專利名稱：在光網絡單元以rs232和rs485兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無源光纖通信技術領域，涉及一種基于無源光纖網絡的遠程抄表系統(tǒng)中用的光網絡單元實現(xiàn)兼容RS485和RS232兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的方法。
背景技術：
無源光纖以太網絡即EPON這種點對多點的光纖接入技術，由于其技術成熟，成本低，綠色節(jié)能，距離遠及帶寬高等優(yōu)點，近年來不僅成為光纖到戶FTTH、光纖到樓FTTB等應用于接入網的首選技術方案，也受到電力通信領域的廣泛關注，于是電力ONU便應用而生， 這種ONU主要有兩種應用領域，一個是應用于自動抄表網絡，另外一個是應用于配電網絡。 自動抄表網絡所需的電力ONU需要提供串口業(yè)務接口，而根據(jù)現(xiàn)場應用的不同，串口可能是RS485，也可能是RS232。由于具體使用環(huán)境中，接口類型可能是RS485和/或RS232，而且需要一個電力 ONU提供多路串口業(yè)務的需求，因此在設計時不僅需要一種方法來對串口進行切換來滿足客戶的靈活配置；還有一個關鍵的問題就是一個電力ONU如何能夠兼容RS485/RS232數(shù)據(jù)， 同時對RS485/RS232數(shù)據(jù)進行處理，進而傳給PON芯片處理，最后通過電力EPON網絡進行傳輸，最終完成電力ONU高速遠距離自動抄表的功能。由于電力EPON網絡建設剛剛起步，應用于抄表網絡的電力ONU也是一個新興的產品，其串口業(yè)務的實現(xiàn)也是多種多樣，多數(shù)是用專用的串口數(shù)據(jù)轉換芯片，將串口芯片轉換成某一種總線數(shù)據(jù)傳給PON芯片，如I2C總線等，但這種用專用芯片來實現(xiàn)的串口數(shù)據(jù)轉換方法每片一般只支持兩路的串口業(yè)務，可擴展性不高，而且如I2C總線在時序控制及流控制方面等方面的效果還有待驗證，特別在需要多路串口的時候，勢必會造成成本的上升，且串口業(yè)務性能是否能實現(xiàn)還是個疑問。另外根據(jù)實際應用的環(huán)境，串口業(yè)務可能是RS48和/或RS232，且可能需要多路串口業(yè)務，有的產品采用RS232與RS485共線的方式，但共線的方式會致使這兩種業(yè)務相互干擾，而且如果不能根據(jù)需要進行靈活配置勢必會降低產品的通用性和適用性，因此需要一種方法來對電力ONU中多種串口通信業(yè)務進行兼容，來滿足用戶的不同需求。綜上所述，我們需要一種兼容電力應用環(huán)境中的RS485和RS232兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的實現(xiàn)方法，這種方法提供低成本、高可靠、可靈活配置的多路串口業(yè)務，來完成電力高速抄表自動化的功能。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有光網絡單元中RS232與RS485共線時而導致這兩種業(yè)務相互干擾、且不能處理多路串口業(yè)務的問題，提供了在光網絡單元以RS232和RS485兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的方法，這種方法提供低成本、高可靠、可靈活配置多路串口業(yè)務，來完成電力高速抄表自動化的功能。
本發(fā)明采用的技術方案是在光網絡單元以RS232和RS485兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的方法，本方法適用于借助以太網光纖網絡實現(xiàn)遠程抄表的系統(tǒng)中，所述的光網絡單元結構中包括與遠程抄表中心主機連接的光信號收發(fā)模塊電路、CPU、硬件邏輯模塊電路、以及與終端用戶電表連接的串口電路組，關鍵在于所述的串口電路組的接口電路中包括RS232接口電路和、RS485接口電路，在硬件邏輯電路中增設與串口電路組配套連接的串 /并行轉換控制電路組、以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路、及與CPU借助MII總線連接的MII總線接口電路、及緩存器組，光網絡單元中兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的具體步驟中包括
A、對上行數(shù)據(jù)進行處理，所述的處理過程中包括
