CN102457418A - 用于成套设备信息化的信息系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于成套设备信息化的信息系统，包括组成该信息系统的四种类型基本要素，系统CAN总线、总线集中器、总线转换器、级联集中器，系统中至少包括一个总线集中器和一个总线转换器，任何一个总线集中器和总线转换器)都与系统中的一条系统CAN总线相连，系统中至少包括一条系统CAN总线，两条系统can总线之间由级联集中器连接。本发明使传统成套设备信息化的信息系统，该信息系统基于现场总线技术，具有分层、分布、集散式拓扑结构和信息处理方法，具有灵活的可扩充性。可直接连接任何具有RS485、或CAN总线和工业以太网总线接口的智能设备和自动化系统或其他信息系统，而其总线接口的协议可以是标准协议，也可以是非标准协议，具有广泛的适应性。

Description

用于成套设备信息化的信息系统

技术领域

本发明涉及一种用于成套设备信息化的信息系统，特别涉及一种成套开关设备信息化的信息系统。

背景技术

当今处于主导且先进地位的一个工厂级的生产过程信息系统，至少包括三个层面，最底层是现场设备层：能够进入信息系统的现场设备必须是智能化的。中间层是现场总线网络层：通过现场总线将孤立的、但在地域上比较集中的智能设备连接起来，组成信息化成套设备，一个工厂的中间层可包含若干个成套设备。最高层是工厂级局域网络：局域网络基于TCP/IP协议。

成套设备信息化是企业信息化的基础，成套设备信息化就是要把成套系统中的各种智能仪表、智能元件、智能装置等用信息系统连接起来，实现系统内部各智能设备之间的信息共享、也实现与其他信息系统之间的信息共享。

当今，用于成套设备信息化的主流信息系统是基于现场总线的信息系统。现场总线要求挂在总线上的所有智能设备，不仅要接口相同，而且要求智能设备之间要以同一种特定的协议进行通讯。目前，主流现场总线的接口类型有RS-485、CAN、工业以太网接口等，主流的现场总线协议有DEVICENET、PROFIBUS、MODBUS等。这些都是标准现场总线协议，在世界范围内使用。一种标准现场总线对应一套庞大的标准体系，同时，也对应着一套完整庞大的产业链。然而还有数不胜数的现场总线是非标准的，这类非标准现场总线的接口也是RS-485、CAN、工业以太网接口等，所不同的是通讯规约。

我国生产和使用的智能设备符合标准现场总线协议的极少，大多数是自定义或符合我国电力系统制定的规约。造成这种局面的原因很多，首先由于国外现场总线标准本身多种多样，我国企业无所适从；其次国外标准体系庞大、技术门槛及进入门槛高，且在不断变化中，有的标准直接以芯片形式出售，我国智能设备制造企业难以适应；再次，在引入国外标准之前，我国的智能元件产业就已经发展起来了。这种状况导致我国大多数智能设备不能进入基于标准现场总线的庞大产业链。基于我国智能设备的成套设备信息化产业链存在盲点，我国智能设备制造企业在工业企业信息化改造的产业链中有被淘汰的趋势，同时也严重地制约着我国用信息化改造传统产业的步伐。

实际的成套设备，以马达控制中心(MCC)为例，一般有几百个配电回路和电动机控制回路。有很多个自动化系统或其他信息系统与马达控制中心相关联，每个自动化系统或其他信息系统通过现场总线对马达控制中心的相关联回路进行控制。而马达控制中心及自动化系统或其他信息系统一般是分步建设的、事先无法预计具体的用于成套设备信息化的信息系统的接口类型、协议类型以及接口数量。所以要求用于成套设备信息化的信息系统，不但可接入标准现场总线的智能设备和自动化信息系统，而且要可接入自定义协议现场总线的智能设备和自动化信息系统，同时又要具有良好的扩充性，便于适应智能设备和其他相关联的自动化信息系统在接口类型、协议类型以及接口数量等方面的变化。

从实现的技术层面上看，在我国企业信息化产业中占主导地位的成套设备信息系统有三类。

第一类是基于可编程序控制器的DCS信息系统，其优点是PLC可以与非智能型元件直接相连。其局限是随着监控的信息量增加，PLC模块、连接线缆会急剧增加。造成这类系统铜耗高、可靠性差、维护难，性价比低；只适合用在简单的信息系统中。

第二类是基于标准现场总线的信息系统。目前，占主流的用于成套设备信息化现场总线有DEVICENET、PROFIBUS、MODBUS等。只有严格符合标准现场协议的智能设备才能挂接在相应的现场总线上，其他具有标准现场总线接口的智能设备可通过标准总线转换设备挂接在相应的现场总线上。

第三类是基于通信管理机的信息系统。我国综保装置的通讯协议主要是综保装置生产厂家自定义的协议，或符合电力系统规约，为了解决综保装置的信息化问题，通信管理机技术是在我国变电站综合自动化的产业中发展起来了。通信管理机设备接口主要是RS-485或CAN，上行接口主要是工业以太网。后来的通信管理机也支持PROFIBUS、DEVICENET等现场总线接口。

我国自行研制的通信管理机，开始关注了我国智能设备的信息化技术问题，并且取得成功，广泛用在我国各种配电系统中。最典型的通信管理机一般有6个下行设备接口，两个以

太网上行接口；每个下行接口可连接多个设备。多个通信管理机通过光纤、或无线通讯等方式连接到厂级工业以太网上，实现扩容的目的。同时自动化系统或其他信息系统也要通过上层工业以太网，才能实现对成套设备的控制。详细情况在一种继电保护运行管理信息系统(CN201345663Y)中有介绍。

然而，用通信管理机组成的用于成套设备信息化的信息系统，是用单一设备实现了自定义协议的转换，因此，每个通信管理机可接入的设备数量，接口类型、协议类型是固定的；系统的扩充依耐于上层局域网络，而基于碰撞检测技术的以太网总线系统，严格来讲不是可靠的系统，不适合要求可靠性要绝对保证的信息的传输；通过上层局域网络间接地与自动化系统或其他信息系统之间相连，要经过若干局域网设备，不符合自动化系统或其他信息系统实时性高的要求。通信管理机大多数都是在工业计算机的基础上，发展起来的嵌入式系统；运行的是通用的Windows或Linux操作系统，由于通用操作系统的封闭性及复杂性，很难实现类似于可编程序控制器一样的可靠性技术；通信管理机的体积也因此比较大，一般都需要专用的通讯柜，减少了紧缺的柜体位置。

基于以上原因，实际中常见的用于成套设备信息化的信息系统是一种混合类型的信息系统，既有基于通信管理机的信息系统用来实现上层监控，又有基于可编程序控制器的DCS信息系统用来现场控制；同时，也决定了基于通信管理机的信息系统不能得到更广泛的应用。因此，基于通信管理机的信息系统也未能从根本上解决我国智能设备面临的困境。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于成套设备信息化的信息系统，以解决我国工业企业信息化改造过程中，所面临的非标准协议的智能设备的信息化问题。

本发明要解决的技术问题是：如何以信息系统的方式解决多个自动化系统或其他信息系统与多个智能设备之间的信息共享问题。该问题可分解为三个方面的技术问题，

第一方面是，如何实现不同接口类型、不同协议的自动化系统或其他信息系统和智能设备之间的信息传输问题；

第二方面是，如何实现多个自动化系统或其他信息系统，与多个智能设备之间的信息共享，所必需的信息处理问题；

第三方面是，如何实现信息系统的扩充问题。

本发明的技术问题是通过一种基于现场总线的网络化信息系统来解决的。连接在该信息系统的多个自动化系统或其他信息系统，与连接在该信息系统的多个智能设备之间能够实现信息共享；而接入信息系统的自动化系统或其他信息系统的接口协议可以是标准的，也可以是自定义的；接入信息系统的智能设备的接口协议可以是标准的，也可以是自定义的。因为该信息系统有接口及协议的转换作用。

本发明信息系统由基本要素模块组成，基本要素模块之间以CAN总线连接；该信息系统具有可扩充性，也就是说，构成信息系统的基本要素模块的数量，以及CAN总线的数量是可以变化的；信息系统的智能设备接入接口和自动化系统或其他信息系统接入接口的类型、数量、以及协议类型，能够按照需要灵活扩充。

本发明信息系统具有分层、分布、集散式拓扑结构，以此实现信息的分层、分布、集散信息处理方式。该信息系统的理论基础是在系统论和信息论的一般性原则的基础上，提出了实现基于不同接口类型、不同协议的多个智能设备和多个自动化系统或其他信息系统之间信息共享的基本方法，以及基于该理论的，成套设备信息系统的构建方法。

