基于DSP的光纖監控網(wǎng)絡(luò )系統方案

引言

中性束注入加速極電源是為國家大科學(xué)工程超導托克馬克聚變實(shí)驗裝置（EAST）研制的一套高壓大功率脈沖電源。此電源采用PulseStepModulaTION技術(shù)，用80個(gè)相同的1100v/100A輸出的電源模塊串聯(lián)而成，其額定輸出為：80kv/80A，最大脈寬1000s。由于該電源置于高壓、強電磁干擾環(huán)境下，因此，為保證該電源系統的安全和穩定，須對各電源模塊的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。通過(guò)對各種方案的比較，采用計算機RS232口和DSP（DigitalSignalProcessor，數字信號處理器）的RS232口通過(guò)光纖轉換器組建光纖環(huán)網(wǎng)。整個(gè)系統具有結構簡(jiǎn)單，性?xún)r(jià)比高，易擴充等優(yōu)點(diǎn)。

1 光纖網(wǎng)絡(luò )結構

1.1 光纖網(wǎng)絡(luò )硬件

該光纖監控網(wǎng)絡(luò )采用RS485總線(xiàn)的單主多從結構，主站用PC機，從站用DSP，采用多模光纖連接，組建成帶雙環(huán)自愈功能的光纖環(huán)網(wǎng)。帶雙環(huán)自愈功能光纖環(huán)網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是：當網(wǎng)絡(luò )上某個(gè)節點(diǎn)的光纖轉換器出現故障時(shí)，其它節點(diǎn)仍能正常通訊。光纖轉換器采用武漢邁威公司生產(chǎn)的MWF5100P，它把RS232信號轉換成統一的光信號傳輸。DSP采用TI公司的TMS320LF2407A。

主站串口COM1與各從站通訊，主站發(fā)出信號，從站經(jīng)過(guò)判斷決定是否要發(fā)送數據給主控計算機。當遇到故障時(shí)主站可以發(fā)出信號使所有的電源模塊復位。網(wǎng)絡(luò )拓撲結構見(jiàn)（圖1）。

1.2 光纖網(wǎng)絡(luò )軟件

主站采用MSCOMM控件編寫(xiě)的WINDOWS系統的通訊界面，簡(jiǎn)單易用?？梢愿鶕枰O定不同的參數。從站采用TI公司針對TMS320C2XX開(kāi)發(fā)的一套集成開(kāi)發(fā)環(huán)境CC（CODECOMPOSE）。CC采用圖形接口，提供編輯指令、參數修改工具，能對TMS320C2000系列DSP進(jìn)行指令級的仿真和進(jìn)行可視化的實(shí)時(shí)數據分析，可大大提高開(kāi)發(fā)者的工作效率，縮短應用系統開(kāi)發(fā)周期。

DSP多處理器通訊有兩種方法：空閑線(xiàn)模式和地址位模式。由于地址位模式在高的發(fā)送速度下，程序速度不足以避免在傳輸流中的一個(gè)10bit的空閑，且空閑線(xiàn)模式與RS232通訊兼容，因此該光纖網(wǎng)絡(luò )采用空閑線(xiàn)通訊模式。

主站通過(guò)COM1口與從站通訊，用軟件中斷的方法接收從站上傳的信息。主站不管是接收還是發(fā)送的數據都是NRZ（非歸零）格式的。NRZ的格式包括以下組成部分：一個(gè)起始位、1~8個(gè)數據位，一個(gè)奇偶校驗位（可選）、1或2個(gè)停止位。