CN105187176B - 一种具有冗余链路的电气系统及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有冗余链路的电气系统及其通信的方法。涉及普通设备、中转设备、环形链路与中转链路。其中，普通设备是电气系统中的常规设备，可用于完成信息接收、数据计算、信号输出等常规的电气设备功能；中转设备用于接收普通设备发送的数据，将该数据发送给相应的普通设备或者其他中转设备；环形链路是普通设备之间的通信链路，普通设备之间可通过环形链路进行通信；中转链路是中转设备与普通设备或中转设备之间的通信链路，中转设备与普通设备或中转设备可通过中转链路进行通信。本发明可实现整个电气系统在部分设备之间的通信链路断开时，仍可以保证信息在设备之间的可靠传递，提高了系统的可靠性，并具有较强的扩展能力。

Description

一种具有冗余链路的电气系统及其通信方法

技术领域

本发明涉及一种具有冗余链路的电气系统及其通信方法，属于航空航天通信卫星技术领域。

背景技术

在航空航天领域，随着航天器功能要求的不断增加，电气系统的复杂性也不断的提高。电气系统一般由多个电气设备组成，各电气设备分别完成各自的功能，电气设备之间通过特定的通信接口进行通信(例如RS232、RS422、1553B总线等)，各个电气设备按照设计好的时序与流程工作，以实现整个电气系统的功能。因此电气系统中设备之间交互数据的途径与方法成为了电气系统设计所关注的关键要素之一。

在常规的设计方法中，电气设备之间多采用点对点或者总线式的通信方式，点对点的通信方式多采用RS232、RS422等接口，总线式的通信方式多采用1553B等接口。对于点对点的通信方式，两个设备之间通过点对点的通信链路相连接，数据可以从一个设备发送至另一个设备；对于总线式的通信方式，多个设备可以挂载于一条总线上，总线上的所有设备都可以通过该总线交换数据。

无论是点对点还是总线式的通信方式，对于两个电气设备之间，一旦某个设备的通信链路故障(例如：物理连接断开)，则两个(或者多个)电气设备之间的通信将中断，整个电气系统中的部分功能将失效。

解决该问题常见的方法是：为了避免单一通信链路的故障导致整个系统的功能丧失，往往采用多个电气设备冗余备份的工作方式，例如系统中设计两个功能完全一致的设备，分别为主设备与备份设备，一旦主设备的通信链路故障后，则采用备份设备代替主设备，确保全系统仍然可以正常工作。

该方法的劣势在于：虽然可以有效的解决单一通信链路故障不会影响全系统的功能的问题，但是却增加了一个设备。在复杂的电气系统中，若采用这种方法，将每个关键设备均增加备份，这将大大的提高系统中设备的数量，系统设计的复杂性将显著提高，同时提高了系统的研制成本。

发明内容

本发明的技术解决问题的目的在于：针对现有技术的不足，提供了一种具有冗余链路的电气系统及其通信方法。在电气系统的各个设备之间，增加了中转设备，设计了普通设备之间通信采用的环形链路、中转设备与普通设备或中转设备之间通信采用的中转链路，并提出了设备之间冗余通信的具体过程与方法。

本发明的技术解决方案是：

一种具有冗余链路的电气系统，包括：a个普通设备、b个中转设备、c条环形链路和d条中转链路；其中，a为不小于6的自然数，b为不小于2的自然数，c为不小于6的自然数，d为不小于8的自然数；

每个中转设备与至少三个普通设备在同一个区域内，在同一个区域内的普通设备之间通过环形链路相连接，在同一个区域内的普通设备与该区域内的中转设备之间采用中转链路相连接；中转设备之间采用两条中转链路连接；环形链路和中转链路之间均采用通信帧的方式进行通信，每个普通设备分配有通信地址，中转设备中存储着所有普通设备的通信地址信息；

普通设备用于完成信息接收、数据计算、信号输出的电气设备；

中转设备用于接收普通设备或中转设备发送的数据，并将接收到的数据发送给普通设备或者其他中转设备。

所有的通信帧共分为三种格式：传输帧、回馈帧与重发帧；传输帧中包含信源设备地址、信目地址与有效数据；回馈帧中包含该设备的通信地址；重发帧中包含重发地址、信目地址与有效数据。