本发明用于成套设备信息化的信息系统，包括组成该信息系统的四种类型基本要素：

a、系统CAN总线，连接系统内部的基本要素模块，

b、总线集中器(C)，它是成套智能设备的接入设备，包括用于与成套智能设备连接的设备接入接口，包括与系统can总线连接的系统can总线接口，

c、总线转换器(S)，是自动化系统或其他信息系统的接入设备，包括用于与自动化系统或其他信息系统连接的设备接入接口，包括与系统can总线连接的系统can总线接口，

d、级联集中器(J)，它是用于在两条系统can总线之间建立连接，包括两个系统总线接口，分别用于连接两条系统CAN总线；

系统中至少包括一个总线集中器(C)和一个总线转换器(S)，任何一个总线集中器(C)和总线转换器(S)都与系统中的一条系统CAN总线相连，

系统中至少包括一条系统CAN总线，两条系统can总线之间由级联集中器(J)连接。

总线集中器和总线转换器的设备接入接口的接口类型是RS-485、CAN或者工业以太网接口；总线集中器和总线转换器的设备接口协议是标准的，如MODBUS、DEVICENET及PROFIBUS，或者是自定义的。

总线集中器(C)包括总线集中器的微控制器，用作通讯管理、协议转换和信息处理；包括隔离器件，用于总线集中器(C)的设备接入接口与系统can总线接口之间的电气隔离；

总线转换器(S)包括总线转换器的微控制器，用作通讯管理、协议转换和信息处理；包括隔离器件，用于总线转换器(S)的设备接入接口与系统can总线接口之间的电气隔离；

级联集中器(J)包括级联集中器的微控制器，用作通讯管理和信息处理；级联集中器(J)包括隔离器件，用于两个系统CAN总线连接口之间的电气隔离。

该系统的拓扑结构可按照实际成套设备的具体情况，进行自由扩充和变化，并且该系统可以按照系统划分的原则，分解成由子系统和以上四种类型基本要素组成，子系统又可以进一步划分为更小的子系统和以上四种类型基本要素组成；不可划分的子系统由以上四种类型基本要素组成。

第一种类型系统(SYS1)是仅有一条系统CAN总线(L)系统，包括一条系统CAN总线(L)，连接着至少一个总线转换器(S)，还连接着至少一个总线集中器(C)。

第二种类型系统(SYS2)是具有至少两条系统CAN总线(L)系统，包括一条系统CAN总线(L)，连接着至少一个总线转换器(S)，还连接着至少一个子系统。

第三种类型系统(SYS3)是具有至少两条系统CAN总线(L)系统，包括一条系统CAN总线(L)，连接着至少一个总线转换器(S)，连接着至少一个总线集中器(C)，还连接着至少一个子系统。

所述的子系统是子系统一(dui1)到子系统六(dui6)六种子系统拓扑结构中的一种。

子系统一(dui1)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线集中器(C)，子系统最高层的系统CAN总线(L2)与它的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接。

子系统二(dui2)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线集中器(C)，挂接着至少一个总线转换器(S)，子系统最高层的系统CAN总线(L2)与它的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接。

子系统三(dui3)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个子系统(D)，该子系统是子系统一(dui 1)到子系统六(dui6)所述的六种子系统拓扑结构中的一种，子系统最高层的系统CAN总线(L2)，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接。

子系统四(dui4)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线转换器(S)；挂接着至少一个子系统(D)，该子系统是子系统一(dui1)到子系统六(dui6)所述的六种子系统拓扑结构中的一种，子系统最高层的系统CAN总线(L2)线，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接。

子系统五(dui5)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线集中器(C)；挂接着至少一个子系统(D)，该子系统是子系统一(dui1)到子系统六(dui6)所述的六种子系统拓扑结构中的一种，子系统最高层的系统CAN总线(L2)线，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接。

子系统六(dui6)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线集中器(C)；挂接着至少一个总线转换器(S)；挂接着至少一个子系统(D)，该子系统是子系统一(dui1)到子系统六(dui6)所述的六种子系统拓扑结构中的一种，子系统最高层的系统CAN总线(L2)线，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接。

本发明的信息系统不仅适合智能设备与自动化系统或其他信息系统之间的信息共享，而且照样适合智能设备之间及自动化系统或其他信息系统之间的信息共享，由于后两类型的信息共享在实际中用的不多，而且信息共享的方式可与第一种类型类比。类比的方法是，对于智能设备之间的信息共享，可选择其中一个智能设备作为自动化系统；对于自动化系统或其他信息系统之间的信息共享，可选择其中一个作为自动化系统或其他信息系统，其余的作为智能设备。因此，不作为本发明叙述的重点。

由系统理论可知，一个系统有若干个基本要素组成。一个大系统可分解成由若干个基本要素和子系统构成的系统；子系统又可照样分解成由基本要素和更小的子系统构成的系统；如此下去，最小的子系统是不可再分的子系统。组成系统的每个元素，都是系统的基本要素。

本发明信息系统的最基本要素是CAN总线，总线集中器(C)、总线转换器(S)、级联集中器(J)。总线集中器(C)、总线转换器(S)、级联集中器(J)是信息处理设备；CAN总线是连接信息处理设备，并用于信息流传输的信息通道，本发明称为系统CAN总线(L)。

总线集中器(C)和总线转换器(S)是信息系统的输入输出设备，总线集中器(C)用于接入智能设备，总线转换器(S)用于接入自动化系统或其他信息系统。级联集中器(J)用于连接两条最高层的系统CAN总线(L)。

实际中的自动化系统或其他信息系统，一般有多个智能设备作为它的监控对象。智能设备一般连接在信息系统的较底层，而自动化系统或其他信息系统，一般连接在信息系统的较高层；有时也有例外，即某个自动化系统所处的信息层，比与其共享信息的智能设备所在的信息层还要低，这种情况体现了成套系统信息系统的复杂性及灵活性，本发明信息系统支持这种共享方式。在多层的信息系统中，选定至少包括一个总线转换器(S)的层，作为信息系统的最高层。

本发明具有两层以上的信息系统，都可以根据系统理论的基本原则，按照以下的信息系统的分解方法分解。分解后的子系统与其父系统的连接关系是：子系统通过一个级联集中器(J)，挂接在父系统的系统CAN总线(L)上，反过来，父系统的系统CAN总线(L)上的一个级联集中器(J)，必然连接着父系统的一个子系统；分解后的子系统具有两个特性：

1)传递性：信息系统的子系统的子系统，是信息系统的子系统。

2)包容性：组成信息系统子系统的所有信息处理设备、最高层的系统CAN总线(L)、以及所有子系统，都是信息系统的信息处理设备、最高层的系统CAN总线(L)、以及所有子系统。

本发明信息系统的子系统的这两种特性，体现着信息系统与其子系统之间，存在着分与合的辩证关系，即分中有合、合中有分。同时也强调了信息系统子系统的基本概念，信息系统的子系统与其父系统的关系是直接的父子关系。信息系统与其子系统可能是直接的父子关系，也可能不是；信息系统的任何一个子系统，都称为子系统。

本发明信息系统的分解，就是将可以划分的信息系统或子系统，进一步分解成为由系统基本要素及更小的子系统，目的是为了明确组成信息系统的各基本要素之间的相互关系；信息系统的分解要从信息系统的最高层开始，采用自上而下逐层划分的原则，一直分解到不可细分为止；允许挂接在系统CAN总线(L)上的，同种类型的基本要素模块至少有一个。具体的分解程序如下：

第一步：信息系统的最高层至少包括一条系统CAN总线(L)及总线转换器(S)；如果在该最高层的系统CAN总线(L)上，没有挂接级联集中器(J)，那么该信息系统是该发明信息系统一(SYS1)，这种情况下，该最高层的系统CAN总线(L)上必须挂接总线集中器(C)；如果在该最高层的系统CAN总线(L)上，挂接着至少一个级联集中器(J)，而没有挂接总线集中器(C)，那么该信息系统是该发明的信息系统二(SYS2)；如果在该最高层的系统CAN总线(L)上，挂接着至少一个级联集中器(J)，而且还挂接着总线集中器(C)，那么该信息系统是该发明的信息系统三(SYS3)。

如果是信息系统一(SYS1)，那么该系统的分解过程就此结束；否则该系统的就是包括子系统的系统，需要转入第二步对子系统作进一步分解。无论是信息系统二(SYS2)，还是信息系统三(SYS3)，在其最高层的系统CAN总线(L)上，挂接着至少一个级联集中器(J)，表明该信息系统具有至少一个子系统，第二步是用来逐一分解这些子系统的。

第二步：本发明的子系统共有六种类型，这六种类型构成了信息系统的所有子系统，也构成了所有子系统的子系统。这六种类型子系统的最高层的系统CAN总线(L)上，都挂有一个级联集中器(J)与其父系统的系统CAN总线(L)相连；子系统一(dui1)和子系统二(dui2)是不可再分的子系统，其特征是在该子系统的最高层的系统CAN总线(L)上，没有挂接另外的级联集中器(J)，那么该子系统的分解过程到此结束，转入第三步；其余的子系统都是可再分的子系统，其特征是在该子系统的最高层的系统CAN总线(L)上，挂接着至少一个另外的级联集中器(J)；表明该子系统又包括至少一个子系统，需要用该步骤进一步逐一分解。这六种类型的子系统除了以上特征外，具有以下特征：子系统一(dui1)的最高层的系统CAN总线(L)上，挂接着总线集中器(C)；子系统二(dui2)的最高层的系统CAN总线(L)上，挂接着总线集中器(C)，也挂接着总线转换器(S)；子系统三(dui3)的最高层的系统CAN总线(L)上，没有挂接任何信息系统的接入设备；子系统四(dui4)的最高层的系统CAN总线(L)上，挂接着总线转换器(S)；子系统五(dui5)的最高层的系统CAN总线(L)上，挂接着总线集中器(C)；子系统六(dui6)的最高层的系统CAN总线(L)上，既挂接着总线集中器(C)，也挂接着总线转换器(S)。

