塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，該主節(jié)點(diǎn)電路一體集成而成，其包括：一控制單元，其包含一個(gè)微處理器內(nèi)核；一存儲(chǔ)單元；一編解碼單元，用以根據(jù)編程將數(shù)字信號(hào)編碼為在光路上傳輸?shù)木幋a信號(hào)；以及一驅(qū)動(dòng)輸出單元，用以提供信號(hào)發(fā)送時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)電流大小可編程。本發(fā)明可以促進(jìn)塑料光纖通訊應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及共用事業(yè)的信息采集系統(tǒng)，尤其涉及電能信息采集系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 電能信息采集系統(tǒng)通常采用主從式通訊網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展，目前主 要有三種通訊手段：低壓電力載波通訊、RS485總線(xiàn)通訊、短距離無(wú)線(xiàn)通訊。但這三種通訊 手段都存在比較嚴(yán)重的缺陷，低壓電力載波通訊實(shí)時(shí)性穩(wěn)定性不夠，RS485總線(xiàn)通訊抗電磁 干擾和抗雷擊能力弱，短距離無(wú)線(xiàn)通訊易受天氣變化影響和建筑物遮擋。顯然，這三種技術(shù) 手段在面對(duì)智能電網(wǎng)實(shí)時(shí)性穩(wěn)定性高可靠通訊的要求都不能勝任。光纖通訊容量大，抗電 磁干擾能力強(qiáng)，環(huán)保，因此近年出現(xiàn)了將塑料光纖通訊用于主從式通訊網(wǎng)絡(luò)最典型的代表 電能信息米集系統(tǒng)的應(yīng)用研究。相對(duì)于石英光纖和玻璃光纖，塑料光纖芯徑大（1_)，質(zhì)輕、 柔軟，更耐破壞（振動(dòng)和彎曲），有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度和耐用性。而且不需要復(fù)雜的連接工具。 非常適合電能信息采集系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)。目前塑料光纖在以電能信息采集系統(tǒng)為典型代表 的主從式通訊系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀如下：根據(jù)主從節(jié)點(diǎn)連接方式及光路傳輸方向劃分，有 以下兩種基本模式：1)串聯(lián)模式：主從節(jié)點(diǎn)串聯(lián)模式分為單光路串聯(lián)模式和雙光路串聯(lián)模 式，其中，單光路串聯(lián)式組成系統(tǒng)時(shí)，光路信號(hào)只能按逆時(shí)針或順時(shí)針單方向傳輸。其缺點(diǎn) 是當(dāng)單點(diǎn)故障時(shí)光路將中斷，系統(tǒng)癱瘓，而且故障不能定位，使得現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)困難；雙光路模 式組成系統(tǒng)時(shí)，光路信號(hào)既能按逆時(shí)針?lè)较騻鬏斠材馨错槙r(shí)針?lè)较騻鬏敗吸c(diǎn)故障時(shí)只能 阻斷其他節(jié)點(diǎn)光路某個(gè)方向的繼續(xù)傳輸，但不影響其他節(jié)點(diǎn)光路逆向傳輸，因此單點(diǎn)故障 不會(huì)造成系統(tǒng)癱瘓。結(jié)合遠(yuǎn)程軟件功能設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)故障定位。但這種模式如果采用單芯 收單芯發(fā)的光電器件，光纖用量成本較單環(huán)模式增加約一倍，光電模塊器件也成倍使用。2) 并聯(lián)模式：?jiǎn)蝹€(gè)從節(jié)點(diǎn)通過(guò)獨(dú)立的光纖連接到集線(xiàn)器再轉(zhuǎn)發(fā)到主節(jié)點(diǎn)如電能信息采集系統(tǒng) 中的集中器。該方案類(lèi)似早期電能信息采集系統(tǒng)采集脈沖電表的結(jié)構(gòu)方案。但集線(xiàn)器體積 大，系統(tǒng)配置缺乏靈活性，現(xiàn)場(chǎng)安裝空間容易受限。另外，在光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后的處理 電路方面：通常設(shè)計(jì)采用分離器件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和邏輯處理。顯然此類(lèi)設(shè)計(jì)占用pcb空間大， 抗電磁干擾能力弱，設(shè)計(jì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，成本高。同時(shí)分離器件的設(shè)計(jì)處理方式不利于電表功 能集成化整體設(shè)計(jì)。
