專利名稱：一種智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)技術(shù)。
背景技術(shù)：
能源問題已成為制約一家企業(yè)乃至一個(gè)國(guó)家發(fā)展的瓶頸，安全有效的開發(fā)、使用 和管理能源將直接關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略的成功。在煤礦、油氣等能源開發(fā)和運(yùn)輸管理領(lǐng)域，涉及 大量用于井下開采、使用、管理等的自控智能設(shè)備，為了確保開采、運(yùn)輸?shù)陌踩裕枰獙?shí)時(shí) 采集這些自控智能設(shè)備的數(shù)據(jù)，對(duì)這些自控智能設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、對(duì)智能設(shè)備本身進(jìn) 行維護(hù)等。一般，會(huì)在每個(gè)礦場(chǎng)/氣田設(shè)置一個(gè)控制設(shè)備，該控制設(shè)備通過其通訊端口串行 連接轄下的智能設(shè)備，對(duì)這些自控智能設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、上報(bào)、對(duì)智能設(shè)備本身進(jìn)行維 護(hù)等，如圖1所示。然而由于各智能設(shè)備是通過串行連接連到控制設(shè)備的通訊端口的，如通過RS485 或Khernet連接各智能設(shè)備，一旦其中兩個(gè)智能設(shè)備之間的通訊發(fā)生故障，將導(dǎo)致其后的 智能設(shè)備與控制設(shè)備之間的通訊中斷，并且，控制設(shè)備無法準(zhǔn)確判斷發(fā)生通訊故障的區(qū)域。 如圖1中智能設(shè)備2與智能設(shè)備3之間的通訊連接出現(xiàn)故障，則智能設(shè)備3到智能設(shè)備η 均無法與控制設(shè)備進(jìn)行通訊，并且主控設(shè)備并不能準(zhǔn)確判定故障是出在智能設(shè)備2與智能 設(shè)備3之間的通訊鏈路上，亦或是其他可能的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)，使得通訊網(wǎng)絡(luò)具有更 好的故障冗余能力，避免由于網(wǎng)絡(luò)中智能設(shè)備或鏈路故障，導(dǎo)致部分或整網(wǎng)的通訊中斷。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)，包含一個(gè)主控設(shè) 備和該主控設(shè)備控制下的至少兩個(gè)智能設(shè)備，所述主控設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊端口，每個(gè) 智能設(shè)備包含至少一個(gè)通訊端口，所述各智能設(shè)備通過其通訊端口依次連接在一條通訊鏈 路上，所述主控設(shè)備的兩個(gè)通訊端口分別連接所述通訊鏈路的兩端，形成一環(huán)網(wǎng)；所述主控設(shè)備通過第一通訊端口沿所述環(huán)網(wǎng)順序與所述各智能設(shè)備通訊，或者， 通過所述第二通訊端口沿所述環(huán)網(wǎng)逆序與所述各智能設(shè)備通訊。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該通訊環(huán)網(wǎng)還包含一備用控制設(shè)備，所述備用控制 設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊端口，分別連接所述通訊鏈路的兩端；在所述主控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，所述備用控制設(shè)備通過第一通訊端口沿所述環(huán)網(wǎng)順 序與所述各智能設(shè)備通訊，或者，通過所述第二通訊端口沿所述環(huán)網(wǎng)逆序與所述各智能設(shè) 備通訊。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主控設(shè)備包含至少4個(gè)通訊端口，所述各智能 設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊端口，所述各智能設(shè)備通過其第二通訊端口依次連接在第二條通訊 鏈路上，所述主控設(shè)備的第三通訊端口和第四通訊端口分別連接所述第二條通訊鏈路的兩端，形成第二環(huán)網(wǎng)；在所述第一環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)無法屏蔽的故障時(shí)，所述主控設(shè)備通過所述第三通訊端口 沿所述第二環(huán)網(wǎng)順序與所述各智能設(shè)備通訊，或者，通過所述第四通訊端口沿所述第二環(huán) 網(wǎng)逆序與所述各智能設(shè)備通訊。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主控設(shè)備包含至少4個(gè)通訊端口，所述備用控 制設(shè)備包含至少4個(gè)通訊端口，所述各智能設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊端口，所述各智能設(shè)備 通過其第二通訊端口依次連接在第二條通訊鏈路上，所述主控設(shè)備和備用控制設(shè)備的第三 通訊端口和第四通訊端口分別連接所述第二條通訊鏈路的兩端，形成第二環(huán)網(wǎng)；在所述第一環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)無法屏蔽的故障時(shí)，所述主控設(shè)備或備用控制設(shè)備通過所述 第三通訊端口沿所述第二環(huán)網(wǎng)順序與所述各智能設(shè)備通訊，或者，通過所述第四通訊端口 沿所述第二環(huán)網(wǎng)逆序與所述各智能設(shè)備通訊。