一種優選方案，其中：所述fpga編程模塊將電口接收到的485數據，每個字節都增加2bit，即為通道標識號，表示數據的接收來源，通過光口發送，fpga模塊同時接收光口收到的485數據，分析數據中的通道標識號，根據通道標識號，將數據發往對應的電口，通過4個電口分別發送485數據。
10、所述通道標識符采用標準uart數據格式中的1個奇偶校驗位和2個停止位的第一個停止位拼湊成2bit，通過fpga編程用2bit作為特殊標識位置，表示通道標識號。
11、作為本專利技術所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置的一種優選方案，其中：所述心跳脈沖檢測模塊采用心跳脈沖的方式，通過光收發器發送、接收心跳脈沖檢測光通道是否正常，當接收端能收到周期性心跳脈沖，表明此條光路能夠正常通訊，當光收發器不能接收到周期性的心跳脈沖時，表明此線路有故障，需要切換到rs485光電轉換冗余通訊裝置的另一個光口進行通訊。
12、rs485光電轉換冗余通訊裝置優先保障本地電口接收數據的單板的光口進行光通訊，當本地電口接收數據的單板的光通路出現故障時，通過兩個單板間fpga的i/o引腳間的信號傳輸線，將本板卡需要發送的數據，發送到另一個單板上的fpga上，通過另一個單板的光口進行通訊，當主線路的光通路恢復正常后，光通訊自動切換到板卡1的光口通訊。
13、所述板卡1為本地電口接收數據的單板。
14、在遠端的單板光口收到正常數據時，以板卡1為主工作單板，通過板卡1的電口進行電口數據通訊，當板卡1的電口通訊不正常時，通過兩個單板間fpga的i/o引腳間的信號傳輸線，將本板需要發送的數據，發送到板卡2上的fpga上，通過板卡2的電口進行通訊。
15、當本板卡電口鏈路恢復正常后，自動切換到板卡1電口進行通訊。
16、作為本專利技術所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置的一種優選方案，其中：所述rs485光電轉換冗余通訊裝置通過擬合光通道故障類型系統切換光通道。
17、本專利技術的另外一個目的是提供一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊方法，其能通過通過擬合光通道故障類型方法，精準切換光通道，從多方面優化了485交換冗余通訊方法，解決了容錯性能差的問題。
18、作為本專利技術所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊方法的一種優選方案，其特征在于：所述擬合光通道故障類型系統切換光通道包括分析光通道故障類型，當故障類型為光纖未接或人為拔插造成的光通路不通，在人為接通光纖且光通路恢復正常的時間內，存在穩定的無光信號時間區間、插上光纖光信號抖動時間區間以及線路恢復后穩定的有光信號時間區間，所述穩定的無光信號時間區間為1.5秒，所述線路恢復后穩定的有光信號時間區間為2秒，中間抖動時間和后期穩定時間的總時間限制在6秒以內完成。
19、當故障類型為光纖故障或是光纖接頭未插好的情況時，通過fpga編程檢測，不存在前期穩定的無光信號時間區間以及線路恢復后穩定的有光信號時間區間，裝置不做光通路的冗余切換。
20、一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如上所述一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置的步驟。
21、一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上所述一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置的步驟。
22、本專利技術的有益效果：本專利技術提出的一種基于一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置及方法本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于FPGA的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于，包括：RS485光電轉換冗余通訊裝置；
2.如權利要求1所述的一種基于FPGA的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于：所述板卡1、板卡2分別存在4個485電口，一個485光口，每個電口的485速率為1.8432Mbps，光口的速率為10Mbps。
3.如權利要求2所述的一種基于FPGA的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于：所述板卡1、板卡2冗余工作，當無故障時，僅板卡1工作，板卡2作為冗余單板存在，兩個單板電源獨立供電，當板卡1、板卡2任一出現故障時，另一個單板正常通電；
4.如權利要求3所述的一種基于FPGA的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于：所述光收發器的接口兼容單模光收發器和多模光收發器使用，根據工程現場的需求，選擇相應的光收發器。
5.如權利要求4所述的一種基于FPGA的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于：所述FPGA編程模塊將電口接收到的485數據，每個字節都增加2bit，即為通道標識號，表示數據的接收來源，通過光口發送，FP
6.如權利要求5所述的一種基于FPGA的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于：所述心跳脈沖檢測模塊采用心跳脈沖的方式，通過光收發器發送、接收心跳脈沖檢測光通道是否正常，當接收端能收到周期性心跳脈沖，表明此條光路能夠正常通訊，當光收發器不能接收到周期性的心跳脈沖時，表明此線路有故障，需要切換到RS485光電轉換冗余通訊裝置的另一個光口進行通訊；
7.如權利要求6所述的一種基于FPGA的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于：所述RS485光電轉換冗余通訊裝置通過擬合光通道故障類型系統切換光通道。
8.一種采用如權利要求1～7任一所述的一種基于FPGA的工控行業485交換冗余通訊裝置的方法，其特征在于：所述擬合光通道故障類型系統切換光通道包括分析光通道故障類型，當故障類型為光纖未接或人為拔插造成的光通路不通，在人為接通光纖且光通路恢復正常的時間內，存在穩定的無光信號時間區間、插上光纖光信號抖動時間區間以及線路恢復后穩定的有光信號時間區間，所述穩定的無光信號時間區間為1.5秒，所述線路恢復后穩定的有光信號時間區間為2秒，中間抖動時間和后期穩定時間的總時間限制在6秒以內完成；
9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至7中任一項所述的一種基于FPGA的工控行業485交換冗余通訊裝置的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至7中任一項所述一種基于FPGA的工控行業485交換冗余通訊裝置的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于，包括：rs485光電轉換冗余通訊裝置；
2.如權利要求1所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于：所述板卡1、板卡2分別存在4個485電口，一個485光口，每個電口的485速率為1.8432mbps，光口的速率為10mbps。
3.如權利要求2所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于：所述板卡1、板卡2冗余工作，當無故障時，僅板卡1工作，板卡2作為冗余單板存在，兩個單板電源獨立供電，當板卡1、板卡2任一出現故障時，另一個單板正常通電；
4.如權利要求3所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于：所述光收發器的接口兼容單模光收發器和多模光收發器使用，根據工程現場的需求，選擇相應的光收發器。
5.如權利要求4所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于：所述fpga編程模塊將電口接收到的485數據，每個字節都增加2bit，即為通道標識號，表示數據的接收來源，通過光口發送，fpga模塊同時接收光口收到的485數據，分析數據中的通道標識號，根據通道標識號，將數據發往對應的電口，通過4個電口分別發送485數據；
6.如權利要求5所述的一種基于fpga的工控行業485交換冗余通訊裝置，其特征在于：所述心跳脈沖檢測模塊采用心跳脈沖的方式，通過光收發器發送...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙馬泉，吳勝華，田海波，楊春瑜，馬偉東，王丹麟，劉斌，許天驕，張楠楨，陳偉，鄭英昊，陳鵬，
申請(專利權)人：南京國電南自維美德自動化有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。