CN108933625A - 一种rs485电/光信号转换方法及数字化仪控平台 - Google Patents

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俞赟
陈杰
吴志强
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Abstract

本发明公开了一种RS485电/光信号转换方法及数字化仪控平台，通过可编程逻辑器件实现RS485电信号转换为光信号，使用光纤作为信息传输的介质，本发明通信速率高、抗干扰能力强、具有很强的实时性和可靠性，能够满足实时监控系统和远程监控系统的要求；同时该方法具有良好的兼容性和可扩展性。本发明能够很好地应用在核动力数字化仪控平台中，提高数字化仪控平台与外部系统通信的有效性和可靠性。

Description

一种RS485电/光信号转换方法及数字化仪控平台
技术领域
本发明涉及核动力数字化仪控平台中的通信领域，具体涉及一种RS485电/光信号转换方 法及基于该转换方法实现的数字化仪控平台。
背景技术
RS485通信在工业现场中广泛使用，但大多使用电信号进行通信。而工业通讯发展到现 代，大部分在现场采用光纤通讯，以此保证信号较高的抗干扰性和可靠性。
在核动力数字化仪控平台中，需要使用RS485通信传输较多的信号。然而传统的RS485 通信网络采用电信号进行通信，主要存在以下几个方面的不足：(1)总线过长、节点过多导 致与外部系统通信不稳定；(2)传统总线型RS485网络中并无硬件方面的网络通信设计，程 序编写时须考虑总线竞争问题及通信过程中的纠错容错问题，增加了软件的工作量，降低了 网络的利用率；(3)需要根据网络实际使用情况，如节点数量、电缆长度等匹制端接电阻， 如匹配欠佳则导致通信不稳定。
发明内容
因此为了解决现有技术存在的问题，提高核动力数字化仪控平台与外部系统通讯的抗干 扰性、有效性和可靠性；本发明提出了一种RS485通信电信号转换为光信号的方法，该方法 主要基于可编程逻辑器件和光发送模块实现RS485通信电信号转换为光信号，使用可编程逻 辑器件实现电信号和光信号之间的转换，提高了系统的可靠性，使用光纤作为信息传输的介 质，提高了通讯的抗干扰能力。
本发明通过下述技术方案实现：
一种RS485电/光信号转换方法，包括以下步骤：
(1)采用RS485收发器接收RS485电信号并将其发送给可编程逻辑器件；
(2)通过可编程逻辑器件对RS485电信号进行编码处理，并将其通过脉冲信号传递给 光发送模块；
(3)光发送模块接收可编程逻辑器件的脉冲信号，将其转换为光信号，使其在光纤中进 行传输。
进一步，RS485收发器采用ADM2682EBRIZ型号的RS485隔离收发器。
进一步，可编程逻辑器件为CPLD或FPGA。
进一步，光发送模块采用HFBR-1414TZ型号的低功耗光纤发送器件。
另一方面，本发明还提出了一种数字化仪控平台，包括采用上述RS485电/光转换方法实 现的隔离网关，所述隔离网关将数字化仪控平台的RS485通信卡的电信号，转换为光信号， 实现信息通过光纤向外部系统传输。
本发明通过可编程逻辑器件实现RS485电信号转换为光信号，使用光纤作为信息传输的 介质，本发明通信速率高、抗干扰能力强、具有很强的实时性和可靠性，能够满足实时监控 系统和远程监控系统的要求；同时该方法具有良好的兼容性和可扩展性。本发明能够很好地 应用在核动力数字化仪控平台中，核动力数字化仪控平台通过此方法将电信号转换为光信号 送给相应的其他系统去实现相应的功能；在实际使用过程中，使用RS485通讯卡作为RS485 电信号的来源。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的RS485电/光信号转换原理框图。
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明白，下面结合实施例和附图，对本发明 作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本 发明的限定。
实施例1
一种RS485电/光信号转换方法，基于RS485收发器、可编程逻辑器件和光发送模块来 实现，如图1所示，具体包括以下步骤：
(1)采用RS485收发器接收RS485电信号并将其发送给可编程逻辑器件；
(2)通过可编程逻辑器件对RS485电信号进行编码处理，并将其通过脉冲信号传递给 光发送模块；
其中，编码处理具体按照慢切斯特编码原理进行编码：当信号出现上升沿时，输出脉冲 就会连续输出两个低电平脉冲信号；当信号出现下降沿时，输出脉冲就会连续输出两个高电 平脉冲信号；
(3)光发送模块接收可编程逻辑器件的脉冲信号，将其转换为光信号，使其在光纤中进 行传输；其中，光发送模块将高低电平脉冲信号转换为光信号具体按照高电平点亮、低电平 熄灭的方式向外发出光信号。
其中，RS485收发器可使用任意的通用的RS485收发器，在本发明的一个实施例中，使 用的是ADM2682EBRIZ芯片，它是一款RS485隔离收发器，它的内部集成了一个5KV rms隔离DC/DC电源，省去了外部DC/DC隔离模块；其输入/输出引脚提供±15KV ESD保护； 具有限流和热关断特性，可防止发生输出短路以及总线竞争导致功耗过大的情况。
可编程逻辑器件可使用任意的通用可编程逻辑器件，如FPGA、CPLD等。在本发明的一 个实施例中，使用的是CPLD芯片，在CPLD芯片内完成RS485电信号的接收、电信号编码、以及光发送模块的驱动等工作。
光发送模块可使用任意的通用光发送模块。在本发明的一个实施例中，使用的是HFBR-1414TZ。HFBR-1414TZ是一款低功耗光纤发送器件。
实施例2
本发明还包括将上述实施例1中的RS485电/光信号转换方法应用于核动力数字化仪控平 台，实现核动力数字化仪控平台隔离网关，使用该隔离网关，将数字化仪控平台的RS485通 讯卡的电信号，转换为光信号，从而实现数字化仪控平台的相关信息通过光纤向外部系统发 送。
本发明的一种RS485电/光信号转换方法，通过可编程逻辑器件实现RS485电信号转换 为光信号，使用光纤作为信息传输的介质，本发明通信速率高、抗干扰能力强、具有很强的 实时性和可靠性，能够满足实时监控系统和远程监控系统的要求；同时该方法具有良好的兼 容性和可扩展性。本发明能够很好地应用在核动力数字化仪控平台中，提高数字化仪控平台 与外部系统通信的有效性和可靠性。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种RS485电/光信号转换方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)采用RS485收发器接收RS485电信号并将其发送给可编程逻辑器件；
(2)通过可编程逻辑器件对RS485电信号进行编码处理，并将其通过脉冲信号传递给光发送模块；
(3)光发送模块接收可编程逻辑器件的脉冲信号，将其转换为光信号，使其在光纤中进行传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，RS485收发器采用ADM2682EBRIZ型号的RS485隔离收发器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可编程逻辑器件为CPLD或FPGA。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光发送模块采用HFBR-1414TZ型号的低功耗光纤发送器件。
5.一种数字化仪控平台，其特征在于，包括采用权利要求1-4任一项所述的方法实现的隔离网关，所述隔离网关将数字化仪控平台的RS485通信卡的电信号，转换为光信号，实现信息通过光纤向外部系统传输。
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