本發(fā)明實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于通過與轄下的智能設(shè) 備形成環(huán)網(wǎng)，控制設(shè)備能夠以順序和逆序兩個(gè)方向與環(huán)網(wǎng)中的智能設(shè)備通訊，在任意兩個(gè) 設(shè)備之間通訊鏈路發(fā)生故障時(shí)，依然可以與維持控制設(shè)備與各智能設(shè)備之間的通訊，不會(huì) 導(dǎo)致后續(xù)的智能設(shè)備與控制設(shè)備之間的通訊中斷，使得整網(wǎng)具有更好的故障冗余能力，避 免由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(智能設(shè)備)或鏈路故障導(dǎo)致部分或整網(wǎng)的通訊中斷，增加控制設(shè)備與智 能設(shè)備之間通訊的安全性。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中控制設(shè)備與轄下智能設(shè)備串行連接示意圖；圖2是本發(fā)明第一實(shí)施方式的智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明第二實(shí)施方式的智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明第三實(shí)施方式的智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明第四實(shí)施方式的智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施 方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明第一實(shí)施方式涉及一種智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)，包含一個(gè)主控設(shè)備和該主控設(shè) 備控制下的至少兩個(gè)智能設(shè)備，主控設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊端口，每個(gè)智能設(shè)備包含至少 一個(gè)通訊端口，各智能設(shè)備通過其通訊端口依次連接在一條通訊鏈路上，主控設(shè)備的兩個(gè) 通訊端口分別連接所述該通訊鏈路的兩端，形成一環(huán)網(wǎng)，如圖2所示。主控設(shè)備通過第一通訊端口沿環(huán)網(wǎng)順序與各智能設(shè)備通訊，或者，通過第二通訊 端口沿環(huán)網(wǎng)逆序與各智能設(shè)備通訊。第一通訊端口為主通訊端口，第二通訊端口為備用通訊端口，默認(rèn)情況下，主控設(shè) 備通過第一通訊端口與各智能設(shè)備通訊，各智能設(shè)備在收到通訊信息后，會(huì)返回一個(gè)應(yīng)答 信息，在主控設(shè)備無法通過第一通訊端口收到某個(gè)或某些智能設(shè)備的應(yīng)答信息時(shí)，主控設(shè) 備啟用第二通訊端口，通過第二通訊端口沿環(huán)網(wǎng)反方向與各智能設(shè)備通訊。
通過該通訊環(huán)網(wǎng)——單機(jī)單環(huán)網(wǎng)，主控設(shè)備能夠以順序和逆序兩個(gè)方式與環(huán)網(wǎng)中 的智能設(shè)備通訊，使得整網(wǎng)具有好的故障冗余能力，使避免由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(智能設(shè)備)或鏈 路故障導(dǎo)致部分或整網(wǎng)的業(yè)務(wù)中斷，在任意兩個(gè)智能設(shè)備之間的通訊發(fā)生故障時(shí)，主控設(shè) 備依然可以維持與各智能設(shè)備之間的通訊，不會(huì)導(dǎo)致串行連接中靠后的智能設(shè)備與主控設(shè) 備之間的通訊中斷。如在智能設(shè)備2(IED 2)與智能設(shè)備3(IED 3)之間的通訊鏈路發(fā)生故 障時(shí)，主控設(shè)備可以通過第一通訊端口與智能設(shè)備1和2通訊，并且通過第二通訊端口與智 能設(shè)備3和4通訊，確保主控設(shè)備與智能設(shè)備之間通訊的穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明第二實(shí)施方式涉及一種智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)，在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行 改進(jìn)，如圖3所示，該環(huán)網(wǎng)中還包含一備用控制設(shè)備，備用控制設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊端 口，分別連接該通訊鏈路的兩端；在主控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，備用控制設(shè)備通過第一通訊端口沿環(huán)網(wǎng)順序與各智能設(shè) 備通訊，或者，通過第二通訊端口沿環(huán)網(wǎng)逆序與各智能設(shè)備通訊。