CN102098200A - 一种智能设备通讯环网 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能设备通讯环网，各智能设备通过其通讯端口依次连接在一条通讯链路上，主控设备的两个通讯端口分别连接通讯链路的两端，形成一环网；主控设备通过第一通讯端口沿环网顺序与各智能设备通讯，或，通过第二通讯端口沿环网逆序与各智能设备通讯。通过与辖下的智能设备形成环网，控制设备能够以顺序和逆序两个方向与环网中的智能设备通讯，在任意两个设备之间通讯链路发生故障时，依然可以与维持控制设备与各智能设备之间的通讯，不会导致后续的智能设备与控制设备之间的通讯中断，使得整网具有更好的故障冗余能力，避免由于网络节点(智能设备)或链路故障导致部分或整网的通讯中断，增加控制设备与智能设备之间通讯的安全性。

Description

一种智能设备通讯环网

技术领域

本发明涉及一种智能设备通讯环网技术。 

背景技术

能源问题已成为制约一家企业乃至一个国家发展的瓶颈，安全有效的开发、使用和管理能源将直接关系到国家战略的成功。在煤矿、油气等能源开发和运输管理领域，涉及大量用于井下开采、使用、管理等的自控智能设备，为了确保开采、运输的安全性，需要实时采集这些自控智能设备的数据，对这些自控智能设备的数据进行监控、对智能设备本身进行维护等。 

一般，会在每个矿场/气田设置一个控制设备，该控制设备通过其通讯端口串行连接辖下的智能设备，对这些自控智能设备的数据进行采集、上报、对智能设备本身进行维护等，如图1所示。 

然而由于各智能设备是通过串行连接连到控制设备的通讯端口的，如通过RS485或Ethernet连接各智能设备，一旦其中两个智能设备之间的通讯发生故障，将导致其后的智能设备与控制设备之间的通讯中断，并且，控制设备无法准确判断发生通讯故障的区域。如图1中智能设备2与智能设备3之间的通讯连接出现故障，则智能设备3到智能设备n均无法与控制设备进行通讯，并且主控设备并不能准确判定故障是出在智能设备2与智能设备3之间的通讯链路上，亦或是其他可能的情况。 

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种智能设备通讯环网，使得通讯网络具有更好的故障冗余能力，避免由于网络中智能设备或链路故障，导致部分或整网的通讯中断。 

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能设备通讯环网，包含一个主控设备和该主控设备控制下的至少两个智能设备，所述主控设备包含至少两个通讯端口，每个智能设备包含至少一个通讯端口，所述各智能设备通过其通讯端口依次连接在一条通讯链路上，所述主控设备的两个通讯端口分别连接所述通讯链路的两端，形成一环网； 

所述主控设备通过第一通讯端口沿所述环网顺序与所述各智能设备通讯，或者，通过所述第二通讯端口沿所述环网逆序与所述各智能设备通讯。 

作为上述方案的进一步改进，该通讯环网还包含一备用控制设备，所述备用控制设备包含至少两个通讯端口，分别连接所述通讯链路的两端； 

在所述主控设备出现故障时，所述备用控制设备通过第一通讯端口沿所述环网顺序与所述各智能设备通讯，或者，通过所述第二通讯端口沿所述环网逆序与所述各智能设备通讯。 

作为上述方案的进一步改进，所述主控设备包含至少4个通讯端口，所述各智能设备包含至少两个通讯端口，所述各智能设备通过其第二通讯端口依次连接在第二条通讯链路上，所述主控设备的第三通讯端口和第四通讯端口分别连接所述第二条通讯链路的两端，形成第二环网； 

在所述第一环网出现无法屏蔽的故障时，所述主控设备通过所述第三通 讯端口沿所述第二环网顺序与所述各智能设备通讯，或者，通过所述第四通讯端口沿所述第二环网逆序与所述各智能设备通讯。 

作为上述方案的进一步改进，所述主控设备包含至少4个通讯端口，所述备用控制设备包含至少4个通讯端口，所述各智能设备包含至少两个通讯端口，所述各智能设备通过其第二通讯端口依次连接在第二条通讯链路上，所述主控设备和备用控制设备的第三通讯端口和第四通讯端口分别连接所述第二条通讯链路的两端，形成第二环网； 

在所述第一环网出现无法屏蔽的故障时，所述主控设备或备用控制设备通过所述第三通讯端口沿所述第二环网顺序与所述各智能设备通讯，或者，通过所述第四通讯端口沿所述第二环网逆序与所述各智能设备通讯。 