一种具有冗余链路的电气系统之间的通信方法，步骤为：

(1)将整个电气系统中的普通设备和中转设备按照设备摆放或安装位置，分为第一区域、第二区域、…第N区域；第一区域包括普通设备11、普通设备12、普通设备13、…普通设备1a₁和中转设备1，第二区域包括普通设备21、普通设备22、普通设备23…、普通设备2a₂和中转设备2，…；N为大于等于2的自然数；a₁为第一区域中的普通设备的个数，a₁为不小于3的自然数，a₂为第二区域中的普通设备的个数，a₂为不小于3的自然数；

(2)同一区域的普通设备间的通信采用三级容错机制，默认采用环形链路通信，普通设备11与其他任一普通设备12之间的通信将默认采用普通设备11与普通设备12之间的环形链路，路线为：普通设备11到普通设备12，一旦该链路故障，普通设备11与普通设备12之间的通信链路重构为：普通设备11到普通设备13或本区域内的其他普通设备到普通设备12，若该链路也故障，由中转设备1转发，普通设备11与普通设备12之间的通信链路重构为：普通设备11到中转设备1到普通设备12；

(3)不同区域的设备之间通信构建了二级容错机制，第一区域中的普通设备11与第二区域中的普通设备21之间的通信，默认链路为：普通设备11到中转设备1到中转设备2到普通设备21，当普通设备11与中转设备1之间的链路故障后或普通设备21与中转设备2间的链路故障后，普通设备11与普通设备21之间的通信链路重构为：普通设备11到普通设备12或本区域内的其他普通设备到中转设备1到中转设备2到普通设备22或本区域内的其他普通设备到普通设备21。

具有冗余链路的电气系统中处于同一区域的普通设备之间的通信方法，步骤为：

(1)普通设备在发起通信时，生成一个传输帧，在同一个区域内的普通设备与中转设备均能够收到该传输帧，同一个区域中的普通设备与中转设备接收到该传输帧后，将该传输帧存储至自身的缓冲区中；

(2)接收到该传输帧的普通设备，识别该传输帧中的信目地址，确认该地址是否与自身的通信地址匹配，若该地址与自身通信地址匹配，则表明该传输帧是发给该设备的传输帧，该设备需要发送回馈帧，若该地址与自身通信地址不匹配，则不需要处理；中转设备识别到该传输帧的信目地址对应的普通设备在本区域内，不需要处理；

(3)若发起通信的普通设备在设定时间间隔内收到接收设备的回馈帧，此次通信完成，若普通设备发送重发帧，发起通信的普通设备利用其他的普通设备将之前接收到的并缓存的传输帧重新发送，直至发起通信的普通设备在设定时间间隔内收到接收设备的回馈帧，通信完成。

具有冗余链路的电气系统中处于不同一区域的普通设备之间的通信方法，步骤为：

(1)普通设备在发起通信时，生成一个传输帧，在同一个区域内的普通设备与中转设备均能够收到该传输帧，同一个区域中的普通设备与中转设备接收到该传输帧后，将该传输帧存储至自身的缓冲区中；

(2)同一区域内接收到该传输帧的普通设备，识别该传输帧中的信目地址与自身不匹配，不需要处理，同一区域内接收到该传输帧的中转设备，识别到该传输帧的信目地址对应的普通设备不在本区域内，则需要将该传输帧转发至信目地址对应区域的中转设备；

(3)对应区域的中转设备接收到该传输帧后，再将该传输帧转发至该区域内所有的普通设备，该区域内接收到传输帧的普通设备确认该地址是否与自身的通信地址匹配，若该地址与自身通信地址匹配，则表明该传输帧是发给该普通设备的传输帧，该普通设备需要发送回馈帧，若该地址与自身通信地址不匹配，则不需要处理，中转设备接收到回馈帧后，向发起通信的普通设备所在区域对应的中转设备转发，该中转设备向发起通信的普通设备转发该回馈帧；

(4)若发起通信的普通设备在设定时间间隔内收到接收设备的回馈帧，此次通信完成，若发起通信的普通设备在设定时间间隔内未收到接收设备的回馈帧，普通设备发送重发帧，发起通信的普通设备利用其他的普通设备将之前接收到的并缓存的传输帧重新发送，直至发起通信的普通设备在设定时间间隔内收到接收设备的回馈帧，通信完成。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明构建的冗余通信链路当接口出现一重/二重故障，通过冗余链路与中转设备，可重新构建新的通信链路，实现电气设备间的可靠通信。