同樣，備用控制設(shè)備的第一通訊端口為主通訊端口，第二通訊端口為備用通訊端 口，默認(rèn)情況下，備用控制設(shè)備通過第一通訊端口與各智能設(shè)備通訊，各智能設(shè)備在收到通 訊信息后，會(huì)返回一個(gè)應(yīng)答信息，在備用控制設(shè)備無法通過第一通訊端口收到某個(gè)或某些 智能設(shè)備的應(yīng)答信息時(shí)，啟用第二通訊端口，通過第二通訊端口沿環(huán)網(wǎng)反方向與各智能設(shè) 備通訊。通過該通訊環(huán)網(wǎng)——雙機(jī)單環(huán)網(wǎng)，即使主控設(shè)備本身出現(xiàn)了故障，也一樣可以采 用備用控制設(shè)備與轄下智能設(shè)備進(jìn)行通訊，進(jìn)一步提高了整網(wǎng)的故障冗余能力，保障了與 智能設(shè)備之間通訊的穩(wěn)定性。本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及一種智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)，在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行 改進(jìn)，如圖4所示，主控設(shè)備包含至少4個(gè)通訊端口，各智能設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊端口，各 智能設(shè)備通過其第二通訊端口依次連接在第二條通訊鏈路上，主控設(shè)備的第三通訊端口 和第四通訊端口分別連接第二條通訊鏈路的兩端，形成第二環(huán)網(wǎng)；在第一環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)無法屏蔽的故障時(shí)，如第一環(huán)網(wǎng)中多處節(jié)點(diǎn)或鏈路出現(xiàn)故障，通 過第一環(huán)網(wǎng)雙向通訊也不能確保各智能設(shè)備的通訊質(zhì)量，或者，主控設(shè)備的第一 /第二通 訊端口出現(xiàn)故障時(shí)，主控設(shè)備通過第三通訊端口沿第二環(huán)網(wǎng)順序與各智能設(shè)備通訊，或者， 通過第四通訊端口沿第二環(huán)網(wǎng)逆序與各智能設(shè)備通訊。同樣，第三通訊端口為主通訊端口， 第四通訊端口為備用通訊端口，默認(rèn)情況下，主控設(shè)備通過第三通訊端口與各智能設(shè)備通 訊，各智能設(shè)備在收到通訊信息后，會(huì)返回一個(gè)應(yīng)答信息，在主控設(shè)備無法通過第三通訊端 口收到某個(gè)或某些智能設(shè)備的應(yīng)答信息時(shí)，主控設(shè)備啟用第四通訊端口，通過第四通訊端 口沿環(huán)網(wǎng)反方向與各智能設(shè)備通訊。通過該通訊環(huán)網(wǎng)——單機(jī)雙環(huán)網(wǎng)，即使第一環(huán)網(wǎng)損壞 嚴(yán)重，環(huán)網(wǎng)中多處節(jié)點(diǎn)或鏈路出現(xiàn)故障，或是主控設(shè)備第一 /第二通訊端口本身出現(xiàn)了故 障，也一樣可以維持主控設(shè)備與智能設(shè)備之間的通訊，進(jìn)一步保障了網(wǎng)絡(luò)中通訊的穩(wěn)定性。本發(fā)明第四實(shí)施方式涉及一種智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)，在第二實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行 改進(jìn)，如圖5所示，主控設(shè)備包含至少4個(gè)通訊端口，備用控制設(shè)備包含至少4個(gè)通訊端口， 各智能設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊端口，各智能設(shè)備通過第一通訊端口依次連接在一條通訊鏈 路上，通過其第二通訊端口依次連接在第二條通訊鏈路上，主控設(shè)備和備用控制設(shè)備的第 一通訊端口和第二通訊端口分別連接第一條通訊鏈路的兩端，形成第一環(huán)網(wǎng)；主控設(shè)備和備用控制設(shè)備的第三通訊端口和第四通訊端口分別連接第二條通訊鏈路的兩端，形成第二 環(huán)網(wǎng)；其中，第一條通訊鏈路為主通訊鏈路，第二條為備用通訊鏈路，第一通訊端口為第 一通訊鏈路的主通訊端口，第二通訊端口為備用通訊端口，第三通訊端口為第二通訊鏈路 的主通訊端口，第四通訊端口為備用通訊端口。默認(rèn)情況下，主控設(shè)備使用第一通訊端口通 過第一環(huán)網(wǎng)與各智能設(shè)備通訊，各智能設(shè)備在收到通訊信息后，會(huì)返回一個(gè)應(yīng)答信息，在主 控設(shè)備無法通過第一通訊端口收到某個(gè)或某些智能設(shè)備的應(yīng)答信息時(shí)，主控設(shè)備啟用第二 通訊端口，通過第二通訊端口沿第一環(huán)網(wǎng)反方向與各智能設(shè)備通訊。在第一環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)無法 屏蔽的故障時(shí)，如第一環(huán)網(wǎng)中多處節(jié)點(diǎn)或鏈路出現(xiàn)故障，通過第一環(huán)網(wǎng)雙向通訊也不能確 保各智能設(shè)備的通訊質(zhì)量，或者，主控設(shè)備的第一 /第二通訊端口出現(xiàn)故障時(shí)，主控設(shè)備通 過第三通訊端口沿第二環(huán)網(wǎng)順序與各智能設(shè)備通訊，或者，通過第四通訊端口沿第二環(huán)網(wǎng) 逆序與各智能設(shè)備通訊。在主控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，由備用控制設(shè)備與各智能設(shè)備進(jìn)行通訊， 具體方式與主控設(shè)備相同。