CN110176136A - 一种在核辐射环境下485通信传输的方法 - Google Patents

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张巍
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李豫东
郭�旗
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Abstract

本发明涉及一种在核辐射环境下485通信传输的方法，该方法中涉及的抗辐射485通信模块是由处理器、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一485通信芯片、第二485通信芯片、第三485通信芯片、接地端、电源端、数据接收端、数据发送端、读写控制端、485总线A端和485总线B端组成，在使用时，将抗辐射485通信模块放置在辐射场中，按照要求连接好各个端口，确保连接正常，采用50Rad(Si)/s的剂量率做试验，进行通信测试。试验结果证明：该抗辐射485通信模块能够在核辐射环境下正常工作，满足设计要求，能够应用于核辐射环境下的远程数据信号传输。

Description

一种在核辐射环境下485通信传输的方法
技术领域
本发明涉及辐射环境下的通信传输技术领域，使用一种在核辐射环境下远程传输信息的的抗辐射485通信模块。
背景技术
在核电站中，核心部位(安全壳内、压力容器等等)的各种信息非常重要，需要将各类传感器采集到的信息远程传输到主控室或者没有核辐射的区域读取存储，但是由于该环境下有着核辐射的效应，对半导体器件产生巨大的影响，会导致器件发生错误甚至永久损坏。目前的485通信芯片在核辐射环境只能工作很短的一段时间，就会功能失效。目前急需一套远程传输数据信息的解决方案。
基于上述描述，本发明为了解决现有在核辐射环境中远程数据信息传输的问题，提供一种辐射环境下远程传输数据信号的方法，使用到了抗辐射485通信模块，其能够在核辐射环境下，正常工作，保证数据正常传输。
发明内容
本发明目的在于，提供一种在核辐射环境下485通信传输的方法，该方法中涉及的抗辐射485通信模块是由处理器、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一485通信芯片、第二485通信芯片、第三485通信芯片、接地端、电源端、数据接收端、数据发送端、读写控制端、485总线A端和485总线B端组成，在使用时，将抗辐射485通信模块放置在辐射场中，按照要求连接好各个端口，确保连接正常，采用50Rad(Si)/s的剂量率做试验，进行通信测试。试验结果证明：该抗辐射485通信模块能够在核辐射环境下正常工作，满足设计要求，能够应用于核辐射环境下的远程数据信号传输。
本发明所述的一种在核辐射环境下485通信传输的方法，该方法中涉及的抗辐射485通信模块是由处理器(1)、第一继电器(2)、第二继电器(3)、第三继电器(4)、第一485通信芯片(5)、第二485通信芯片(6)、第三485通信芯片(7)、接地端(8)、电源端(9)、数据接收端(10)、数据发送端(11)、读写控制端(12)、485总线A端(13)和485总线B端(14)组成，处理器(1)分别与第一继电器(2)、第二继电器(3)、第三继电器(4)、第一485通信芯片(5)、第二485通信芯片(6)、第三485通信芯片(7)、接地端(8)、电源端(9)连接，第一继电器(2)与第一485通信芯片(5)连接，第二继电器(3)与第二485通信芯片(6)连接，第三继电器(4)与第三485通信芯片(7)连接，接地端(8)分别与处理器(1)、第一继电器(2)、第二继电器(3)、第三继电器(4)、第一485通信芯片(5)、第二485通信芯片(6)、第三485通信芯片(7)连接，第一485通信芯片(5)、第二485通信芯片(6)、第三485通信芯片(7)分别与数据接收端(10)、数据发送端(11)、读写控制端(12)、485总线A端(13)和485总线B端(14)连接，具体操作按下列步骤进行：
a、将抗辐射485通信模块放置于辐射场中，选取50Rad(Si)/s剂量率作为试验时的辐照剂量率；
b、按照要求连接好相应端口，电源端(9)接5V直流电源，接地端(8)接地，将抗辐射485通信模块与STM32单片机相连，STM32单片机使用铅砖屏蔽以避免辐射对于单片机的影响，STM32单片机与抗辐射485通信模块的数据接收端(10)、数据发送端(11)、读写控制端(12)连接；
c、使用一对长线缆作为数据传输线，长度50米，分别连接抗辐射485通信模块的485总线A端(13)和485总线B端(14)；长线缆另外一端通过485通信芯片连接笔记本电脑；
d、笔记本电脑通过485通信芯片发送一段数据到抗辐射485通信模块，抗辐射485通信模块收到信号，再将数据传输到STM32单片机，STM32单片机收到信号，添加回复字样，再将数据原路返回到笔记本电脑，如果笔记本电脑能够正常收到该数据，则说明抗辐射485通信模块工作正常，笔记本电脑每秒钟发送一个数据传输正常。