(2)本发明根据电气系统不同通信链路的可靠性要求，利用二级互连架构，使全系统间设备通信具备极高的可靠性，系统具备三级/二级重构能力，可容忍三级/二级故障，可应用于对于设备间通信链路的可靠性要求极高的航空航天领域。

(3)将电气系统按物理安装位置划分为不同的区域，在相同区域中间的设备定义为普通设备，在不同区域之间布置中转设备；

在同一区域中的两个普通设备，普通设备通过环形链路通信，当环形链路中的某一节点故障，则可通过环形链路的另一方向建立通信，若通信链路上双向节点均故障，可通过中转设备完成通信，实现三级故障重构；

在不同区域中的普通设备。通过中转设备进行通信，中转设备之间的链路为双冗余，若普通设备与中转设备间的链路故障，则通过环形链路传递至相邻的普通设备，由相邻的普通设备与中转设备完成通信。

(4)本发明构建的电气系统，按照设备布局与安装位置划分为多个区域，区域内增加了中转设备，区域之间的设备采用中转设备进行中转，同时构建了普通设备之间的环形链路、中转设备与中转设备或普通设备之间的中转链路，设备间通信的多条链路保证了信息传递的可靠性，在硬件方面实现了通信链路的冗余，设备间通信具有极高的灵活性；

(5)本发明中构建了三种通信帧，分别为传输帧、回馈帧与重发帧，提出了电气系统中信息传输的通信方法，使得硬件的通信链路故障下，采用“点名重传”的方式，实现了传输链路信息层面上的重构，当个别通信链路失效后，利用该通信方法，仍然可以保证信息在全系统各电气设备之间的可靠传输，具备极高的可靠性。

附图说明

图1为本发明的系统组成示意图；

图2为本发明电气系统通信流程图；

图3为实施例结构组成示意图；

图4为普通设备之间通信的容错机制示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的电气系统包括第一区域和第二区域；第一区域中包括普通设备11、普通设备12、普通设备13和中转设备1，第二区域中包括普通设备21、普通设备22、普通设备23和中转设备2；普通设备之间的通信方法为：

(1)同一区域的普通设备间的通信采用三级容错机制，默认采用环形链路通信，普通设备11与普通设备12之间的通信将默认采用普通设备11与普通设备12之间的环形链路，路线为：普通设备11到普通设备12，一旦该链路故障，普通设备11与普通设备12之间的通信链路重构为：普通设备11到普通设备13到普通设备12，若该链路也故障，由中转设备1转发，普通设备11与普通设备12之间的通信链路重构为：普通设备11到中转设备1到普通设备12；

(2)不同区域的设备之间通信构建了二级容错机制，第一区域中的普通设备11与第二区域中的普通设备21之间的通信，默认链路为：普通设备11到中转设备1到中转设备2到普通设备21，当普通设备11与中转设备1之间的链路故障后或普通设备21与中转设备2间的链路故障后，普通设备11与普通设备21之间的通信链路重构为：普通设备11到普通设备12或普通设备13到中转设备1到中转设备2到普通设备22或普通设备23到普通设备21。

如图2所示，本发明的电气系统包括第一区域、第二区域和第三区域；第一区域中有普通设备11、普通设备12、普通设备13、普通设备21、普通设备22、普通设备23、普通设备31、普通设备32、普通设备33；

环形链路用于普通设备与普通设备之间的通信；中转链路用于中转设备与中转设备、普通设备之间的通信；中转设备与普通设备之间的中转链路为单余度设计，中转设备与中转设备之间的中转链路为双余度设计；

对于处于同一区域的普通设备11与普通设备12之间的通信，步骤为：

(1)普通设备11在发起通信时，生成一个传输帧，普通设备12、普通设备13与中转设备1均收到该传输帧，普通设备12、普通设备13与中转设备1均将该传输帧存储至自身的缓冲区中；

(2)如果普通设备12识别接收到的传输帧中的信目地址与自身的通信地址匹配，同时普通设备13和中转设备1识别接收到的传输帧中的信目地址与自身的通信地址不匹配，则普通设备12在设定时间间隔内发送回馈帧给普通设备11，普通设备13和中转设备1不进行处理工作，如果普通设备11在设定时间间隔内收到普通设备12发送的回馈帧后认为此次通信完成，如果普通设备11在设定时间间隔内没有收到普通设备12发送的回馈帧，则认为此次通信失败，进入步骤(3)；