al、所有終端用戶電表借助相應類型的接口電路將電表信息傳送至光網絡單元的串口電路，串口電路將電表信息轉換成TTL邏輯電平發(fā)送至硬件邏輯模塊電路中的串/并行轉換電路；
a2、串/并行轉換電路將串口數(shù)據(jù)形式的TTL邏輯電平轉換成并行數(shù)據(jù)發(fā)送至以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路；
a3、以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路將并行數(shù)據(jù)進行組包處理形成以太網幀格式數(shù)據(jù)報文、 并發(fā)送至MII總線接口電路；
a4、MII總線接口電路將以太網幀格式數(shù)據(jù)報文轉換成MII總線信號發(fā)送至CPU，CPU將 MII總線信號轉發(fā)至光信號收發(fā)模塊電路，光信號收發(fā)模塊電路將電信號轉變?yōu)楣庑盘?、并借助以太網光纖網絡傳輸至遠程抄表中心完成對上行數(shù)據(jù)的處理過程；
B、對下行數(shù)據(jù)進行處理，所述的處理過程中包括
bl、遠端管理中心借助以太網光纖網絡發(fā)送數(shù)據(jù)至光信號收發(fā)模塊電路，光信號收發(fā)模塊電路將光信號轉換為電信號發(fā)送至CPU，CPU將電信號借助MII總線轉發(fā)至MII總線接口電路；
b2、MII總線接口電路將數(shù)據(jù)轉換為以太網幀數(shù)據(jù)報文發(fā)送至以太網數(shù)據(jù)格式轉換電
路；
b3、以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路將以太網幀數(shù)據(jù)進行拆包處理以形成并行數(shù)據(jù)、并存儲至緩存器中；
b4、串/并行轉換電路將緩存器中的并行數(shù)據(jù)轉換成串行數(shù)據(jù)、并借助串口電路發(fā)送至相應的終端用戶電表完成對下行數(shù)據(jù)的處理過程。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明技術方案直接采用FPGA來實現(xiàn)多類型串口業(yè)務，而不需要額外的一些比較貴的專用芯片，這樣，可以很好的控制成本、降低系統(tǒng)復雜度，排除共線干擾，滿足客戶靈活配置需求。下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。


圖1是本發(fā)明中光網絡單元的結構示意框圖。附圖中，1是CPU，2是光信號收發(fā)模塊電路，3是串口電路組，3-1、3-2……3_n是串口電路，4是硬件邏輯模擬電路，4A是MII總線接口電路，4B是以太網格式轉換電路，4C-1、 4C-2……4C-n是串/并行轉換電路，4D-l、4D-2……4D-n是緩存器。
具體實施例方式在光網絡單元以RS232和RS485兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的方法，本方法適用于借助以太網光纖網絡實現(xiàn)遠程抄表的系統(tǒng)中，所述的光網絡單元結構中包括與遠程抄表中心主機連接的光信號收發(fā)模塊電路2、CPU、硬件邏輯模塊電路4、以及與終端用戶電表連接的串口電路組3，重要的是所述的串口電路組3的接口電路中包括RS232接口電路和、 RS485接口電路，在硬件邏輯電路4中增設與串口電路組3配套連接的串/并行轉換控制電路組、以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路4B、及與CPU借助MII總線連接的MII總線接口電路4A、及緩存器組，光網絡單元中兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的具體步驟中包括
A、對上行數(shù)據(jù)進行處理，所述的處理過程中包括
al、所有終端用戶電表借助相應類型的接口電路將電表信息傳送至光網絡單元的串口電路3-1、3-2……3-n，串口電路3_1、3_2……3_n將電表信息轉換成TTL邏輯電平發(fā)送至硬件邏輯模塊電路4中的串/并行轉換電路4C-l、4C-2……4C-n ；
a2、串/并行轉換電路4C-l、4C-2……4C_n將串口數(shù)據(jù)形式的TTL邏輯電平轉換成并行數(shù)據(jù)發(fā)送至以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路4B ；
a3、以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路4B將并行數(shù)據(jù)進行組包處理形成以太網幀格式數(shù)據(jù)報文、并發(fā)送至MII總線接口電路4A ；