第三步：第三步是检查步骤，分析信息系统所有的子系统，是否是可再分的子系统。如果是，转入第二步继续分解，否则，信息系统的整个分解过程完毕。

任何按照以上分解过程可以划分的信息系统，都是符合本发明结构特征的信息系统；任何按照以上分解过程可以划分的信息系统的子系统，都是符合本发明结构特征的信息系统的子系统。

以上信息系统的分解过程，是由繁到简的简化过程，通过信息系统的分解过程将信息系统分解为若干信息系统层；进一步可分析该层上总线集中器(C)与智能设备之间的连接关系，可分析该层上总线转换器(S)与自动化系统或其他信息系统之间的连接关系；最后可明确每个自动化系统或其他信息系统与智能设备之间通过了哪些级联集中器(J)、哪些系统CAN总线(L)；以此可绘制出信息系统拓扑结构图。

构建本发明的信息系统是信息系统分解过程的逆过程，是建立在信息系统分解过程基础上的，由简到繁的复杂化过程。系统一(SYS1)是本发明最简单的信息系统，子系统一(dui1)和子系统二(dui2)是本发明最简单的信息系统的子信息系统；系统一(SYS1)是单层系统，系统二(SYS2)和系统三(SYS3)是多层系统；子系统一(dui1)和子系统二(dui2)单层的子系统，子系统三(dui3)到子系统六(dui6)多层的子系统；由简到繁的构建过程，就是要根据实际情况，决定要接入的总线集中器(C)及总线转换器(S)；对于每个要接入的总线集中器(C)及总线转换器(S)，选定现有信息系统的某个层；然后或直接在该层的系统CAN总线(L)上，挂接要接入的总线集中器(C)及总线转换器(S)，或先为该层引入新的单层子系统，而后在该子系统的最高层的系统CAN总线(L)挂接要接入的总线集中器(C)及总线转换器(S)；照此方法，从上层到下层、逐一加入每个要接入的总线集中器(C)及总线转换器(S)；由此可构建本发明任何复杂的信息系统。

构建后的本发明信息系统必须符合以下原则：组成信息系统的基本要素是系统CAN总线(L)、总线集中器(C)、总线转换器(S)、以及级联集中器(J)；所有系统CAN总线(L)与所有的智能设备及自动化系统或其他信息系统电气上隔离；任何两条系统CAN总线(L)之间电气上隔离；任何复杂的信息系统，都可以按本发明信息系统的分解过程分解，分解后的所有子系统都必须是本发明六种子系统拓扑结构中的一种，并且所有的子系统都能分解为不含任何子系统的单层子系统；任何本发明信息系统都应属于本发明三种信息系统(SYS1、SYS2、SYS3)中的一种。

总线集中器(C)、总线转换器(S)和级联集中器(J)，既是组成信息系统的基本要素，其本身也是系统；这些模块的通讯接口是其自身系统的输入输出。信息系统的输入输出，是总线集中器(C)的智能设备接入接口，和总线转换器(S)的自动化系统或其他信息系统接入接口；整个信息化成套设备系统的输入输出，是总线转换器(S)的自动化系统或其他信息系统接入接口；信息化成套设备系统是成套设备系统的子系统。

一个子系统的输入输出有两部分组成，一部分是其包括的总线集中器(C)的智能设备接入接口，和总线转换器(S)的自动化系统或其他信息系统接入接口；另一部分就是与其父系统相来连的级联集中器(J)的最高层的系统CAN总线(L)接口.

总线集中器(C)、总线转换器(S)是信息系统的外部接入设备，为信息系统提供各种各样的设备接入接口；总线转换器(S)的自动化系统或其他信息系统接入接口类型，典型地包括：RS-485总线接口、CAN总线接口、以太网总线接口等；总线转换器(S)的自动化系统或其他信息系统接入接口，与其系统CAN总线接口之间由隔离元件实现隔离，从而保证了任何接入的自动化系统或其他信息系统，与整个信息系统最高层的系统CAN总线(L)之间电气上隔离.总线集中器(C)的智能设备接入接口类型，典型地包括：RS-485总线接口、CAN总线接口、以太网总线接口等；总线集中器(C)的智能设备接入接口，与其系统CAN总线接口之间由隔离元件实现隔离，从而保证了任何接入的智能设备，与整个信息系统最高层的系统CAN总线(L)之间电气上隔离。

信息源是信息的生产者，信息终端是信息的消费者。每个智能设备和自动化系统或其他信息系统可以是信息源；也可以是信息终端；或者既是信息源，又是信息终端；自动化系统或其他信息系统是控制信息的信息源，是工况信息的信息终端；智能设备是控制信息的信息终端，是工况信息的信息源；一个信息源与一个信息终端对应一条信息通道；一条信息通道对应着一股信息流，信息流总是从信息源流向信息终端，该信息通道的方向就是该信息流的流向；一条信息通道由若干通道节点和通道线段组成，每两个通道节点及连接它们的通道线段组成一个通道段，一条信息通道由若干通道段组成，该信息通道的方向是其中每个通道段的方向。

多个智能设备与多个自动化系统或其他信息系统之间的信息共享，对应着多条信息通道，也对应着多股信息流；多股信息流可以汇流，也可分流；多条相同方向的信息通道可以共享共同的通道段、通道节点及通道线段；

一个智能设备与一个自动化系统或其他信息系统之间的信息共享，最多可构成两个方向相反的信息共享关系；一个信息共享关系对应一条信息通道；一条信息通道可分解为若干通道段，一个通道段对应一个信息共享关系；因此，一条信息通道的信息共享关系可分解为若干个通道段的信息共享关系，多个智能设备与多个自动化系统或其他信息系统之间的信息共享关系，可分解为多条信息通道，所以多个智能设备与多个自动化系统或其他信息系统之间的信息共享关系，最终可分解为若干个通道段的信息共享关系；通道段的信息共享就是信息在两个通道节点之间的传输；

本发明的一条信息通道由组成本发明信息系统的基本要素组成，总线集中器(C)、总线转换器(S)、级联集中器(J)是该信息通道上的一个通道节点，它们都可以被多条信息通道共享；系统CAN总线(L)是连接两个通道节点的通道线段，它也可以被多条信息通道共享。与本发明信息系统相联的每个智能设备，和每个自动化系统或其他信息系统是本发明的一条信息通道上的末端通道节点，总线集中器(C)与智能设备的连接总线，和总线转换器(S)与自动化系统或其他信息系统的连接总线是本发明的一条信息通道到末端通道节点的通道线段，一个接入信息系统的智能设备和一个接入信息系统的自动化系统或其他信息系统之间可构成本发明的两条完整的信息通道，一条是工况信息流的信息通道，其方向是从智能设备到自动化系统或其他信息系统，另一条是控制信息流的信息通道，其方向是从自动化系统或其他信息系统到智能设备。

本发明信息系统的通道段的包括以下六种：第一种由挂接在同一条系统CAN总线(L)上的总线集中器(C)、总线转换器(S)和该系统CAN总线(L)组成；第二种由挂接在同一条系统CAN总线(L)上的总线集中器(C)、级联集中器(J)和该系统CAN总线(L)组成；第三种由挂接在同一条系统CAN总线(L)上的总线转换器(S)、级联集中器(J)和该系统CAN总线(L)组成；第四种由挂接在同一条系统CAN总线(L)上的级联集中器(J)、另一个级联集中器(J)和该系统CAN总线(L)组成；第五种由挂接在总线集中器(C)设备接入接口总线上的智能设备、该接入接口总线和该总线集中器(C)组成；第六种由挂接在总线转换器(S)设备接入接口总线上的自动化系统或其他信息系统、该接入接口总线和该总线转换器(S)组成，第一种至第四种通道段的通道节点及通道线段，全都是本发明信息系统的系统基本要素；第五种的一个通道节点，即总线集中器(C)和第六种的一个通道节点，即总线转换器(S)是本发明信息系统的系统基本要素。

以上每种通道段，都可以建立两个方向的信息传输，实现两个方向的信息共享。第一种至第四种通道段，可以为多条信息通道共享；第五种通道段的总线集中器(C)、接入接口总线可以为为多条信息通道共享；第六种通道段的总线转换器(S)、接入接口总线可以为为多条信息通道共享；总之，总线集中器(C)、总线转换器(S)及级联集中器(J)这三种通道节点，都可以被多条信息通道共享，任何系统CAN总线(L)都可以被多条信息通道共享，所有连接智能设备及自动化系统或其他信息系统的接入接口总线，都可以被多条信息通道共享。

每个通道段上信息传输的要符合以下条件：该通道段的两个通道节点的接口类型必须相同，该通道段的通道线段类型必须与两个通道节点的接口类型相同，该通道段的两个通道节点，必须以与通道线段和通道节点接口类型，相适应并以相同的通讯协议管理通讯。