(3)普通设备11重新发送传输帧；普通设备11重新发送传输帧的方式为：

普通设备11发送重发帧，指定同一区域内的普通设备13重新发送普通设备13自身缓冲区中缓存的传输帧，普通设备12识别接收到的传输帧中的信目地址与自身的通信地址匹配，则普通设备12在设定时间间隔内发送回馈帧给普通设备13，普通设备13再将回馈帧在设定时间间隔内发送给普通设备11，如果普通设备11在设定时间间隔内收到普通设备13发送的回馈帧后认为此次通信完成，如果普通设备11在设定时间间隔内没有收到普通设备13发送的回馈帧，则认为此次通信失败，进入步骤(4)；

(4)普通设备11再次重新发送传输帧，普通设备11再次重新发送传输帧的方式为：普通设备11发送重发帧，指定同一区域内的中转设备1重新发送中转设备1自身缓冲区中缓存的传输帧，普通设备12识别接收到的传输帧中的信目地址与自身的通信地址匹配，则普通设备12在设定时间间隔内发送回馈帧给中转设备1，中转设备1再将回馈帧在设定时间间隔内发送给普通设备11，普通设备11在设定时间间隔内收到普通设备13发送的回馈帧，此次通信完成，中转设备具备与本区域内的普通设备之间发送通信的能力。

对于处于不同区域的普通设备11与普通设备21之间的通信，步骤为：

(1)普通设备11在发起通信时，生成一个传输帧，普通设备12、普通设备13与中转设备1均收到该传输帧，普通设备12、普通设备13与中转设备1均将该传输帧存储至自身的缓冲区中；

(2)中转设备1识别接收到的传输帧中的信目地址与第二区域中的普通设备21的通信地址匹配，同时，普通设备12和普通设备13识别接收到的传输帧中的信目地址与自身的通信地址不匹配，中转设备1将接收到的传输帧发送给中转设备2，普通设备12和普通设备13不进行处理；

(3)中转设备2将接收到的传输帧发送给第二区域中的普通设备，普通设备21识别接收到的传输帧中的信目地址与自身的通信地址匹配，普通设备22和普通设备23识别接收到的传输帧中的信目地址与自身的通信地址不匹配，普通设备21在设定时间内发送回馈帧给中转设备2，中转设备2再在设定的时间间内将接收到的回馈帧发送给中转设备1，中转设备1再将回馈帧发送给普通设备11，普通设备11在设定时间内接收到回馈帧后认为此次通信完成；

如果普通设备11在设定时间间隔内没有收到中转设备1发送的回馈帧，则认为此次通信失败，进入步骤(4)；

(4)普通设备11重新发送传输帧，普通设备11重新发送传输帧的方式有两种，

第一种为：

普通设备11发送重发帧，指定同一区域内的普通设备12或普通设备13重新发送自身缓冲区中缓存的传输帧给中转设备1，中转设备1再将传输帧发送给中转设备2，中转设备2将接收到的传输帧发送给第二区域中的普通设备，普通设备21识别接收到的传输帧中的信目地址与自身的通信地址匹配，普通设备22和普通设备23识别接收到的传输帧中的信目地址与自身的通信地址不匹配，普通设备21在设定时间内发送回馈帧给中转设备2，中转设备2再在设定的时间间内将接收到的回馈帧发送给中转设备1，中转设备1再将回馈帧发送给普通设备11，普通设备11在设定时间内接收到回馈帧后认为此次通信完成，完成普通设备11与普通设备21之间的通信；

第二种为：普通设备11发送重发帧，指定普通设备22或普通设备23重新发送自身缓冲区中缓存的传输帧普通设备21，普通设备21将回馈帧发送给普通设备22或普通设备23，普通设备22或普通设备23再将回馈帧发送给中转设备2，中转设备2再将回馈帧发送给中转设备1，中转设备1再将回馈帧发送给普通设备11，普通设备11在设定时间内接收到回馈帧，此次通信完成，中转设备具备与本区域内普通设备或其他中转设备通信的能力。

