[发明专利]塑料光纤通讯用主节点电路

说明书

技术领域

本发明涉及共用事业的信息采集系统，尤其涉及电能信息采集系统。 

背景技术

电能信息采集系统通常采用主从式通讯网络。该系统经过20余年的发展，目前主要有三种通讯手段：低压电力载波通讯、RS485总线通讯、短距离无线通讯。但这三种通讯手段都存在比较严重的缺陷，低压电力载波通讯实时性稳定性不够，RS485总线通讯抗电磁干扰和抗雷击能力弱，短距离无线通讯易受天气变化影响和建筑物遮挡。显然，这三种技术手段在面对智能电网实时性稳定性高可靠通讯的要求都不能胜任。光纤通讯容量大，抗电磁干扰能力强，环保，因此近年出现了将塑料光纤通讯用于主从式通讯网络最典型的代表电能信息采集系统的应用研究。相对于石英光纤和玻璃光纤，塑料光纤芯径大(1mm)，质轻、柔软，更耐破坏(振动和弯曲)，有优异的拉伸强度和耐用性。而且不需要复杂的连接工具。非常适合电能信息采集系统现场特点。目前塑料光纤在以电能信息采集系统为典型代表的主从式通讯系统的应用技术现状如下：根据主从节点连接方式及光路传输方向划分，有以下两种基本模式：1)串联模式：主从节点串联模式分为单光路串联模式和双光路串联模式，其中，单光路串联式组成系统时，光路信号只能按逆时针或顺时针单方向传输。其缺点是当单点故障时光路将中断，系统瘫痪，而且故障不能定位，使得现场维护困难；双光路模式组成系统时，光路信号既能按逆时针方向传输也能按顺时针方向传输。单点故障时只能阻断其他节点光路某个方向的继续传输，但不影响其他节点光路逆向传输，因此单点故障不会造成系统瘫痪。结合远程软件功能设计，能够实现故障定位。但这种模式如果采用单芯收单芯发的光电器件，光纤用量成本较单环模式增加约一倍，光电模块器件也成倍使用。2)并联模式：单个从节点通过独立的光纤连接到集线器再转发到主节点如电能信息采集系统中的集中器。该方案类似早期电能信息采集系统采集脉冲电表的结构方案。但集线器体积大，系统配置缺乏灵活性，现场安装空间容易受限。另外，在光信号转换为电信号后的处理电路方面：通常设计采用分离器件进行驱动和逻辑处理。显然此类设 计占用pcb空间大，抗电磁干扰能力弱，设计生产环节多，成本高。同时分离器件的设计处理方式不利于电表功能集成化整体设计。 

可见，为了推进塑料光纤在以电能信息采集系统为代表的主从式网络系统通讯中的实际应用，实有必要对相关器件及应用做出改进和创新。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种塑料光纤通讯用主节点电路，可以促进塑料光纤通讯应用。 

本发明针对上述技术问题提出一种塑料光纤通讯用主节点电路，该主节点电路一体集成而成，其包括：一控制单元，其包含一个微处理器内核；一存储单元，与该控制单元相连；一编解码单元，与该控制单元相连，用以根据编程将数字信号编码为在光路上传输的编码信号；以及一反馈环检测处理单元，与该控制单元相连，用以提供发送输出反馈检测信号，用于监测发送输出是否处于长发射状态。 

其中，该主节点电路还包括：一时基电路单元，用以提供控制单元时钟基准和NRZ编解码时钟信号。 

其中，该主节点电路还包括：一串行接口单元，与该控制单元相连，用以提供至少一路标准TTL-串口通讯接口。 

其中，该主节点电路还包括：一驱动输出单元，与该编解码单元相连，用以提供信号发送时的驱动电流，驱动电流大小可编程。该驱动输出单元的发送输出电流大小由外部电阻编程控制。 

其中，该主节点电路是可自动根据光路状态选择远程通讯路径的。 

其中，该主节点电路与双组光电转换模块相配合可支持双光路环系统或两条独立单光路系统；或者，该主节点电路与单组光电转换模块相配合可支持一条单光路系统。 

其中，该主节点电路设有至少两组光电收发信号管脚，其中，每组光电收信号管脚与该编解码单元相连，每组光电发信号管脚与该驱动输出单元相连。 

其中，该主节点电路设有内部编解码使能控制管脚、发送输出使能信号使能控制编程管脚、外部复位控制管脚和双组光路通讯状态信号指示及故障报警信号指示管脚。 

与现有技术相比，本发明的塑料光纤通讯用主节点电路通过集成化设计，外围只需少量器件，可以促进塑料光纤通讯应用。 

附图说明

图1为本发明塑料光纤通讯用双路光电发接口的结构框图。 

图2为本发明塑料光纤通讯用双路光电收接口的结构框图。 

图3为本发明塑料光纤通讯用主节点电路实施例的结构框图。