[0003] 可見(jiàn)，為了推進(jìn)塑料光纖在以電能信息采集系統(tǒng)為代表的主從式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通訊中 的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)有必要對(duì)相關(guān)器件及應(yīng)用做出改進(jìn)和創(chuàng)新。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提出一種塑 料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，可以促進(jìn)塑料光纖通訊應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題提出一種塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，該主節(jié)點(diǎn)電路一 體集成而成，其包括：一控制單元，其包含一個(gè)微處理器內(nèi)核；一存儲(chǔ)單元，與該控制單元 相連；一編解碼單元，與該控制單元相連，用以根據(jù)編程將數(shù)字信號(hào)編碼為在光路上傳輸?shù)?編碼信號(hào)；以及一反饋環(huán)檢測(cè)處理單元，與該控制單元相連，用以提供發(fā)送輸出反饋檢測(cè)信 號(hào)，用于監(jiān)測(cè)發(fā)送輸出是否處于長(zhǎng)發(fā)射狀態(tài)。
[0006] 其中，該主節(jié)點(diǎn)電路還包括：一時(shí)基電路單元，用以提供控制單元時(shí)鐘基準(zhǔn)和NRZ 編解碼時(shí)鐘信號(hào)。
[0007] 其中，該主節(jié)點(diǎn)電路還包括：一串行接口單元，與該控制單元相連,用以提供至少 一路標(biāo)準(zhǔn)ITL-串口通訊接口。
[0008] 其中，該主節(jié)點(diǎn)電路還包括：一驅(qū)動(dòng)輸出單元，與該編解碼單元相連，用以提供信 號(hào)發(fā)送時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)電流大小可編程。該驅(qū)動(dòng)輸出單元的發(fā)送輸出電流大小由外部 電阻編程控制。
[0009] 其中，該主節(jié)點(diǎn)電路是可自動(dòng)根據(jù)光路狀態(tài)選擇遠(yuǎn)程通訊路徑的。
[0010] 其中，該主節(jié)點(diǎn)電路與雙組光電轉(zhuǎn)換模塊相配合可支持雙光路環(huán)系統(tǒng)或兩條獨(dú)立 單光路系統(tǒng)；或者，該主節(jié)點(diǎn)電路與單組光電轉(zhuǎn)換模塊相配合可支持一條單光路系統(tǒng)。
[0011] 其中，該主節(jié)點(diǎn)電路設(shè)有至少兩組光電收發(fā)信號(hào)管腳，其中，每組光電收信號(hào)管腳 與該編解碼單元相連，每組光電發(fā)信號(hào)管腳與該驅(qū)動(dòng)輸出單元相連。
[0012] 其中，該主節(jié)點(diǎn)電路設(shè)有內(nèi)部編解碼使能控制管腳、發(fā)送輸出使能信號(hào)使能控制 編程管腳、外部復(fù)位控制管腳和雙組光路通訊狀態(tài)信號(hào)指示及故障報(bào)警信號(hào)指示管腳。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路通過(guò)集成化設(shè)計(jì)，外圍只 需少量器件，可以促進(jìn)塑料光纖通訊應(yīng)用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明塑料光纖通訊用雙路光電發(fā)接口的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015] 圖2為本發(fā)明塑料光纖通訊用雙路光電收接口的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016] 圖3為本發(fā)明塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017] 圖4為本發(fā)明塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路的典型應(yīng)用參考圖。
[0018] 圖5為本發(fā)明塑料光纖通訊用從節(jié)點(diǎn)電路實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0019] 圖6為本發(fā)明塑料光纖通訊用從節(jié)點(diǎn)電路的典型應(yīng)用參考圖。
[0020] 圖7本發(fā)明塑料光纖通訊系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0021] 圖8為本發(fā)明光路三通控制器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022] 圖9為本發(fā)明電表實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023] 圖10為本發(fā)明塑料光纖通訊系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一步地詳盡闡述。
[0025] 參見(jiàn)圖1和圖2,本發(fā)明在構(gòu)建塑料光纖通訊系統(tǒng)時(shí)，無(wú)論是主節(jié)點(diǎn)還是從節(jié)點(diǎn)， 均設(shè)置有雙路光電收發(fā)接口，也就是說(shuō)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)，包括有兩個(gè)發(fā)光二極管111、112進(jìn)行光 信號(hào)的發(fā)送，并包括有兩個(gè)感光器件113、114進(jìn)行光信號(hào)的接收。