普通设备在发起通信时，采用传输帧。传输帧中包含信源设备地址、信目地址与有效数据，具体帧格式如表1所示。

表1传输帧格式

某个普通设备接收到的传输帧中，若信目地址与自身的通信地址匹配，表明该传输帧是发给该设备的，该设备采用回馈帧。回馈帧中包含该设备的通信地址，具体帧格式如表2所示。

表2回馈帧格式

若发起通信的设备在设定时间的间隔内未收到回馈帧，则该设备可以采用重发帧，重发帧中包含重发地址、信目地址与有效数据；

如图3所示，为普通设备之间的通信流程示意图，具体通信过程为：

普通设备在发起通信时，生成一个传输帧，在同一个区域内的普通设备与中转设备均能够收到该传输帧，同一个区域中的普通设备与中转设备接收到该传输帧后，将该传输帧存储至自身的缓冲区中。

接收到该传输帧的普通设备，识别该传输帧中的信目地址，确认该地址是否与自身的通信地址匹配，若该地址与自身通信地址匹配，则表明该传输帧是发给该设备的传输帧，该设备需要发送回馈帧，若该地址与自身通信地址不匹配，则不需要处理；

接收到该传输帧的中转设备，识别该传输帧的信目地址是否在本区域内，若该地址在本区域内，则不需要处理，若该信目地址不在本区域内，则需要将该传输帧转发至信目地址对应区域的中转设备，接收到该传输帧的中转设备再将该传输帧转发至该区域内所有的普通设备，该区域内接收到传输帧的普通设备确认该地址是否与自身的通信地址匹配，若该地址与自身通信地址匹配，则表明该传输帧是发给该设备的传输帧，该设备需要发送回馈帧，若该地址与自身通信地址不匹配，则不需要处理，中转设备接收到回馈帧后，向其他中转设备转发，每个中转设备向本区域内所有的普通设备转发该回馈帧。

若发起通信的普通设备在设定时间间隔内未收到接收设备的回馈帧，普通设备可以发送重发帧，重发帧中包含重发地址与重发命令，由重发命令规定重发次数，具体格式如表3所示，发起通信的设备可以利用其他的普通设备将之前接收到的并缓存的传输帧重新发送，实现多次重复发送的功能。

表3重发帧格式

普通设备发起重发帧后，在同一区域的普通设备和中转设备均收到该重发帧。收到重发帧的普通设备判定重发地址是否与自身的通信地址一致，如果一

致，则重发之间缓存的传输帧；如果不一致，则不予处理。收到重发帧的中转设备判定重发地址是否为本区域的普通设备的通信地址，如果该重发地址对应的普通设备在本区域内，则不予处理；如果该重发地址对应的不同设备不在本区域内，则中转设备将该重发帧转发至对应区域的中转设备，对应区域的中转设备收到该重发帧后，将该重发帧转发至本区域内的普通设备，收到重发帧的普通设备判定重发地址是否与自身的通信地址一致，如果一致，则重发之间缓存的传输帧；如果不一致，则不予处理。

下面以一个具体实施例对本发明的具体工作过程和工作原理做进一步解释和说明：

如图4所示，本实施例中的电气系统分为2个区域，由主控制器、副控制器、采集设备、第一中继器、第二中继器、第一舵机、第二舵机与第三舵机组成，共8台设备。

按照本发明的冗余链路系统，需要首先将各设备分配相应的地址，本系统中各个设备之间的地址分配如下。

表4设备地址分配表

序号	设备名称	地址分配(十六进制)
			1	主控制器	0x11
2	副控制器	0x22
			3	采集设备	0x33
4	第一舵机	0x44
			5	第二舵机	0x55
6	第三舵机	0x66

主控制器、副控制器、采集设备之间采用环形链路连接，主控制器、副控制器、采集设备与第一中继器采用中转链路连接；第一舵机、第二舵机、第三舵机采用环形链路连接，第一舵机、第二舵机、第三舵机与第二中继器采用中转链路连接。

在该系统中，主控制器与副控制器是核心的控制设备，用于实现该系统的控制功能，副控制器与主控制器功能一致，当主控制器不能正常工作的时候，由副控制器代替主控制器工作。主控制器需要接收采集设备传输的传感器信息，并进行内部计算，生成控制指令，并将控制指令通过第一中继器与第二中继器分别发送给第一舵机、第二舵机与第三舵机。

采集设备用于采集外围设备传感器信息，将采集到的传感器信号发送给主控制器与副控制器。

本系统中，采集设备将采集到的外围信息传输给主控制器与副控制器，主控制器进行数据处理并生成舵机控制指令，将控制指令发送给第一舵机、第二舵机与第三舵机。本实施例中仅说明主控制器向第一舵机发送控制指令的过程。