a4、MII總線接口電路4A將以太網幀格式數(shù)據(jù)報文轉換成MII總線信號發(fā)送至CPU， CPU將MII總線信號轉發(fā)至光信號收發(fā)模塊電路2，光信號收發(fā)模塊電路2將電信號轉變?yōu)楣庑盘枴⒉⒔柚蕴W光纖網絡傳輸至遠程抄表中心完成對上行數(shù)據(jù)的處理過程；
B、對下行數(shù)據(jù)進行處理，所述的處理過程中包括
bl、遠端管理中心借助以太網光纖網絡發(fā)送數(shù)據(jù)至光信號收發(fā)模塊電路2，光信號收發(fā)模塊電路2將光信號轉換為電信號發(fā)送至CPU，CPU將電信號借助MII總線轉發(fā)至MII總線接口電路4A ；
l32、MII總線接口電路4A將數(shù)據(jù)轉換為以太網幀數(shù)據(jù)報文發(fā)送至以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路4B ；
b3、以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路4B將以太網幀數(shù)據(jù)進行拆包處理以形成并行數(shù)據(jù)、并存儲至緩存器4D-l、4D-2……4D-n中；
b4、串/并行轉換電路4C、4C-2……4C-n將緩存器4D_1、4D_2……4D_n中的并行數(shù)據(jù)轉換成串行數(shù)據(jù)、并借助串口電路3-1、3-2……3-n發(fā)送至相應的終端用戶電表完成對下行數(shù)據(jù)的處理過程。所述的硬件邏輯模塊電路4是FPGA。步驟b4中，串/并行轉換電路4C、4C-2……4C_n對緩存器4D-1、4D_2……4D_n中的數(shù)據(jù)處理是依據(jù)先來先服務FIFO規(guī)則進行的。在光網絡單元中的每個串口電路的結構中包括RS232接口電路、RS485接口電路、 繼電器切換電路、及與繼電器切換電路的受控端連接的撥碼開關電路，每個終端用戶電表借助撥碼開關電路控制繼電器切換電路選擇相應類型的接口電路與光網絡單元中相應類型的串/并行轉換電路連接。利用撥碼開關電路輸出的高低電平給到繼電器切換電路，繼電器切換電路根據(jù)終端用戶電表的接口類型連接到RS232、或RS485接口電路上，這樣的設置更加便于用戶端靈活配置。
在具體實施時，光網絡單元中的串口電路組中包括四路串口電路，每個串口電路都預留有RS232接口電路和RS485接口電路，用戶可以根據(jù)終端用戶電表的接口類型控制撥碼開關電路，撥碼開關電路輸出高低電平信號給繼電器切換電路，繼電器切換電路根據(jù)終端用戶電表的接口類型連接到RS232、或RS485接口上，每個接口電路分別連接一個串/ 并行轉換電路，四個串/并行轉換電路可獨立配置，可實現(xiàn)波特率、數(shù)據(jù)位寬、停止位位寬以及奇偶校驗等方面的設置。所述的以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路還可進行MAC地址、包過濾規(guī)則、CRC校驗以及PAUSE幀流控等方面的設置。上行方向不需要緩存數(shù)據(jù)，因為串/并行轉換電路的轉換速率遠低于MII總線接口電路的處理速率，因此上行方向也不需要PAUSE 幀流控，相反地，下行方向即需要緩存數(shù)據(jù)，四個端口分別使用獨立的緩存器，當任何一個達到數(shù)據(jù)滿狀態(tài)即可觸發(fā)以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路發(fā)送PAUSE幀，暫停對端繼續(xù)發(fā)包。通過上述處理，同時按照上、下行來分別對配置進行處理，從而實現(xiàn)串口業(yè)務的雙向收發(fā)。
權利要求
1.在光網絡單元以RS232和RS485兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的方法，本方法適用于借助以太網光纖網絡實現(xiàn)遠程抄表的系統(tǒng)中，所述的光網絡單元結構中包括與遠程抄表中心主機連接的光信號收發(fā)模塊電路(2)、CPU (1)、硬件邏輯模塊電路(4)、以及與終端用戶電表連接的串口電路組(3)，其特征在于所述的串口電路組(3)的接口電路中包括RS232 接口電路和、RS485接口電路，在硬件邏輯電路(4 )中增設與串口電路組(3 )配套連接的串 /并行轉換控制電路組、以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路(4B)、及與CPU (1)借助MII總線連接的 MII總線接口電路(4A)、及緩存器組，光網絡單元中兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的具體步驟中包括A、對上行數(shù)據(jù)進行處理，所述的處理過程中包括al、所有終端用戶電表借助相應類型的接口電路將電表信息傳送至光網絡單元的串口電路(3-1、3-2……3-n )，串口電路(3-1、3-2……3_n )將電表信息轉換成TTL邏輯電平發(fā)送至硬件邏輯模塊電路(4)中的串/并行轉換電路(4C-l、4C-2……4C-n)；a2、串/并行轉換電路(4C-l、4C-2……4C_n)將串口數(shù)據(jù)形式的TTL邏輯電平轉換成并行數(shù)據(jù)發(fā)送至以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路(4B)；a3、以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路(4B)將并行數(shù)據(jù)進行組包處理形成以太網幀格式數(shù)據(jù)報文、并發(fā)送至MII總線接口電路(4A)；a4、MII總線接口電路(4A)將以太網幀格式數(shù)據(jù)報文轉換成MII總線信號發(fā)送至CPU (1)，CPU (1)將MII總線信號轉發(fā)至光信號收發(fā)模塊電路(2)，光信號收發(fā)模塊電路(2)將電信號轉變?yōu)楣庑盘枴⒉⒔柚蕴W光纖網絡傳輸至遠程抄表中心完成對上行數(shù)據(jù)的處理過程；B、對下行數(shù)據(jù)進行處理，所述的處理過程中包括bl、遠端管理中心借助以太網光纖網絡發(fā)送數(shù)據(jù)至光信號收發(fā)模塊電路(2)，光信號收發(fā)模塊電路(2)將光信號轉換為電信號發(fā)送至CPU (1)，CPU (1)將電信號借助MII總線轉發(fā)至MII總線接口電路(4A)；b2、MII總線接口電路(4A)將數(shù)據(jù)轉換為以太網幀數(shù)據(jù)報文發(fā)送至以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路(4B)；b3、以太網數(shù)據(jù)格式轉換電路(4B)將以太網幀數(shù)據(jù)進行拆包處理以形成并行數(shù)據(jù)、并存儲至緩存器(4D-l、4D-2……4D-n)中；b4、串/并行轉換電路(4C、4C-2……4C-n)將緩存器(4D-l、4D-2……4D-n)中的并行數(shù)據(jù)轉換成串行數(shù)據(jù)、并借助串口電路(3-1、3-2……3-n)發(fā)送至相應的終端用戶電表完成對下行數(shù)據(jù)的處理過程。
2.根據(jù)權利要求1所述的在光網絡單元以RS232和RS485兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的方法，其特征在于所述的硬件邏輯模塊電路(4)是FPGA。
3.根據(jù)權利要求1所述的在光網絡單元以RS232和RS485兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的方法，其特征在于步驟b4中，串/并行轉換電路(4C、4C-2……4C-n)對緩存器(4D-1、 4D-2……4D-n)中的數(shù)據(jù)處理是依據(jù)先來先服務FIFO規(guī)則進行的。
4.根據(jù)權利要求1所述的在光網絡單元以RS232和RS485兩種通訊模式實現(xiàn)信息交互的方法，其特征在于在光網絡單元中的每個串口電路的結構中包括RS232接口電路、 RS485接口電路、繼電器切換電路、及與繼電器切換電路的受控端連接的撥碼開關電路，每個終端用戶電表借助撥碼開關電路控制繼電器切換電路選擇相應類型的接口電路與光網絡單元中相應類型的串/并行轉換電路連接。全文摘要
一種光網絡單元實現(xiàn)兼容RS232和RS485業(yè)務的方法，本發(fā)明技術方案直接采用FPGA來實現(xiàn)多類型串口業(yè)務，而不需要額外的一些比較貴的專用芯片，這樣，可以很好的控制成本、降低系統(tǒng)復雜度，排除共線干擾，滿足客戶靈活配置需求。
文檔編號H04L12/40GK102263594SQ20111018433
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權日2011年7月4日
發(fā)明者徐雷, 李志偉, 王志波, 鄧永堅, 郭小東 申請人:深圳市共進電子有限公司