[0026]實(shí)施一
[0027]本發(fā)明提出一種塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路20,參見(jiàn)圖3,其包括集成在一起的： 一個(gè)控制單元201，其包含一個(gè)80c51微處理器內(nèi)核；一個(gè)存儲(chǔ)單元202,其包含16K字節(jié) flash存儲(chǔ)器、1/2K字節(jié)Flash數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、1/2K字節(jié)SRAM以及256字節(jié)RAM空間；一個(gè)時(shí) 基電路單元203,用以提供控制單元時(shí)鐘基準(zhǔn)和NRZ編解碼時(shí)鐘信號(hào)；一個(gè)編解碼單元204， 用以根據(jù)編程將數(shù)字信號(hào)編碼為在光路上傳輸?shù)木幋a信號(hào)；一個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出單元205,用以 提供信號(hào)發(fā)送時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)電流大小可編程；一個(gè)串行接口單元206,用以提供標(biāo)準(zhǔn) TTL-串口通訊接口；以及一個(gè)反饋環(huán)檢測(cè)處理單元207,用以提供發(fā)送輸出反饋檢測(cè)信號(hào)， 用于監(jiān)測(cè)發(fā)送輸出是否處于長(zhǎng)發(fā)射狀態(tài)。該主節(jié)點(diǎn)電路20包括以下管腳：
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，該主節(jié)點(diǎn)電路一體集成而成，其包 括；一控制單元，其包含一個(gè)微處理器內(nèi)核；一存儲(chǔ)單元，與該控制單元相連；一編解碼單 元，與該控制單元相連，用W根據(jù)編程將數(shù)字信號(hào)編碼為在光路上傳輸?shù)木幋a信號(hào)；W及一 反饋環(huán)檢測(cè)處理單元，與該控制單元相連，用W提供發(fā)送輸出反饋檢測(cè)信號(hào)，用于監(jiān)測(cè)發(fā)送 輸出是否處于長(zhǎng)發(fā)射狀態(tài)。
2. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，該主節(jié)點(diǎn)電路還 包括：一時(shí)基電路單元，用W提供控制單元時(shí)鐘基準(zhǔn)和NRZ編解碼時(shí)鐘信號(hào)。
3. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，該主節(jié)點(diǎn)電路還 包括；一串行接口單元，與該控制單元相連，用W提供至少一路標(biāo)準(zhǔn)串口通訊接口。
4. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，該主節(jié)點(diǎn)電路還 包括；一驅(qū)動(dòng)輸出單元，與該編解碼單元相連，用W提供信號(hào)發(fā)送時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流，驅(qū)動(dòng)電流 大小可編程。
5. 依據(jù)權(quán)利要求4所述的塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)輸出單元 的發(fā)送輸出電流大小由外部電阻編程控制。
6. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，該主節(jié)點(diǎn)電路是 可自動(dòng)根據(jù)光路狀態(tài)選擇遠(yuǎn)程通訊路徑的。
7. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，該主節(jié)點(diǎn)電路與 雙組光電轉(zhuǎn)換模塊相配合可支持雙光路環(huán)系統(tǒng)或兩條獨(dú)立單光路系統(tǒng)；或者，該主節(jié)點(diǎn)電 路與單組光電轉(zhuǎn)換模塊相配合可支持一條單光路系統(tǒng)。
8. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，該主節(jié)點(diǎn)電路設(shè) 有至少兩組光電收發(fā)信號(hào)管腳，其中，每組光電收信號(hào)管腳與該編解碼單元相連，每組光電 發(fā)信號(hào)管腳與該驅(qū)動(dòng)輸出單元相連。
9. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，該主節(jié)點(diǎn)電路設(shè) 有內(nèi)部編解碼使能控制管腳、發(fā)送輸出使能信號(hào)使能控制編程管腳、外部復(fù)位控制管腳和 雙組光路通訊狀態(tài)信號(hào)指示及故障報(bào)警信號(hào)指示管腳。
10. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料光纖通訊用主節(jié)點(diǎn)電路，其特征在于，該控制單元的微 處理器內(nèi)核是80c51微處理器內(nèi)核。
【文檔編號(hào)】H04B10/40GK104348556SQ201310358848
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】楊澤清 申請(qǐng)人:楊澤清