主控制器发起传输帧格式如下：

表5控制指令传输帧

副控制器与采集设备接收到该传输帧后，识别信目地址为0x44，与自身的通信地址不一致，则将该条指令缓存。

第一中继器接收到该传输帧后，识别信目地址为0x44，该地址在区域2中的设备，因此第一中继器将该传输帧发送给第二中继器。

第二中继器接收到该传输帧后，直接将该传输帧发送给第一舵机、第二舵机与第三舵机。

第二舵机与第三舵机识别信目地址为0x44，与自身的通信地址不一致，将该条指令缓存。

第一舵机接收到该传输帧后，识别信目地址与自身通信地址匹配，则发送回馈帧，格式如下：

表6第一舵机回馈帧

第二中继器接收到该回馈帧后，将该回馈帧转发给第一中继器，第一中继器将该回馈帧发送给主控制器、副控制器和采集设备。

主控制器收到第一舵机的回馈帧后，视为本次通信完成。

若主控制器在20ms时间间隔内未收到回馈帧，可以发送重发帧，“点名”采集设备重发之前的传输帧，具体格式如下：

表7采集设备重发帧

采集设备接收到该重发帧后，识别重发地址为0x33，与自身的重发地址匹配，采集设备则将上次通信缓存的传输帧重新发送，通信过程与前述通信过程一致。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (3)

1.一种具有冗余链路的电气系统之间的通信方法，所述的具有冗余链路的电气系统包括：a个普通设备、b个中转设备、c条环形链路和d条中转链路；其中，a为不小于6的自然数，b为不小于2的自然数，c为不小于6的自然数，d为不小于8的自然数；

每个中转设备与至少三个普通设备在同一个区域内，在同一个区域内的普通设备之间通过环形链路相连接，在同一个区域内的普通设备与该区域内的中转设备之间采用中转链路相连接；中转设备之间采用两条中转链路连接；环形链路和中转链路之间均采用通信帧的方式进行通信，每个普通设备分配有通信地址，中转设备中存储着该区域的所有普通设备的通信地址信息；

普通设备用于完成信息接收、数据计算、信号输出的电气设备；

中转设备用于接收普通设备或其他中转设备发送的数据，并将接收到的数据发送给普通设备或者其他中转设备；

其特征在于步骤为：

(1)将整个电气系统中的普通设备和中转设备按照设备摆放或安装位置，分为第一区域、第二区域、…第N区域；第一区域包括普通设备11、普通设备12、普通设备13、…普通设备1a₁和中转设备1，第二区域包括普通设备21、普通设备22、普通设备23…、普通设备2a₂和中转设备2，…；N为大于等于2的自然数；a₁为第一区域中的普通设备的个数，a₁为不小于3的自然数，a₂为第二区域中的普通设备的个数，a₂为不小于3的自然数；

(2)同一区域的普通设备间的通信采用三级容错机制，默认采用环形链路通信，普通设备11与其他任一普通设备12之间的通信将默认采用普通设备11与普通设备12之间的环形链路，路线为：普通设备11到普通设备12，一旦该链路故障，普通设备11与普通设备12之间的通信链路重构为：普通设备11到普通设备13或本区域内的其他普通设备到普通设备12，若该链路也故障，由中转设备1转发，普通设备11与普通设备12之间的通信链路重构为：普通设备11到中转设备1到普通设备12；

(3)不同区域的设备之间通信构建了二级容错机制，第一区域中的普通设备11与第二区域中的普通设备21之间的通信，默认链路为：普通设备11到中转设备1到中转设备2到普通设备21，当普通设备11与中转设备1之间的链路故障后或普通设备21与中转设备2间的链路故障后，普通设备11与普通设备21之间的通信链路重构为：普通设备11到普通设备12或本区域内的其他普通设备到中转设备1到中转设备2到普通设备22或本区域内的其他普通设备到普通设备21。

2.一种具有冗余链路的电气系统的通信方法，所述的具有冗余链路的电气系统包括：a个普通设备、b个中转设备、c条环形链路和d条中转链路；其中，a为不小于6的自然数，b为不小于2的自然数，c为不小于6的自然数，d为不小于8的自然数；

每个中转设备与至少三个普通设备在同一个区域内，在同一个区域内的普通设备之间通过环形链路相连接，在同一个区域内的普通设备与该区域内的中转设备之间采用中转链路相连接；中转设备之间采用两条中转链路连接；环形链路和中转链路之间均采用通信帧的方式进行通信，每个普通设备分配有通信地址，中转设备中存储着该区域的所有普通设备的通信地址信息；

