基于fsk調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有線通信系統(tǒng)的現(xiàn)場總線傳輸裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及在雙絞線傳輸介質(zhì)環(huán)境中，靈活構(gòu)建基于IP數(shù)據(jù)、語音、控制等業(yè)務的基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)及傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]總線傳輸是一種共用傳輸介質(zhì)的現(xiàn)場信息傳輸，為用戶提供一種共享式信息傳輸平臺，實現(xiàn)多點接入的信息交付。
[0003]隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，特別是總線傳輸技術(shù)領(lǐng)域，要求實現(xiàn)長距離、低功耗、抗干擾、實時性強的現(xiàn)場總線傳輸技術(shù)。而當代在總線傳輸技術(shù)領(lǐng)域主要代表有MIL-STD-1553標準和Lonworks技術(shù)的總線傳輸技術(shù)，它們都是基于Manchester編碼技術(shù)的現(xiàn)場總線傳輸技術(shù)，可為用戶提供數(shù)據(jù)信息的應答式共享傳輸平臺；但是MIL-STD-1553標準只能在同軸線上實現(xiàn)總線傳輸功能；而Lonworks技術(shù)雖然可以在雙絞線上實現(xiàn)總線傳輸功能，但是其存在傳輸距離短、設(shè)備功耗高、實時性差、帶寬低等缺點，故它們都不適應于在雙絞線上應用，也不能滿足在雙絞線上總線傳輸?shù)膶嶋H需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明還有一個目的是提供一種基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)，其提出了一種基于FSK調(diào)制解調(diào)方式的現(xiàn)場總線傳輸技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的編碼技術(shù)的現(xiàn)場總線傳輸技術(shù)，其具有能在雙絞線實現(xiàn)總線傳輸?shù)墓δ?，同時具有傳輸距離遠、設(shè)備功耗低、實時性好、帶寬高等優(yōu)點，故能適應在雙絞線上總線傳輸?shù)膶嶋H需求，具有良好的適應性。
[0006]本發(fā)明還有一個目的是通過應用基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ峁┮环N采用載波檢測與令牌總線機理相配合的傳輸技術(shù)，利用雙絞線作為傳輸介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)200mw低功耗、最長20km超長傳輸距離、最多64個節(jié)點的數(shù)據(jù)、話音、控制等信號的實時傳輸，本發(fā)明尤其適用于有線通信傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
[0007]為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)，包括:
[0008]多個設(shè)備節(jié)點，每個所述設(shè)備節(jié)點均包括一總線傳輸器，以及通過一用戶接口與所述總線傳輸器連接的用戶信息接入單元，每個所述總線傳輸器均包括一用于控制與總線相連接的各介質(zhì)實現(xiàn)信息訪問的控制組件，以及與所述控制組件通信連接的FSK調(diào)制解調(diào)單元，
[0009]其中，每個所述總線傳輸器均通過外部總線與各個設(shè)備節(jié)點通信連接，以構(gòu)成多業(yè)務總線傳輸?shù)母魍ㄐ沛溌贰?br>[0010]優(yōu)選的是，其中，所述FSK調(diào)制解調(diào)單元包括:
[0011]一與所述控制組件通信連接的基帶處理模塊；
[0012]—以與所述外部總線進行匹配的接口模塊；
[0013]—設(shè)置在所述基帶處理模塊及接口模塊之間的調(diào)制模塊、解調(diào)模塊及第一載波檢測模塊。
[0014]優(yōu)選的是，其中，所述接口模塊包括一匹配接口以及與所述匹配接口相連接的單工器；
[0015]所述調(diào)制模塊包括一與所述基帶處理模塊通信連接的調(diào)制器，所述調(diào)制器通過一發(fā)送信號的驅(qū)動器進而與單工器連接；
[0016]所述解調(diào)模塊包括一與所述單工器連接以接收信號的AGC放大器，所述AGC放大器通過一均衡器進而與解調(diào)器連接，所述解調(diào)器通信連接至基帶處理模塊。
[0017]優(yōu)選的是，其中，所述控制組件包括一集成有大規(guī)模邏輯器件的處理器模塊，所述處理器模塊包括集成在其上的成幀器及實時控制器。
[0018]優(yōu)選的是，其中，所述用戶信息接入單元包括一以對用戶信息進行接入的數(shù)據(jù)接入組件和數(shù)據(jù)合并處理模塊，且所述用戶信息接入單元通過一公共信息組裝模塊進而與控制組件連接，所述數(shù)據(jù)接入組件包括語音接入模塊、IP數(shù)據(jù)接入模塊及控制信號接入模塊。
[0019]優(yōu)選的是，其中，所述總線傳輸器對連接在多業(yè)務總線傳輸線路下的各個設(shè)備節(jié)點采用1?N的方式進行地址編號，而地址編號0則設(shè)置為廣播地址，其中，N的最大取值為64。
[0020]本發(fā)明的目的還可以進一步由應用基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒▉韺崿F(xiàn)，包括以下步驟:
[0021]步驟一，當多業(yè)務總線傳輸線路處于正常工作狀態(tài)時，所述總線傳輸器與其相連接的多個設(shè)備節(jié)點中選舉其中一個節(jié)點做為主節(jié)點，則其它節(jié)點為從節(jié)點；
[0022]步驟二，所述主節(jié)點通過總線傳輸器周期性地向各從節(jié)點廣播令牌幀，如果在一定的時間段內(nèi)總線上沒有廣播令牌幀，則說明主節(jié)點出現(xiàn)故障，返回步驟一，重新選舉主節(jié)占.