該方式結(jié)合了前幾個(gè)實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)，更好地提高了整網(wǎng)的故障冗余能力，保障 了控制設(shè)備與智能設(shè)備之間通訊的穩(wěn)定性。雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā) 明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)，包含一個(gè)主控設(shè)備和該主控設(shè)備控制下的至少兩個(gè)智能設(shè) 備，其特征在于，所述主控設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊端口，每個(gè)智能設(shè)備包含至少一個(gè)通訊端 口，所述各智能設(shè)備通過其通訊端口依次連接在一條通訊鏈路上，所述主控設(shè)備的兩個(gè)通 訊端口分別連接所述通訊鏈路的兩端，形成一環(huán)網(wǎng)；所述主控設(shè)備通過第一通訊端口沿所述環(huán)網(wǎng)順序與所述各智能設(shè)備通訊，或者，通過 所述第二通訊端口沿所述環(huán)網(wǎng)逆序與所述各智能設(shè)備通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)，其特征在于，還包含一備用控制設(shè)備，所 述備用控制設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊端口，分別連接所述通訊鏈路的兩端；在所述主控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，所述備用控制設(shè)備通過第一通訊端口沿所述環(huán)網(wǎng)順序與 所述各智能設(shè)備通訊，或者，通過所述第二通訊端口沿所述環(huán)網(wǎng)逆序與所述各智能設(shè)備通 訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)，其特征在于，所述主控設(shè)備包含至少4個(gè) 通訊端口，所述各智能設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊端口，所述各智能設(shè)備通過其第二通訊端口 依次連接在第二條通訊鏈路上，所述主控設(shè)備的第三通訊端口和第四通訊端口分別連接所 述第二條通訊鏈路的兩端，形成第二環(huán)網(wǎng)；在所述第一環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)無法屏蔽的故障時(shí)，所述主控設(shè)備通過所述第三通訊端口沿所述 第二環(huán)網(wǎng)順序與所述各智能設(shè)備通訊，或者，通過所述第四通訊端口沿所述第二環(huán)網(wǎng)逆序 與所述各智能設(shè)備通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)，其特征在于，所述主控設(shè)備包含至少4個(gè) 通訊端口，所述備用控制設(shè)備包含至少4個(gè)通訊端口，所述各智能設(shè)備包含至少兩個(gè)通訊 端口，所述各智能設(shè)備通過其第二通訊端口依次連接在第二條通訊鏈路上，所述主控設(shè)備 和備用控制設(shè)備的第三通訊端口和第四通訊端口分別連接所述第二條通訊鏈路的兩端，形 成第二環(huán)網(wǎng)；在所述第一環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)無法屏蔽的故障時(shí)，所述主控設(shè)備或備用控制設(shè)備通過所述第三 通訊端口沿所述第二環(huán)網(wǎng)順序與所述各智能設(shè)備通訊，或者，通過所述第四通訊端口沿所 述第二環(huán)網(wǎng)逆序與所述各智能設(shè)備通訊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能設(shè)備通訊環(huán)網(wǎng)，各智能設(shè)備通過其通訊端口依次連接在一條通訊鏈路上，主控設(shè)備的兩個(gè)通訊端口分別連接通訊鏈路的兩端，形成一環(huán)網(wǎng)；主控設(shè)備通過第一通訊端口沿環(huán)網(wǎng)順序與各智能設(shè)備通訊，或，通過第二通訊端口沿環(huán)網(wǎng)逆序與各智能設(shè)備通訊。通過與轄下的智能設(shè)備形成環(huán)網(wǎng)，控制設(shè)備能夠以順序和逆序兩個(gè)方向與環(huán)網(wǎng)中的智能設(shè)備通訊，在任意兩個(gè)設(shè)備之間通訊鏈路發(fā)生故障時(shí)，依然可以與維持控制設(shè)備與各智能設(shè)備之間的通訊，不會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的智能設(shè)備與控制設(shè)備之間的通訊中斷，使得整網(wǎng)具有更好的故障冗余能力，避免由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(智能設(shè)備)或鏈路故障導(dǎo)致部分或整網(wǎng)的通訊中斷，增加控制設(shè)備與智能設(shè)備之間通訊的安全性。
文檔編號(hào)H04L12/437GK102098200SQ200910201920
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者孫勝前, 梁俊, 許煦 申請(qǐng)人:上?？婶斚到y(tǒng)軟件有限公司