本发明信息系统的每个总线集中器(C)的设备接入接口类型，及通讯协议类型适应于智能设备，并与其连接的智能设备的接口类型，及通讯协议类型相同；每个总线转换器(S)的接口类型，及通讯协议类型适应于自动化系统或其他信息系统，并与其连接自动化系统或其他信息系统的接口类型，及通讯协议类型相同；挂接在信息系统同一条系统CAN总线(L)上的总线转换器(S)、总线集中器(C)及级联集中器(J)之间，都以相同的系统CAN总线(L)、相同的系统接口类型，及相同的通讯协议类型管理通讯。因此本发明的信息系统的每个通道段，都符合信息传输的条件；因此本发明的信息系统，可连接不同接口类型、不同协议类型的智能设备和自动化系统或其他信息系统；以信息系统的方式解决了不同接口类型、不同协议类型的智能设备和自动化系统或其他信息系统之间的通讯问题。

这里以本发明最小的一条信息通道，来进一步说明本发明信息系统的通讯问题。该信息通道包括三个通道段，有四个通道节点。三个通道线段，用于工况信息流的传输：第一个由一个总线集中器(C)、一条总线集中器(C)设备接入总线，及挂接在该总线上的一个智能设备组成，智能设备的接口类型是RS-485，通讯协议是自定义的；第二个由一个总线转换器(S)、一条总线转换器(S)自动化系统或其他信息系统接入总线，及挂接在该总线上的一个自动化系统组成，自动化系统的接口类型是DEVICENET；第三个通道段是中间通道段，由第一个通道段的总线集中器(C)和第二个通道段的总线转换器(S)，以及连接它们的系统CAN总线(L)组成。第一个通道段的总线集中器(C)与智能设备的接口类型，及通讯协议相同；第二个通道段的总线转换器(S)与自动化系统或其他信息系统的接口类型，及通讯协议相同；中间通道段的总线集中器(C)和总线转换器(S)的接口类型，及通讯协议相同。从智能设备到自动化系统的工况信息流的传输，可分解为三个通道段信息传输，每个通道段的两个通道节点的接口类型相同、通讯协议相同，这三个通道段都可实现工况信息流的通讯传输，工况信息流依次流经第一通道段、第三通道段、第二通道段，这样，整个信息通道实现了工况信息流的传输，自动化系统也就实现了对工况信息的共享；因此，通过本发明的信息通道实现了不同接口类型、不同协议的自动化系统或其他信息系统和智能设备的连接问题，同时也解决了它们之间连接时必须解决的接口及协议转换问题。

智能设备和自动化系统或其他信息系统的最小信息单位是基本的信息项，代表着一个具体的物理量，每个信息量是活的，是变化的。由若干个信息项构成一个信息对象，多个小的对象可合成一个大的对象，这是信息的合并，反过来，一个大的对象可分解成若干个小的对象，一个信息对象又可分解为若干个信息项，这是信息的分解。

另一种信息处理方式是信息的衍生和聚合，即一个对象集合A转化成另一个对象集合B，对象集合B的所有的信息项中至少有一项不直接存在于对象集合A中，即该信息项是由对象集合A转化而来的；这种转化不是信息项的简单合并与分解，而要将信息项进行一定的逻辑与算术运算；信息的衍生，是由一个信息项派生出多个信息项；信息的聚合，是由多个信息项构造出一个信息项。

信息处理的方法，为信息流汇流及分流的实现提供了理论依据。多股信息流的汇流点是多条信息通道共同的通道节点，简称汇流通道节点；多股信息流的分流点也是多条信息通道共同的通道节点，简称分流通道节点；汇流通道节点的信息处理方式，是信息的合并和信息的聚合；分流通道节点的信息处理方式，是信息的分解和信息的衍生。汇流通道节点与分流通道节点之间的信息流，是多股信息流共同的信息流；汇流通道节点与分流通道节点之间的信息通道，是多条信息通道共享的信息通道。

多个智能设备与多个自动化系统或其他信息系统之间的信息共享，需要信息系统提供多条信息通道，信息系统的所有信息通道，可产生多个汇流通道节点和多个分流通道节点，从而信息系统也就有了多个分布的信息处理点，每个汇流通道节点在信息系统中起信息的集中作用，每个分流通道节点在信息系统中起信息的分散作用，因此本发明信息系统的信息处理具有分散分布式特点。

每个智能设备、每个自动化系统或其他信息系统有其独特的信息表示方式，也有其特定的通讯协议；本发明信息系统通过总线集中器(C)、总线转换器(S)这两个信息系统的接入设备，将这些特定的信息表示，转化成为基于对象集合的统一的信息表示，将基于特定通讯协议的信息传输，转化成为基于现场总线的统一的信息传输；级联集中器(J)和系统CAN总线(L)，为总线集中器(C)与总线转换器(S)之间的信息传输，提供了信息通道；总线集中器(C)、总线转换器(S)、级联集中器(J)和最高层的系统CAN总线(L)，整体上为多个智能设备与多个自动化系统或其他信息系统之间的信息传输，提供了信息通道；总线集中器(C)、总线转换器(S)、级联集中器(J)以基于对象集合的信息处理，实现信息流的汇流与分流；从而实现多个智能设备与多个自动化系统或其他信息系统之间的信息共享，实现了从特定到统一，从统一再到特定的多协议转换。

信息系统中的每个总线集中器(C)、总线转换器(S)及级联集中器(J)都具有通讯管理的的作用，通讯管理只实现信息传输；每个总线集中器(C)、总线转换器(S)及级联集中器(J)的信息处理有两个方面的作用，一方面，如果该要素模块是汇流通道节点或分流通道节点，则一定要实现信息处理，另一方面，如果该要素模块不是汇流通道节点或分流通道节点，则可以不作任何信息处理，也可以进行必要的信息处理。

总线集中器(C)的作用，一方面是，就是用与智能设备相同的协议管理通讯，实现与智能设备的信息传输；通过信息的集散处理，实现与智能设备之间的信息共享。另一方面是，用系统CAN总线(L)协议管理通讯，实现与总线转换器(S)及级联集中器(J)的信息传输；通过信息的集散处理，实现与总线转换器(S))及级联集中器(J)之间的信息共享。

总线集中器(C)的通讯对象包括两类，第一类是与其相连的智能设备，第二类是与其挂接在同一CAN总线上的总线转换器(S)和级联集中器(J)；第一类通讯特征是：按照智能设备的特定接口和特定协议，管理与智能设备之间的通讯任务；第二类通讯特征是：按照系统内部统一的CAN总线接口和统一的协议，管理与总线转换器(S)和级联集中器(J)的通讯任务；

总线集中器(C)的信息处理是将各个智能设备输入信息通过信息处理集中起来，储存在总线集中器(C)的对象集合中，以备系统内其他模块共享请求；反过来，将总线转换器(S)和级联集中器(J)的输入信息，储存在总线集中器(C)的对象集合中，并通过信息处理分散给与之连接的各个智能设备；

总线集中器(C)，以其设备接入接口的类型不同，接入接口协议不同，形成系列化。

总线转换器(S)的作用，一方面是，用与自动化系统或其他信息系统相同的协议管理通讯，实现与自动化系统或其他信息系统的信息传输；通过信息的集散处理，实现与自动化系统或其他信息系统之间的信息共享。另一方面是，用系统CAN总线(L)协议管理通讯，实现与总线集中器(C)及级联集中器(J)的信息传输；通过信息的集散处理，实现与总线集中器(C)及级联集中器(J)之间的信息共享。

总线转换器(S)的通讯对象包括两类，第一类是与其相连的自动化系统或其他信息系统，第二类是与其挂接在同一CAN总线上的总线集中器(C)和级联集中器(J)。第一类通讯特征是：按照自动化系统或其他信息系统的特定接口和特定协议，总线转换器(S)作为通讯从站，响应自动化系统或其他信息系统的通讯请求；或者作为通讯主站，管理与自动化系统或其他信息系统通讯。第二类通讯特征是：按照系统内部统一的CAN总线接口和统一的协议，管理与总线集中器(C)和级联集中器(J)的通讯任务。

总线转换器(S)的信息处理是将总线集中器(C)、级联集中器(J)的信息对象通过信息处理集中起来，储存在总线转换器(S)的对象集合中，以备自动化系统或其他信息系统的共享请求。反过来，将自动化系统或其他信息系统的输入信息，储存在总线转换器(S)的对象集合中，并通过信息处理分散到集中器、级联集中器(J)的对象集合中；

总线转换器(S)，以其自动化系统或其他信息系统接入接口的类型不同，接入接口协议不同，形成系列化。

级联集中器(J)的的作用，就是用系统CAN总线(L)协议管理通讯，实现与总线集中器(C)、总线转换器(S)、及其他级联集中器(J)的信息传输；通过信息的集散处理，实现与总线集中器(C)、总线转换器(S)、及其他级联集中器(J)之间的信息共享。