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：通过与辖下的智能设备形成环网，控制设备能够以顺序和逆序两个方向与环网中的智能设备通讯，在任意两个设备之间通讯链路发生故障时，依然可以与维持控制设备与各智能设备之间的通讯，不会导致后续的智能设备与控制设备之间的通讯中断，使得整网具有更好的故障冗余能力，避免由于网络节点(智能设备)或链路故障导致部分或整网的通讯中断，增加控制设备与智能设备之间通讯的安全性。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。 

图1是现有技术中控制设备与辖下智能设备串行连接示意图； 

图2是本发明第一实施方式的智能设备通讯环网结构示意图； 

图3是本发明第二实施方式的智能设备通讯环网结构示意图； 

图4是本发明第三实施方式的智能设备通讯环网结构示意图； 

图5是本发明第四实施方式的智能设备通讯环网结构示意图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。 

本发明第一实施方式涉及一种智能设备通讯环网，包含一个主控设备和该主控设备控制下的至少两个智能设备，主控设备包含至少两个通讯端口，每个智能设备包含至少一个通讯端口，各智能设备通过其通讯端口依次连接在一条通讯链路上，主控设备的两个通讯端口分别连接所述该通讯链路的两端，形成一环网，如图2所示。 

主控设备通过第一通讯端口沿环网顺序与各智能设备通讯，或者，通过第二通讯端口沿环网逆序与各智能设备通讯。 

第一通讯端口为主通讯端口，第二通讯端口为备用通讯端口，默认情况下，主控设备通过第一通讯端口与各智能设备通讯，各智能设备在收到通讯信息后，会返回一个应答信息，在主控设备无法通过第一通讯端口收到某个或某些智能设备的应答信息时，主控设备启用第二通讯端口，通过第二通讯端口沿环网反方向与各智能设备通讯。 

通过该通讯环网——单机单环网，主控设备能够以顺序和逆序两个方式与环网中的智能设备通讯，使得整网具有好的故障冗余能力，使避免由于网络节点(智能设备)或链路故障导致部分或整网的业务中断，在任意两个智能设备之间 的通讯发生故障时，主控设备依然可以维持与各智能设备之间的通讯，不会导致串行连接中靠后的智能设备与主控设备之间的通讯中断。如在智能设备2(IED 2)与智能设备3(IED 3)之间的通讯链路发生故障时，主控设备可以通过第一通讯端口与智能设备1和2通讯，并且通过第二通讯端口与智能设备3和4通讯，确保主控设备与智能设备之间通讯的稳定性和可靠性。 

本发明第二实施方式涉及一种智能设备通讯环网，在第一实施方式的基础上进行改进，如图3所示，该环网中还包含一备用控制设备，备用控制设备包含至少两个通讯端口，分别连接该通讯链路的两端； 

在主控设备出现故障时，备用控制设备通过第一通讯端口沿环网顺序与各智能设备通讯，或者，通过第二通讯端口沿环网逆序与各智能设备通讯。 

同样，备用控制设备的第一通讯端口为主通讯端口，第二通讯端口为备用通讯端口，默认情况下，备用控制设备通过第一通讯端口与各智能设备通讯，各智能设备在收到通讯信息后，会返回一个应答信息，在备用控制设备无法通过第一通讯端口收到某个或某些智能设备的应答信息时，启用第二通讯端口，通过第二通讯端口沿环网反方向与各智能设备通讯。 

通过该通讯环网——双机单环网，即使主控设备本身出现了故障，也一样可以采用备用控制设备与辖下智能设备进行通讯，进一步提高了整网的故障冗余能力，保障了与智能设备之间通讯的稳定性。 

本发明第三实施方式涉及一种智能设备通讯环网，在第一实施方式的基础上进行改进，如图4所示，主控设备包含至少4个通讯端口，各智能设备包含至少两个通讯端口，各智能设备通过其第二通讯端口依次连接在第二条通 讯链路上，主控设备的第三通讯端口和第四通讯端口分别连接第二条通讯链路的两端，形成第二环网； 

在第一环网出现无法屏蔽的故障时，如第一环网中多处节点或链路出现故障，通过第一环网双向通讯也不能确保各智能设备的通讯质量，或者，主控设备的第一/第二通讯端口出现故障时，主控设备通过第三通讯端口沿第二环网顺序与各智能设备通讯，或者，通过第四通讯端口沿第二环网逆序与各智能设备通讯。同样，第三通讯端口为主通讯端口，第四通讯端口为备用通讯端口，默认情况下，主控设备通过第三通讯端口与各智能设备通讯，各智能设备在收到通讯信息后，会返回一个应答信息，在主控设备无法通过第三通讯端口收到某个或某些智能设备的应答信息时，主控设备启用第四通讯端口，通过第四通讯端口沿环网反方向与各智能设备通讯。通过该通讯环网——单机双环网，即使第一环网损坏严重，环网中多处节点或链路出现故障，或是主控设备第一/第二通讯端口本身出现了故障，也一样可以维持主控设备与智能设备之间的通讯，进一步保障了网络中通讯的稳定性。 