[0023]步驟三，各所述從節(jié)點基于接收到的令牌幀，計算各從節(jié)點向總線發(fā)送信息的發(fā)送時間窗；
[0024]步驟四，各所述從節(jié)點在其計算得到的發(fā)送時間窗內(nèi)，對總線是否處于空閑狀態(tài)進行判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果確定是否向總線傳輸器發(fā)送信息幀，如果為是則發(fā)送，否則返回步驟三；
[0025]步驟五，所述總線傳輸器將接收到的信息幀進行FSK調(diào)制、放大后發(fā)向線路口 ；
[0026]步驟六，所述總線傳輸器將從線路口接收的信號經(jīng)AGC、均衡器、FSK解調(diào)后，解析收到的信息幀中的目的地址編號，判斷該信息幀是否發(fā)給自己的，如果是則接收，否則丟棄該信息幀。
[0027]優(yōu)選的是，其中，在步驟一中，所述總線傳輸器確定主節(jié)點時，總線上沒有同步令牌幀時，各節(jié)點按照CSMA的方式向總線傳輸器發(fā)送主節(jié)點選舉幀，所述載波檢測模塊對當前總線上有無數(shù)據(jù)傳輸進行偵聽，如總線忙，則等待一隨機時間后再檢測總線狀態(tài)，如果空閑，則立即發(fā)送。
[0028]優(yōu)選的是，其中，在步驟一中，所述總線傳輸器確定主節(jié)點時，總線上各節(jié)點如果收到地址編號比自己小的選舉幀時，本節(jié)點退出選舉，直至具有最小地址編號的節(jié)點成為主節(jié)點。
[0029]優(yōu)選的是，其中，在步驟一中，所述總線傳輸器確定主節(jié)點時，如果總線上臨時加入一個節(jié)點，此節(jié)點先偵聽總線上有無主節(jié)點發(fā)出的令牌幀，如果有，則此節(jié)點工作于從節(jié)點模式，如果無則參加主節(jié)點的選舉。
[0030]優(yōu)選的是，其中，在所述步驟二、三中，一個周期內(nèi)，主節(jié)點向從節(jié)點循環(huán)地分配令牌幀時，相鄰節(jié)點的令牌幀所對應的發(fā)送時間窗之間具有一預設(shè)時延。
[0031]本發(fā)明至少包括以下有益效果:其一，由于其總線傳輸器中設(shè)置的FSK調(diào)制解調(diào)器，使得其總線傳輸時可基于FSK調(diào)制解調(diào)模式進行，因此能夠避免MIL-STD-1553標準只能在同軸線上實現(xiàn)總線傳輸和Lonworks技術(shù)只能在雙絞線上實現(xiàn)總線傳輸?shù)娜秉c，同時具有傳輸距離遠、設(shè)備功耗低、實時性好、帶寬高等優(yōu)點，故能適應在雙絞線上總線傳輸?shù)膶嶋H需求，具有良好的適應性。
[0032]其二，本發(fā)明的總線傳輸系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其采用載波檢測與令牌總線機理的傳輸技術(shù)，利用雙絞線傳輸介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)200mw低功耗，最長20km超長傳輸距離，最多64個節(jié)點的數(shù)據(jù)、話音、控制等信號的實時傳輸，本發(fā)明尤其適用于有線通信傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
[0033]本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)的應用聯(lián)網(wǎng)圖；
[0035]圖2是本發(fā)明基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)中FSK調(diào)制/解調(diào)原理框圖；
[0036]圖3是本發(fā)明基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)中總線傳輸器的組成框圖；
[0037]圖4是本發(fā)明基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)中控制組件的時隙分配圖；
[0038]圖5是本發(fā)明基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)中控制組件的數(shù)據(jù)流程框圖；
[0039]圖6是本發(fā)明基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)中載波檢測模塊的數(shù)據(jù)訪問流程圖；
[0040]圖7是本發(fā)明基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)中的訪問協(xié)議處理器幀結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0042]應當理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0043]圖1-3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務總線傳輸系統(tǒng)的實現(xiàn)形式，其中包括:
[0044]多個設(shè)備節(jié)點1，每個所述設(shè)備節(jié)點均包括一總線傳輸器2，