级联集中器(J)的通讯对象包括两类：第一类是与挂接在其所属子系统的最高层的系统CAN总线(L)上的总线转换器(S)、总线集中器(C)、及其他级联集中器(J)通讯，第二类是与挂接在其所属子系统的父系统系统CAN总线(L)上的总线转换器(S)、总线集中器(C)、及其他级联集中器(J)通讯；级联集中器(J)按照系统内部统一的系统CAN总线(L)接口和统一的协议，管理与其通讯对象的通讯任务；

级联集中器(J)的信息处理是，实现挂接在其所属子系统的最高层的系统CAN总线(L)上的信息处理设备，与挂接在其所属子系统的父系统的系统CAN总线(L)上的信息处理设备之间的信息交换。

为了系统内部的关键数据，在系统失电时能够保持，总线集中器(C)、总线转换器(S)、及其他级联集中器(J)都有非易失存储器。

在实际中，成套设备信息系统的构成是变化的，但变化是有规律的。构建一个实际的成套设备信息系统，要明确以下问题：

1、要明确知道每个要接入的自动化系统或其他信息系统，以及每个要接入的智能设备的具体装设位置；要理清楚成套信息系统中，每个自动化系统或其他信息系统，与每个智能设备的信息共享关系，以及该信息共享关系的实时性要求。对于每个要接入的自动化系统或其他信息系统要知道，它是哪些智能设备的信息源，又是哪些智能设备的信息终端，据此相关的智能设备一定是成套信息系统的接入设备；对于每个智能设备要知道，它是哪些自动化系统或其他信息系统的信息源，又是哪些自动化系统或其他信息系统的信息终端，据此相关的自动化系统或其他信息系统一定是成套信息系统要接入的自动化系统或其他信息系统。

2、要决定每条系统CAN总线(L)的长度。实际中，系统CAN总线(L)的长度随通讯速度、最大接口数量及系统模块具体安装位置等因素变化。系统CAN总线(L)的长度与挂接在该总线上的总线集中器(C)、总线转换器(S)及级联集中器(J)的通讯速度存在着矛盾关系，系统CAN总线(L)越长，系统模块的通讯速度要求越低；同时挂接在系统CAN总线(L)上的，系统模块接口的最大数量受CAN总线接口电气特性的限制，一般不能超过64；系统模块具体安装位置则直接决定系统CAN总线(L)的长度。

综合以上两点中的每个设备安装位置、每个信息共享关系及其实时性、每条系统CAN总线(L)的长度，以及其他实际情况，根据构建本发明的信息系统的理论和方法作合理的选择。最后，决定好用几条系统CAN总线(L)，以及挂接在每条总线上的总线集中器(C)、总线转换器(S)；决定好系统CAN总线(L)的联接关系，并用级联集中器(J)联接起来，便可形成符合本发明的成套设备信息系统的具体方案。

本发明的用于成套设备信息化的信息系统，与基于DEVICENET现场总线的用于成套设备信息化的信息系统相比，相同点是系统内部总线接口都是CAN总线接口，而其它方面有很大的不同：

1、与外接设备之间连接方式不同。基于DEVICENET现场总线的最基本的信息系统，要求设备本身具备DEVICENET接口。可直接挂接在DEVICENET现场总线上，无需任何接口及协议转换设备。而本发明是基于CAN总线的信息系统.任何两个需要信息共享的外接设备之间，至少要有两个以上的转换设备才能实现设备之间的桥接。

2、可接入系统的设备群体不同。基于DEVICENET现场总线的信息系统，只允许符合DEVICENET标准外部设备接入。而本发明可接入接口类型及接口协议不同的外部设备。接口类型可以是RS-485，CAN、以太网等，接口协议可以是标准的，也可以是非标准的。

3、要解决的技术问题不同。基于DEVICENET现场总线的信息系统只关注相同接口、相同总线协议的设备之间的信息共享。而本发明首先要解决不同接口、不同总线协议的设备之间的接口及协议转换问题，在此基础上，才来解决设备之间的信息共享问题。

4、实施主体和方式不同：基于DEVICENET现场总线的信息系统的管理主体是ODVA(Open DeviceNet Vendor Association)，产品主体是通过认证和许可的机电设备厂家；采取先确立标准，后机电设备按标准智能化的实施方式，机电产品以耐于DEVICENET标准。而本发明的信息系统是基于先有机电产品，而后服务于机电产品实施方式，对机电设备厂家没有任何额外的限制和要求。

综上所述、为了解决我国工业企业信息化改造过程中所面临的非标准协议的智能设备的信息化问题，发明了基于现场总线的成套设备信息化的信息系统；该信息系统，彻底解决了多个智能设备和多个自动化系统或其他信息系统之间的信息共享问题，解决了不同接口类型、不同协议的智能设备和自动化系统或其他信息系统之间的通讯问题；解决了成套信息系统必须面对的可扩充性问题。另外，建立了本发明信息系统的理论基础，提出了本发明信息系统的分解与构造方法，提出了本发明信息系统的信息通道、信息段等概念，并以这些基本概念为基础，提出了本发明信息系统的信息流的通讯传输方法、提出了本发明信息系统的信息流的分散分布式信息处理方法。

本发明信息系统具分层、分布式、集散式拓扑结构和信息处理方法，具有灵活的可扩充性。该系统是成套设备系统的子系统，作用是将成套设备系统信息化；在成套设备系统内部与智能型元件及装置通信接口连接；对外则与自动化系统或其他信息系统或监控系统的通信接口连接。可直接连接任何具有RS485、或CAN总线和工业以太网总线接口的智能设备或自动化系统或其他信息系统，而其总线接口的协议可以是标准协议，也可以是非标准协议，具有广泛的适应性。同时，信息系统的每个要素模块体积小，便于就近安装在成套设备的柜体上，从而节省了工业现场紧缺的设备安装位置。

本发明可广泛用于成套设备的信息化，特别适合用于成套开关设备的信息化。本发明的成套设备信息系统立足于我国智能成套设备的产业链，在系统层上解决了我国智能元件产业要摆脱的难题，并与具有国际标准总线接口的设备有良好的融合性。

附图说明

图1为现有基于DEVICENET现场总线的用于成套设备信息化的信息系统的结构示意图。

图2为本发明总线集中器的结构示意图。

图3为本发明总线转换器的结构示意图。

图4为本发明级联集中器的结构示意图。

图5为本发明子系统一的示意图。

图6为本发明子系统二的示意图。

图7为本发明子系统三的示意图。

图8为本发明子系统四的示意图。

图9为本发明子系统五的示意图。

图10为本发明子系统六的示意图。

图11为本发明第一种类型系统的示意图。

图12为本发明第二种类型系统的示意图。

图13为本发明第三种类型系统的示意图。

图14为本发明具体实施方式的用于成套设备信息化的信息系统的结构示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何方式限制本发明。

本发明的基本要素可以组合成无穷多个系统，以适应实际的信息系统中要接入的自动化系统或其他信息系统及智能设备在数量、布局、通讯协议的变化。

简而言之，目前用于连接自动化系统或其他信息系统和智能设备之间信息共享的方式，第一类是基于可编程序控制器的DCS信息系统，第二类是基于标准现场总线的信息系统。第三类是基于通信管理机的信息系统。

本发明是第二类中的一种。

在第二类中，符合标准现场协议(DEVICENET、PROFIBUS、MODBUS)的智能设备的连接问题，已经解决。

本发明是解决我国非标准现场协议的智能设备信息化问题。

本发明的内部总线与DEVICENET的物理总线都是can现场总线。

本发明系统的基本要素是can现场总线、总线集中器、总线转换器、级联集中器。随着实际系统需求变化可由这些基本要素有机的组合出无穷的系统。也就是说其结构特征是可以按照系统与子系统的观点去分解的。

总线集中器、总线转换器、级联集中器也有其结构特征。

图1所示的是目前我国企业信息化产业中，占主导地位的基于DEVICENET现场总线的，用于成套设备信息化的信息系统。

图1中附图标记含义如下：

601.DEVICENET现场总线，602.DEVICENET扫描器，DV.具有DEVICENET标准接口的智能设备，611.具有DEVICENET接口的自动化系统，607.DEVICENET总线到FROFIBUS-DP总线标准转换器，608.DEVICENET总线到MODBUS总线标准转换器，609.具有FROFIBUS-DP接口的智能设备，610.具有MODBUS接口的智能设备。

具有DEVICENET智能设备(DV)及具有DEVICENET接口的自动化系统(611)直接挂接在一条DEVICENET现场总线(601)上；DEVICENET扫描器(602)在逻辑上建立了各个外接设备与自动化系统(611)的连接；通过DEVICENET总线到FROFIBUS-DP总线标准转换器(607)将具有FROFIBUS-DP接口的智能设备(609)挂接在DEVICENET现场总线(601)上；通过DEVICENET总线到MODBUS总线标准转换器(608)将具有MODBUS接口的智能设备(610)挂接在DEVICENET现场总线(601)上。