本发明第四实施方式涉及一种智能设备通讯环网，在第二实施方式的基础上进行改进，如图5所示，主控设备包含至少4个通讯端口，备用控制设备包含至少4个通讯端口，各智能设备包含至少两个通讯端口，各智能设备通过第一通讯端口依次连接在一条通讯链路上，通过其第二通讯端口依次连接在第二条通讯链路上，主控设备和备用控制设备的第一通讯端口和第二通讯端口分别连接第一条通讯链路的两端，形成第一环网；主控设备和备用控制设备的第三通讯端口和第四通讯端口分别连接第二条通讯链路的两端，形成第二环网； 

其中，第一条通讯链路为主通讯链路，第二条为备用通讯链路，第一通讯端口为第一通讯链路的主通讯端口，第二通讯端口为备用通讯端口，第三通讯端口为第二通讯链路的主通讯端口，第四通讯端口为备用通讯端口。默认情况下，主控设备使用第一通讯端口通过第一环网与各智能设备通讯，各智能设备在收到通讯信息后，会返回一个应答信息，在主控设备无法通过第一通讯端口收到某个或某些智能设备的应答信息时，主控设备启用第二通讯端口，通过第二通讯端口沿第一环网反方向与各智能设备通讯。在第一环网出现无法屏蔽的故障时，如第一环网中多处节点或链路出现故障，通过第一环网双向通讯也不能确保各智能设备的通讯质量，或者，主控设备的第一/第二通讯端口出现故障时，主控设备通过第三通讯端口沿第二环网顺序与各智能设备通讯，或者，通过第四通讯端口沿第二环网逆序与各智能设备通讯。在主控设备出现故障时，由备用控制设备与各智能设备进行通讯，具体方式与主控设备相同。 

该方式结合了前几个实施方式的优点，更好地提高了整网的故障冗余能力，保障了控制设备与智能设备之间通讯的稳定性。 

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。 

Claims (4)

1.一种智能设备通讯环网，包含一个主控设备和该主控设备控制下的至少两个智能设备，其特征在于，所述主控设备包含至少两个通讯端口，每个智能设备包含至少一个通讯端口，所述各智能设备通过其通讯端口依次连接在一条通讯链路上，所述主控设备的两个通讯端口分别连接所述通讯链路的两端，形成一环网；

所述主控设备通过第一通讯端口沿所述环网顺序与所述各智能设备通讯，或者，通过所述第二通讯端口沿所述环网逆序与所述各智能设备通讯。

2.根据权利要求1所述的智能设备通讯环网，其特征在于，还包含一备用控制设备，所述备用控制设备包含至少两个通讯端口，分别连接所述通讯链路的两端；

在所述主控设备出现故障时，所述备用控制设备通过第一通讯端口沿所述环网顺序与所述各智能设备通讯，或者，通过所述第二通讯端口沿所述环网逆序与所述各智能设备通讯。

3.根据权利要求1所述的智能设备通讯环网，其特征在于，所述主控设备包含至少4个通讯端口，所述各智能设备包含至少两个通讯端口，所述各智能设备通过其第二通讯端口依次连接在第二条通讯链路上，所述主控设备的第三通讯端口和第四通讯端口分别连接所述第二条通讯链路的两端，形成第二环网；

在所述第一环网出现无法屏蔽的故障时，所述主控设备通过所述第三通讯端口沿所述第二环网顺序与所述各智能设备通讯，或者，通过所述第四通讯端口沿所述第二环网逆序与所述各智能设备通讯。

4.根据权利要求2所述的智能设备通讯环网，其特征在于，所述主控设备包含至少4个通讯端口，所述备用控制设备包含至少4个通讯端口，所述各智能设备包含至少两个通讯端口，所述各智能设备通过其第二通讯端口依次连接在第二条通讯链路上，所述主控设备和备用控制设备的第三通讯端口和第四通讯端口分别连接所述第二条通讯链路的两端，形成第二环网；

在所述第一环网出现无法屏蔽的故障时，所述主控设备或备用控制设备通过所述第三通讯端口沿所述第二环网顺序与所述各智能设备通讯，或者，通过所述第四通讯端口沿所述第二环网逆序与所述各智能设备通讯。

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