普通设备用于完成信息接收、数据计算、信号输出的电气设备；

中转设备用于接收普通设备或其他中转设备发送的数据，并将接收到的数据发送给普通设备或者其他中转设备；

所有的通信帧共分为三种格式：传输帧、回馈帧与重发帧；传输帧中包含信源设备地址、信目地址与有效数据；回馈帧中包含该设备的通信地址；重发帧中包含重发地址、信目地址与有效数据；

其特征在于：对于处于同一区域的普通设备之间的通信，步骤为：

(1)普通设备在发起通信时，生成一个传输帧，在同一个区域内的普通设备与中转设备均能够收到该传输帧，同一个区域中的普通设备与中转设备接收到该传输帧后，将该传输帧存储至自身的缓冲区中；

(2)接收到该传输帧的普通设备，识别该传输帧中的信目地址，确认该地址是否与自身的通信地址匹配，若该地址与自身通信地址匹配，则表明该传输帧是发给该设备的传输帧，该设备需要发送回馈帧，若该地址与自身通信地址不匹配，则不需要处理；中转设备识别到该传输帧的信目地址对应的普通设备在本区域内，不需要处理；

(3)若发起通信的普通设备在设定时间间隔内收到接收设备的回馈帧，此次通信完成，若普通设备发送重发帧，发起通信的普通设备利用其他的普通设备将之前接收到的并缓存的传输帧重新发送，直至发起通信的普通设备在设定时间间隔内收到接收设备的回馈帧，通信完成。

3.一种具有冗余链路的电气系统的通信方法，所述的具有冗余链路的电气系统包括：a个普通设备、b个中转设备、c条环形链路和d条中转链路；其中，a为不小于6的自然数，b为不小于2的自然数，c为不小于6的自然数，d为不小于8的自然数；

每个中转设备与至少三个普通设备在同一个区域内，在同一个区域内的普通设备之间通过环形链路相连接，在同一个区域内的普通设备与该区域内的中转设备之间采用中转链路相连接；中转设备之间采用两条中转链路连接；环形链路和中转链路之间均采用通信帧的方式进行通信，每个普通设备分配有通信地址，中转设备中存储着该区域的所有普通设备的通信地址信息；

普通设备用于完成信息接收、数据计算、信号输出的电气设备；

中转设备用于接收普通设备或其他中转设备发送的数据，并将接收到的数据发送给普通设备或者其他中转设备；

所有的通信帧共分为三种格式：传输帧、回馈帧与重发帧；传输帧中包含信源设备地址、信目地址与有效数据；回馈帧中包含该设备的通信地址；重发帧中包含重发地址、信目地址与有效数据；

其特征在于：对于处于不同区域的普通设备之间的通信，步骤为：

(1)普通设备在发起通信时，生成一个传输帧，在同一个区域内的普通设备与中转设备均能够收到该传输帧，同一个区域中的普通设备与中转设备接收到该传输帧后，将该传输帧存储至自身的缓冲区中；

(2)同一区域内接收到该传输帧的普通设备，识别该传输帧中的信目地址与自身不匹配，不需要处理，同一区域内接收到该传输帧的中转设备，识别到该传输帧的信目地址对应的普通设备不在本区域内，则需要将该传输帧转发至信目地址对应区域的中转设备；

(3)对应区域的中转设备接收到该传输帧后，再将该传输帧转发至该区域内所有的普通设备，该区域内接收到传输帧的普通设备确认该地址是否与自身的通信地址匹配，若该地址与自身通信地址匹配，则表明该传输帧是发给该普通设备的传输帧，该普通设备需要发送回馈帧，若该地址与自身通信地址不匹配，则不需要处理，中转设备接收到回馈帧后，向发起通信的普通设备所在区域对应的中转设备转发，该中转设备向发起通信的普通设备转发该回馈帧；

(4)若发起通信的普通设备在设定时间间隔内收到接收设备的回馈帧，此次通信完成，若发起通信的普通设备在设定时间间隔内未收到接收设备的回馈帧，普通设备发送重发帧，发起通信的普通设备利用其他的普通设备将之前接收到的并缓存的传输帧重新发送，直至发起通信的普通设备在设定时间间隔内收到接收设备的回馈帧，通信完成。