DEVICENET信息化成套系统的核心是DEVICENET现场总线，直接连接着具有DEVICENET总线接口的智能设备；DEVICENET扫描器是DEVICENET主站设备，一般是罗克韦尔公司的可编程序控制器，也有的采用国外DEVICENET主站网卡的嵌入式工业控制计算机系统；与其他标准总线的智能设备的连接，要通过标准转换适配器；由于DEVICENET面向对象的应用层，对设备的类型(如软启动器类、马达控制器类等)、设备的属性、方法做了严格的编码规定，所以一般来讲，标准转换适配器对应着一台设备，二者一起构成一个DEVICENET从站设备。通过标准转换适配器可以和多个不同类型其它自动化系统或其他信息系统直接相连，实现基于现场总线层面上的系统互连。基于DEVICENET标准现场总线的信息化成套系统的不足之处是，只有严格取得DEVICENET标准许可认证的智能设备，才能接入系统，而我国取得DEVICENET许可认证产品极少，造成成套设备的总线技术附加值高，较大的提高了成套设备整体价格；同时基于DEVICENET现场总线的系统，一般来讲，要有CONTROLNET控制网络层及更上层专用软件的支撑，所以降低了工厂信息化设备的国产化率。另外，转换适配器一般是标准总线转换模块，大量使用会增加信息系统总体成本。

本发明图中D、L、C、S、J既代表元素类型，也代表该类型中的一个；当多个同一类型元素出现在同一个图中时，用类型符号加上数字后缀来区别；不同附图的相同的标记，代表该同类元素，但不是指同一个元素。

图2至图4是对本发明基本要素的说明，

图2示出了本发明的总线集中器(C)的原理图，附图标记100、101、102、103、104、105、106、107所表示的元件，都是总线集中器(C)的元件，附图标记含义如下：

101.总线集中器的微控制器，102.总线集中器的非易失存储器电路，104.总线集中器的系统CAN总线连接口，103.总线集中器的CAN总线设备接入口，108.总线集中器的RS-485总线设备接入口，109.总线集中器的RS-485总线设备接入口，105.总线集中器的数字隔离变换器，107.总线集中器的DC/DC隔离变换器，106.总线集中器的电源调节器，100.总线集中器的总线电源接口。

总线集中器(C)包括总线集中器的微控制器(101)，用作通讯管理和信息处理；总线集中器的系统CAN总线连接口(104)，用作与信息系统及其子系统的最高层的系统CAN总线(L)连接；总线集中器的CAN总线设备接入口(103)用作总线集中器(C)的CAN总线智能设备接入接口，总线集中器的RS-485总线设备接入口(108)和总线集中器的RS-485总线设备接入口(109)用作总线集中器(C)的RS-485总线设备接入接口，可实现基于RS-485总线的MODBUS，PROFIBUS等标准总线接口，也可实现其他非标准总线接口；总线集中器的数字隔离变换器(105)用作总线集中器的系统CAN总线连接口(104)与总线集中器的CAN总线设备接入口(103)、总线集中器的RS-485总线设备接入口(108)和总线集中器的RS-485总线设备接入口(109)之间的电气隔离；总线集中器(C)还包括总线集中器的非易失存储器电路(102)、总线集中器的DC/DC隔离变换器(107)、总线集中器的电源调节器(106)、总线集中器的总线电源接口(100)，它们组成总线集中器(C)的电源电路，总线集中器的DC/DC隔离变换器(107)用作总线集中器的系统CAN总线连接口(104)与总线集中器的CAN总线设备接入口(103)、总线集中器的RS-485总线设备接入口(108)和总线集中器的RS-485总线设备接入口(109)之间的电气隔离，优选以直流24伏总线电源供电。

总线集中器的微控制器(101)管理总线集中器的系统CAN总线连接口(104)及其总线集中器的CAN总线设备接入口(103)、总线集中器的RS-485总线设备接入口(108)和总线集中器的RS-485总线设备接入口(109)的通讯过程；并对来自各接口的信息，进行信息处理，实现总线集中器的系统CAN总线连接口(104)与总线集中器的CAN总线设备接入口(103)、总线集中器的RS-485总线设备接入口(108)和总线集中器的RS-485总线设备接入口(109)之间的信息交换。连接在总线集中器(C)设备接入接口的智能设备与信息系统之间通过该总线集中器(C)实现信息共享；另外，总线集中器的总线集中器的RS-485总线设备接入口(108)或总线集中器的RS-485总线设备接入口(109)兼作总线集中器(C)的参数整定接口。

另外，如果对图2作局部修改，可实现其他接口的总线集中器(C)。例如：

1、将总线集中器的CAN总线设备接入口(103)用RJ45接口、RJ45变换器、以太网控制器替代，以太网控制器与总线集中器的微控制器(101)的外设接口相连接，可组成具有工业以太网接口的总线集中器。

2、将总线集中器的CAN总线设备接入口用RS-485收发器、西门子的PROFIBUS-DP控制器芯片如SPC3替代，SPC3与总线集中器的微控制器(101)的外设接口相连接，可直接具有PROFIBUS-DP标准接口的总线集中器(C)。

总线集中器(C)的系列化是在图2的基础上，经过简单的组合与变化形成的。

图3示出了本发明的总线转换器(S)的原理图，附图标记110、111、112、113、114、115、116、117所表示的元件，都是总线转换器(S)的元件。附图标记含义如下：

111.总线转换器的微控制器，112.总线转换器的非易失存储器电路，114.总线转换器的系统CAN总线连接口，113.总线转换器的CAN总线系统接入接口，118.总线转换器的RS-485总线系统接入接口，119.总线转换器的RS-485总线系统接入接口，115.总线转换器的数字隔离变换器，117.总线转换器的DC/DC隔离变换器，116.总线转换器的电源调节器，110.总线转换器的总线电源接口。

总线转换器(S)包括总线转换器的微控制器(111)，用作通讯管理和信息处理；总线转换器的系统CAN总线连接口(114)用作与信息系统及其子系统的系统CAN总线连接；总线转换器的CAN总线系统接入接口(113)用作总线转换器(S)的CAN总线自动化系统或其他信息系统接入接口，总线转换器的RS-485总线系统接入接口(118)和总线转换器的RS-485总线系统接入接口(119)用作总线转换器(S)的RS-485总线自动化系统或其他信息系统接入接口，总线转换器的数字隔离变换器(115)用作总线转换器的系统CAN总线连接口(114)与总线转换器的CAN总线系统接入接口(113)、总线转换器的RS-485总线系统接入接口(118)和总线转换器的RS-485总线系统接入接口(119)之间的电气隔离；

总线转换器(S)还包括总线转换器的非易失存储器电路(112)、总线转换器的DC/DC隔离变换器(117)、总线转换器的电源调节器(116)、总线转换器的总线电源接口(110)，它们组成总线转换器(S)的电源电路，总线转换器的DC/DC隔离变换器(117)用作总线转换器的系统CAN总线连接口(114)与总线转换器的CAN总线系统接入接口(113)、总线转换器的RS-485总线系统接入接口(118)和总线转换器的RS-485总线系统接入接口(119)之间的电气隔离，优选的以直流24伏总线电源供电。

总线转换器的微控制器(111)用作管理总线转换器的系统CAN总线连接口(114)及其总线转换器的CAN总线系统接入接口(113)、总线转换器的RS-485总线系统接入接口(118)和总线转换器的RS-485总线系统接入接口(119)的通讯过程；对来自各接口的信息，进行信息处理，实现总线转换器的系统CAN总线连接口(114)与总线转换器的CAN总线系统接入接口(113)、总线转换器的RS-485总线系统接入接口(118)和总线转换器的RS-485总线系统接入接口(119)之间的信息交换。连接在总线转换器(S)自动化系统或其他信息系统接入接口的自动化系统或其他信息系统与信息系统之间通过该总线转换器(S)实现信息共享；另外，总线转换器的RS-485总线系统接入接口(118)和总线转换器的RS-485总线系统接入接口(119))兼作总线转换器(S)的参数整定接口。

另外，如果对图3作局部修改，可实现其他接口的总线转换器(S)。例如：

1、将总线转换器的CAN总线系统接入接口(113)用RJ45接口、RJ45变换器、以太网控制器替代，以太网控制器与总线转换器的微控制器(111)的外设接口相连接，可组成具有工业以太网接口的总线转换器(S)。

2、将总线转换器的CAN总线系统接入接口(113)用RS-485收发器、西门子的PROFIBUS-DP控制器芯片如SPC3替代，SPC3与总线转换器的微控制器(111)的外设接口相连接，可直接具有PROFIBUS-DP标准接口的总线转换器(S)。

总线转换器(S)的系列化是在图3的基础上，经过简单的组合与变化形成的，

图4示出了本发明的级联集中器(J)的原理图，附图标记120、121、122、123、124、125、126、127所表示的元件，都是级联集中器(J)的元件。图4中附图标记含义如下：

121.级联集中器的微控制器，122.级联集中器的非易失存储器电路，124.级联集中器的系统CAN总线连接口，123.级联集中器的系统CAN总线连接口，129.级联集中器的RS-485总线连接口，125.级联集中器的数字隔离变换器，127.级联集中器的DC/DC隔离变换器，126.级联集中器的电源调节器，120.级联集中器的总线电源接口。