本发明所述的一种在核辐射环境下485通信传输的方法，该方法中所使用的器件，都通过总剂量辐照试验，筛选出抗辐射性能强的器件。不同的器件，抗辐射性能也不尽相同，但是目前没有相关的抗辐射性能信息，需要自行做试验筛选。筛选试验采用中国科学院新疆理化技术研究所60Co-γ辐射源，模拟核电站中的辐射环境，将试验器件采用不同的工作模式放置在辐射场内工作，检测其工作状态，以得到不同工作状态下的抗辐射性能。经过总剂量辐照筛选试验，筛选出抗辐射485通信模块使用的器件：Xilinx的CPLD xc2c256作为处理器(1)，MAX487作为第一485通信芯片(5)、第二485通信芯片(6)和第三485通信芯片(7)；松下公司的TX2-5V继电器作为第一继电器(2)、第二继电器(3)、第三继电器(4)；
本发明所述的一种在核辐射环境下485通信传输的方法，该方法是在现有技术《一种在和辐射环境下探测温度信息的方法》，专利申请号：201910309397.5，采用了器件备份的思想来做抗辐射加固，但是每支器件都与电源芯片直接相连，这样，不工作的器件同样是处在上电状态，不利于其在辐射环境下的长时间工作。本发明在上述的基础上进行了改进，将第一485通信芯片(5)、第二485通信芯片(6)、第三485通信芯片(7)的电源由处理器(1)提供，并且由第一继电器(2)、第二继电器(3)、第三继电器(4)来控制第一485通信芯片(5)、第二485通信芯片(6)和第485三通信芯片(7)的电源通断，做到真正的物理隔离。采用处理器(1)控制第一继电器(2)、第二继电器(3)、第三继电器(4)的通断来做到第一485通信芯片(5)、第二485通信芯片(6)、第三485通信芯片(7)三支通信芯片交替工作，并保证不工作的器件处在最佳退火状态，以保证系统的抗辐射性能最大化；
虽然本发明使用了多个通信芯片，但是整体模块的使用，和普通485通信芯片使用时一样的，不需要额外的连接与控制。
本发明所述的一种在核辐射环境下485通信传输的方法，该方法中抗辐射485通信模块外部采用辐射屏蔽材料包裹，使用铅皮包裹，增加其抗辐射性能。
附图说明
图1为本发明所述抗辐射485通信模块示意图。
具体实施方式
本发明结合附图进一步描述，并给出实施例。
实施例
本发明所述的一种在核辐射环境下485通信传输的方法，该方法中涉及的抗辐射485通信模块是由处理器1、第一继电器2、第二继电器3、第三继电器4、第一485通信芯片5、第二485通信芯片6、第三485通信芯片7、接地端8、电源端9、数据接收端10、数据发送端11、读写控制端12、485总线A端13和485总线B端14组成，处理器1分别与第一继电器2、第二继电器3、第三继电器4、第一485通信芯片5、第二485通信芯片6、第三485通信芯片7、接地端8、电源端9连接，第一继电器2与第一485通信芯片5连接，第二继电器3与第二485通信芯片6连接，第三继电器4与第三485通信芯片7连接，接地端8分别与处理器1、第一继电器2、第二继电器3、第三继电器4、第一485通信芯片5、第二485通信芯片6、第三485通信芯片7连接，第一485通信芯片5、第二485通信芯片6、第三485通信芯片7分别与数据接收端10、数据发送端11、读写控制端12、485总线A端13和485总线B端14连接，具体操作按下列步骤进行：
a、将抗辐射485通信模块放置于辐射场中，选取50Rad(Si)/s剂量率作为试验时的辐照剂量率；
b、按照要求连接好相应端口，电源端9接5V直流电源，接地端8接地，将抗辐射485通信模块与STM32单片机相连，STM32单片机使用铅砖屏蔽以避免辐射对于单片机的影响，STM32单片机与抗辐射485通信模块的数据接收端10、数据发送端11、读写控制端12连接；
c、使用一对长线缆作为数据传输线，长度50米，分别连接抗辐射485通信模块的485总线A端13和485总线B端14；长线缆另外一端通过485通信芯片连接笔记本电脑；
d、笔记本电脑通过485通信芯片发送一段数据到抗辐射485通信模块，抗辐射485通信模块收到信号，再将数据传输到STM32单片机，STM32单片机收到信号，添加回复字样，再将数据原路返回到笔记本电脑，如果笔记本电脑能够正常收到该数据，则说明抗辐射485通信模块工作正常，笔记本电脑每秒钟发送一个数据传输正常；
通过6个小时的试验验证，数据如下所示：
回复：数据传输正常；
回复：数据传输正常；
回复：数据传输正常；
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回复：数据传输正常；
回复：数据传输正常；
回复：数据传输正常；
试验结果证明：本发明所述的一种在核辐射环境下485通信传输的方法，该方法中的抗辐射485通信模块能够在核辐射环境下正常工作，满足设计要求，能够应用于核辐射环境下的远程485协议数据信号传输。
将本发明中的抗辐射485通信模块更换为普通的485通信芯片，能正常工作15分钟，之后功能失效，不能再传输数据。