级联集中器(J)包括级联集中器的微控制器(121)，用作通讯管理和信息处理；级联集中器的系统CAN总线连接口(124)用作与子系统的父系统的系统CAN总线(L1)的连接；级联集中器的系统CAN总线连接口(123)用作与子系统最高层的系统CAN总线(L2)连接；这两个系统CAN总线连接口之间以级联集中器的数字隔离变换器(125)实现电气隔离；

级联集中器(J)还包括级联集中器的非易失存储器电路(122)、集中器的DC/DC隔离变换器(127)、级联集中器的电源调节器(126)、级联集中器的总线电源接口(120)，它们组成级联集中器(J)的电源电路，集中器的DC/DC隔离变换器(127)用作两个系统CAN总线连接口之间的电气隔离，优选以直流24伏总线电源供电。

级联集中器的微控制器(121)管理级联集中器(J)所属的子系统与其父系统之间的信息交换，以及信息处理。级联集中器的RS-485总线连接口(129)用作级联集中器(J)的参数整定接口。

总线集中器(C)、总线转换器(S)、级联集中器(J)的微控制器是它们的核心部件，起着管理模块的每个接口，实现通讯及信息处理的作用。微控制器一般由微处理器、程序程序存储器、数据存储器及常用的外设组成，一般集成为单片系统，常用的外设包括定时器、异步通讯接口、CAN总线控制器等；有的微控制器包括以太网控制器，有的需要对微控制器进行外设扩充，加入以太网控制器的其他片外外设；目前各种单片机、DSP芯片，FPGA片上系统都能实现本发明的功能特征。

总线集中器(C)、总线转换器(S)、级联集中器(J)的非易失存储器可以是EEPROM、FRAM等非易失存储器芯片，根据需求，可选择带有时钟功能的。非易失存储器的作用是使该发明的信息系统的部分模块具有保存关键数据的功能，以备数据的掉电遗失。

总线集中器(C)、总线转换器(S)的外设接口类型一般是RS-485、CAN、工业以太网。微控制器的异步通讯接口与RS-485驱动芯片相连，RS-485驱动芯片又直接与模块的RS-485总线接口相连，因此，本发明所有模块的RS-485总线连接口是符合一般的RS-485总线接口标准；微控制器的CAN总线控制器与CAN总线收发器芯片相连，CAN总线收发器又直接与模块的CAN总线接口相连，因此，本发明所有模块的CAN总线接口是符合一般的CAN总线接口标准；微控制器的以太网控制器与以太网控制器转换收发器件相连，以太网控制器转换收发器件又直接与模块的工业以太网总线接口相连，因此，本发明所有模块的工业以太网总线接口是符合一般的工业以太网总线接口标准。

总线集中器(C)、总线转换器(S)RS-485总线接口既可实现基于RS-485总线的MODBUS，PROFIBUS等标准总线接口，也可实现各种各样的自定义RS-485总线接口；总线集中器(C)、总线转换器(S)的CAN总线接口既可实现基于CAN总线的DEVICENET等标准总线接口，也可实现各种各样的自定义CAN总线接口；总线集中器(C)、总线转换器(S)的工业以太网及其他类型的接口也都如此。

总线集中器(C)、总线转换器(S)的电源电路的主要特征是：保证了最高层的系统CAN总线(L)接口与设备接入接口之间的电气上隔离。

级联集中器(J)的电源电路的主要特征是：保证了两个最高层的系统CAN总线(L)接口之间的电气上隔离。彼此隔离的两侧既可以一侧供电，也可以两侧同时供电；可以交流供电，也可以是直流供电，该发明优选的采用直流24伏一侧供电方式。

图5至图13是由基本要素组成的如何变化出各种实际需要的系统说明。

系统的拓扑结构可按系统论的方法进行分解。该系统是三种类型的一种：参见图11-图13：

如图11所示：第一种类型系统(SYS1)是仅有一条系统CAN总线(L)系统，包括一条系统CAN总线(L)，连接着至少一个总线转换器(S)，还连接着至少一个总线集中器(C)。

第二种和第三种是包含子系统的系统，越高层的子系统是越大的子系统，它包括底层所有的子系统，最底层的子系统直接由基本要素组成。

如图12所示：第二种类型系统(SYS2)是具有至少两条系统CAN总线(L)系统，包括一条系统CAN总线(L)，连接着至少一个总线转换器(S)，还连接着至少一个子系统。

如图13所示：第三种类型系统(SYS3)是具有至少两条系统CAN总线(L)系统，包括一条系统CAN总线(L)，连接着至少一个总线转换器(S)，连接着至少一个总线集中器(C)，还连接着至少一个子系统。

图12和图13中组成第二种类型系统(SYS2)和第三种类型系统(SYS3)的子系统可以是以下六种子系统拓扑结构中的一种(见图5-图10)。

图5示出了本发明第一种实施方式的子系统，子系统一(dui1)仅有的一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线集中器集合(C1、C2、…Cn)，子系统最高层的系统CAN总线(L2)与它的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接。

图6示出了本发明第二种实施方式的子系统，子系统二(dui2)仅有的一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线集中器集合(C1、C2、…Cn)，挂接着至少一个总线转换器集合(S1、S2、…Sn)，子系统最高层的系统CAN总线(L2)与它的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接。

图7示出了本发明第三种实施方式的子系统，子系统三(dui3)包括：子系统最高层的系统CAN总线(L2)线，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接；子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，还挂接着至少一个子系统集合(D1、D2、…Dn)，每个子系统都是该子系统的子系统，也是该子系统所属信息系统的子系统，其结构是六种子系统拓扑结构中的一种。

图8示出了本发明第四种实施方式的子系统，子系统四(dui4)包括：子系统最高层的系统CAN总线(L2)线，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接；子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，还挂接着至少一个总线转换器集合(S1、S2、…Sn)；挂接着至少一个子系统集合(D1、D2、…Dn)，每个子系统都是该子系统的子系统，也是该子系统所属信息系统的子系统，其结构是六种子系统拓扑结构中的一种。

图9示出了本发明第五种实施方式的子系统，子系统五(dui5)包括：子系统最高层的系统CAN总线(L2)线，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接；子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，还挂接着至少一个总线集中器集合(C1、C2、…Cn)；挂接着至少一个子系统集合(D1、D2、…Dn)，每个子系统都是该子系统的子系统，也是该子系统所属信息系统的子系统，其结构是六种子系统拓扑结构中的一种。

图10示出了本发明第六种实施方式子系统，子系统六(dui6)包括：子系统最高层的系统CAN总线(L2)，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接；子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，还挂接着至少一个总线集中器集合(C1、C2、…Cn)；挂接着至少一个总线转换器集合(S1、S2、…Sn)；挂接着至少一个子系统集合(D1、D2、…Dn)，每个子系统都是该子系统的子系统，也是该子系统所属信息系统的子系统，其结构是六种子系统拓扑结构中的一种。

组成用于成套设备信息化的信息系统的基本要素模块，都是一个信息处理单元，所有的单元，构成了一个信息的分布式处理系统。多层系统结构可实现信息的多层处理方式。

图14是本发明的实施例，是一个具体的用于成套设备信息化的信息系统，是我国工业企业信息化典型的需求。因为系统中存在两类标准现场总线接口，同时存在两类自定义协议的非标准现场总线接口；这两类自定义协议是众多自定义协议的一种，没有相应的标准总线转换模块；因此，任何一种标准的现场总线信息系统，都无法适合这种成套设备信息化需求。由于此成套设备信息化的对象多，用通讯管理机会遇到复杂的扩充问题。

图14中附图标记含义如下：

父系统的系统CAN总线(L1)，子系统最高层的系统CAN总线(L2)，第一总线转换器(S10)、第二总线转换器(S11)，第一总线集中器(C10)，第二总线集中器(C11)、第三总线集中器(C12)、通道节点级联集中器。

该信息系统连接的自动化系统有两个，具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)，另一个是具有PROFIBUS-DP总线接口的自动化系统(A11)。

该信息系统连接的智能设备可分为三种，第一种是若干个三相多功能电度表(M)，具有自定义协议的RS485接口；第二种是若干个马达控制器(R)，具有自定义协议的RS485接口；第三种是软启动器(RQ)，具有PROFIBUS-DP总线接口。

自动化系统与智能设备具有多对多的信息共享关系。具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)的信息源包括第一类智能设备-三相多功能电度表(M)和第三类(RQ)智能设备；自动化系统(A11)的信息源包括第二类(R)智能设备；第一类智能设备不需要任何自动化系统作为信息源；第二类智能设备则需要具有PROFIBUS-DP总线接口的自动化系统(A11)作为控制信息的信息源；第三类(RQ)智能设备仅需要自动化系统(A10)作为控制信息的信息源。

从地域上看，具有PROFIBUS-DP总线接口的自动化系统(A11)、第二类智能设备马达控制器(R)和第三类软启动器(RQ)比较集中，而具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)与第一类智能设备三相多功能电度表(M)比较集中。如果用一条最高层的系统CAN总线(L)联接，则CAN总线太长，会导致系统不能正常工作。因此确定为两条最高层的系统CAN总线(L)。

这样，该信息系统具有两层结构，第一层包括父系统的系统CAN总线(L1)及其连接的第一总线转换器(S10)和第一总线集中器(C10)，该层的父系统的系统CAN总线(L1)也是信息系统的最高层的系统CAN总线；第二层包括子系统最高层的系统CAN总线(L2)及其连接的第二总线转换器(S11)、第二总线集中器(C11)、第三总线集中器(C12)；第一级联集中器(J10)将以上两层的最高层的系统CAN总线(L)连接起来；通道节点级联集中器及第二层组成了该信息系统的子系统；通道节点级联集中器为该信息系统引入了子系统；子系统符合图6所示的第二种实施方式的子系统。

该信息系统存在多个自动化系统与智能设备的信息共享关系。总的来说，可分为以下几类，第一类是具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)共享多个三相多功能电度表(M)的测量信息；第二类是具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)共享两台软启动器(RQ)的状态信息；第三类是两台软启动器(RQ)共享具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)的控制信息；第四类是具有PROFIBUS-DP总线接口的自动化系统(A11)共享马达控制器(R)的状态信息；第五类是多个马达控制器(R)共享具有PROFIBUS-DP总线接口的自动化系统(A11)的控制信息。

以下以两个例子，来说明该信息系统的协议转换、信息传输及信息处理过程。

第一个例子是：具有DEVICENET总线接口的自动化系统(AI0)共享三相多功能电度表(M)的测量信息。

对于电表测量信息流来说，每个智能设备三相多功能电度表(M)是信息源，具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)是信息终端；具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)与多个三相多功能电度表(M)之间构成多个共享关系；多个共享关系对应着从每个智能设备三相多功能电度表(M)到具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)的多股信息流，也对应着从多个智能设备三相多功能电度表(M)到具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)的多条信息通道；第一总线集中器(C10)是这些信息通道的汇流通道节点，第一总线集中器(C10)的作用是：一方面，要与每个智能设备(M)通讯，以实现电表测量信息的传输，另一方面要对多股电表测量信息流，进行合并及聚合方式的信息处理；由通道节点第一总线集中器(C10)、父系统的系统CAN总线(L1)和通道节点第一总线转换器(S10)组成的通道段，以及由通道节点第一总线转换器(S10)、通道节点具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)及它们之间的连线组成的通道段，是以上多条信息通道的共享通道段；由第一总线集中器(C10信息处理后的电表测量信息流，通过两个共享通道段的信息传输，最终到达具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)。

具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)与三相多功能电度表(M)之间的信息共享，由于两者接口类型不同，通讯协议也不同，因此不能直接连接，不能直接构成一个信息通道；本发明的信息系统解决该问题的方法是，将直接连接问题转化为间接连接问题，通过一个基于现场总线的信息系统来实现；该信息系统为具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)和每个三相多功能电度表(M)的之间信息共享，提供了由三个通道段组成的信息通道，每个通道段都符合直接连接，直接传输信息的条件；所以，本发明以信息系统的方式解决了不同接口类型，不同通讯协议的两个设备之间的连接问题。

第二个例子是：两台软启动器(RQ)共享具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)的控制信息。对于具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)的控制信息流来说，具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)是信息源，每个软启动器(RQ)是信息终端；具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)与两台软启动器(RQ)之间，构成两个共享关系；两个共享关系对应着从具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)到两台软启动器(RQ)的两股信息流，也对应着从具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)到两台软启动器(RQ)的两条信息通道；

第二总线集中器(C11)是两条信息通道的分流通道节点，第二总线集中器(C11)的作用是：一方面，要与两台软启动器(RQ)通讯，以实现控制信息的传输，另一方面要对两股控制信息流，进行分解及衍生方式的信息处理；由通道节点具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)、通道节点第一总线转换器(S10)以及它们之间的连线组成的通道段，由通道节点第一总线转换器(S10)、父系统的系统CAN总线(L1)和通道节点级联集中器(J10)组成的通道段，以及由通道节点级联集中器(J10)、子系统最高层的系统CAN总线(L2)和通道节点第二总线集中器(C11)组成的通道段，是以上两条信息通道的共享通道段；控制信息通过以上三个共享通道段的信息传输，到达第二总线集中器(C11)，再有第二总线集中器(C11)分散传输给两台软启动器(RQ)。

具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)与两台软启动器(RQ)之间的信息共享，虽然两者接口类型及通讯协议都是标准的，但是互不兼容，因此不能直接连接，不能直接构成一个信息通道；与第一个例子相同，本发明以信息系统，将直接连接问题转化为间接连接问题，通过一个基于现场总线的信息系统来实现；该信息系统为具有DEVICENET总线接口的自动化系统(A10)和两台软启动器(RQ)的之间信息共享，提供了由四个通道段组成的信息通道，每个通道段都符合直接连接，直接传输信息的条件。

该信息系统兼顾了多种因素，将每个信息源和信息终端联接起来；通过总线转换器和总线集中器解决了不兼容通讯协议的转换问题；通过级联集中器突破了现场总线固有的容量限制。从而解决了多种协议下的，多个自动化系统或其他信息系统和多个智能设备之间的信息共享问题。这种基于现场总线的信息系统，具有简单而合理，先进而实用的特点。

Claims (7)

1.一种用于成套设备信息化的信息系统，其特征在于它包括组成该信息系统的四种类型基本要素：

a、系统CAN总线，连接系统内部的基本要素模块，

b、总线集中器(C)，它是成套智能设备的接入设备，包括用于与成套智能设备连接的设备接入接口，包括与系统can总线连接的系统can总线接口，

c、总线转换器(S)，是自动化系统或其他信息系统的接入设备，包括用于与自动化系统或其他信息系统连接的设备接入接口，包括与系统can总线连接的系统can总线接口，

d、级联集中器(J)，它是用于在两条系统can总线之间建立连接，包括两个系统总线接口，分别用于连接两条系统CAN总线；

系统中至少包括一个总线集中器(C)和一个总线转换器(S)，任何一个总线集中器(C)和总线转换器(S)都与系统中的一条系统CAN总线相连，

系统中至少包括一条系统CAN总线，两条系统can总线之间由级联集中器(J)连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于成套设备信息化的信息系统，其特征在于：所述的总线集中器和总线转换器的设备接入接口的接口类型是RS-485、CAN或者工业以太网接口；总线集中器和总线转换器的设备接口协议是标准的，如MODBUS、DEVICENET及PROFIBUS，或者是自定义的。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于成套设备信息化的信息系统，其特征在于：

总线集中器(C)包括总线集中器的微控制器，用作通讯管理、协议转换和信息处理；包括隔离器件，用于总线集中器(C)的设备接入接口与系统can总线接口之间的电气隔离；

总线转换器(S)包括总线转换器的微控制器，用作通讯管理、协议转换和信息处理；包括隔离器件，用于总线转换器(S)的设备接入接口与系统can总线接口之间的电气隔离；

级联集中器(J)包括级联集中器的微控制器，用作通讯管理和信息处理；级联集中器(J)包括隔离器件，用于两个系统CAN总线连接口之间的电气隔离。

4.根据权利要求1所述的一种用于成套设备信息化的信息系统，其特征在于：

第一种类型系统(SYS1)是仅有一条系统CAN总线系统，包括一条系统CAN总线(L)，连接着至少一个总线转换器，还连接着至少一个总线集中器。

5.根据权利要求1所述的一种用于成套设备信息化的信息系统，其特征在于：

第二种类型系统(SYS2)是具有至少两条系统CAN总线系统，包括一条系统CAN总线(L)，连接着至少一个总线转换器，还连接着至少一个子系统。

6.根据权利要求1所述的一种用于成套设备信息化的信息系统，其特征在于：

第三种类型系统(SYS3)是具有至少两条系统CAN总线系统，包括一条系统CAN总线(L)，连接着至少一个总线转换器，连接着至少一个总线集中器，还连接着至少一个子系统。

7.根据权利要求5至6所述的一种用于成套设备信息化的信息系统，其特征在于：

所述子系统是子系统一(dui1)到子系统六(dui6)六种子系统拓扑结构中的一种，

子系统一(dui1)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线集中器，子系统最高层的系统CAN总线(L2)与它的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接；

子系统二(dui2)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线集中器，挂接着至少一个总线转换器，子系统最高层的系统CAN总线(L2)与它的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接；

子系统三(dui3)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个子系统(D)，该子系统是本权利要求所述的六种子系统拓扑结构中的一种，子系统最高层的系统CAN总线(L2)，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接；

子系统四(dui4)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线转换器；挂接着至少一个子系统(D)，该子系统是本权利要求所述的六种子系统拓扑结构中的一种，子系统最高层的系统CAN总线(L2)线，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接；

子系统五(dui5)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线集中器；挂接着至少一个子系统(D)，该子系统是本权利要求所述的六种子系统拓扑结构中的一种，子系统最高层的系统CAN总线(L2)线，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接；

子系统六(dui6)，一条子系统最高层的系统CAN总线(L2)上，挂接着至少一个总线集中器；挂接着至少一个总线转换器；挂接着至少一个子系统(D)，该子系统是本权利要求所述的六种子系统拓扑结构中的一种，子系统最高层的系统CAN总线(L2)线，与该子系统的父系统的系统CAN总线(L1)之间，通过一个级联集中器(J)连接。

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