Claims (1)

1.一种在核辐射环境下485通信传输的方法，其特征在于该方法中涉及的抗辐射485通信模块是由处理器（1）、第一继电器（2）、第二继电器（3）、第三继电器（4）、第一485通信芯片（5）、第二485通信芯片（6）、第三485通信芯片（7）、接地端（8）、电源端（9）、数据接收端（10）、数据发送端（11）、读写控制端（12）、485总线A端（13）和485总线B端（14）组成，处理器（1）分别与第一继电器（2）、第二继电器（3）、第三继电器（4）、第一485通信芯片（5）、第二485通信芯片（6）、第三485通信芯片（7）、接地端（8）、电源端（9）连接，第一继电器（2）与第一485通信芯片（5）连接，第二继电器（3）与第二485通信芯片（6）连接，第三继电器（4）与第三485通信芯片（7）连接，接地端（8）分别与处理器（1）、第一继电器（2）、第二继电器（3）、第三继电器（4）、第一485通信芯片（5）、第二485通信芯片（6）、第三485通信芯片（7）连接，第一485通信芯片（5）、第二485通信芯片（6）、第三485通信芯片（7）分别与数据接收端（10）、数据发送端（11）、读写控制端（12）、485总线A端（13）和485总线B端（14）连接，具体操作按下列步骤进行：
a、将抗辐射485通信模块放置于辐射场中，选取50Rad(Si)/s剂量率作为试验时的辐照剂量率；
b、按照要求连接好相应端口，电源端（9）接5V直流电源，接地端（8）接地，将抗辐射485通信模块与STM32单片机相连，STM32单片机使用铅砖屏蔽以避免辐射对于单片机的影响，STM32单片机与抗辐射485通信模块的数据接收端（10）、数据发送端（11）、读写控制端（12）连接；
c、使用一对长线缆作为数据传输线，长度50米，分别连接抗辐射485通信模块的485总线A端（13）和485总线B端（14）；长线缆另外一端通过485通信芯片连接笔记本电脑；
d、笔记本电脑通过485通信芯片发送一段数据到抗辐射485通信模块，抗辐射485通信模块收到信号，再将数据传输到STM32单片机，STM32单片机收到信号，添加回复字样，再将数据原路返回到笔记本电脑，如果笔记本电脑能够正常收到该数据，则说明抗辐射485通信模块工作正常，笔记本电脑每秒钟发送一个数据传输正常。
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