基于fsk調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務(wù)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(chǎng)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(yǔ)音、控制等業(yè)務(wù)的基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務(wù)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(chǎng)信息傳輸，為用戶提供一種共享式信息傳輸平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)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(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、低功耗、抗干擾、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸技術(shù)。而當(dāng)代在總線傳輸技術(shù)領(lǐng)域主要代表有MIL-STD-1553標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)總線傳輸技術(shù)，可為用戶提供數(shù)據(jù)信息的應(yīng)答式共享傳輸平臺(tái)；但是MIL-STD-1553標(biāo)準(zhǔn)只能在同軸線上實(shí)現(xiàn)總線傳輸功能；而Lonworks技術(shù)雖然可以在雙絞線上實(shí)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(shí)時(shí)性差、帶寬低等缺點(diǎn)，故它們都不適應(yīng)于在雙絞線上應(yīng)用，也不能滿足在雙絞線上總線傳輸?shù)膶?shí)際需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務(wù)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(chǎng)總線傳輸技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的編碼技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸技術(shù)，其具有能在雙絞線實(shí)現(xiàn)總線傳輸?shù)墓δ?，同時(shí)具有傳輸距離遠(yuǎn)、設(shè)備功耗低、實(shí)時(shí)性好、帶寬高等優(yōu)點(diǎn)，故能適應(yīng)在雙絞線上總線傳輸?shù)膶?shí)際需求，具有良好的適應(yīng)性。
[0006]本發(fā)明還有一個(gè)目的是通過(guò)應(yīng)用基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務(wù)總線傳輸系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ峁┮环N采用載波檢測(cè)與令牌總線機(jī)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(zhǎng)20km超長(zhǎng)傳輸距離、最多64個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)、話音、控制等信號(hào)的實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務(wù)總線傳輸系統(tǒng)，包括:
[0008]多個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，每個(gè)所述設(shè)備節(jié)點(diǎn)均包括一總線傳輸器，以及通過(guò)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(gè)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(shí)現(xiàn)信息訪問(wèn)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(gè)所述總線傳輸器均通過(guò)外部總線與各個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)通信連接，以構(gòu)成多業(yè)務(wù)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(jìn)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(cè)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(guò)一發(fā)送信號(hào)的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)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(hào)的AGC放大器，所述AGC放大器通過(guò)一均衡器進(jìn)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(shí)時(shí)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(duì)用戶信息進(jìn)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(guò)一公共信息組裝模塊進(jìn)而與控制組件連接，所述數(shù)據(jù)接入組件包括語(yǔ)音接入模塊、IP數(shù)據(jù)接入模塊及控制信號(hào)接入模塊。
[0019]優(yōu)選的是，其中，所述總線傳輸器對(duì)連接在多業(yè)務(wù)總線傳輸線路下的各個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)采用1?N的方式進(jìn)行地址編號(hào)，而地址編號(hào)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(jìn)一步由應(yīng)用基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務(wù)總線傳輸系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒▉?lái)實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟:
[0021]步驟一，當(dāng)多業(yè)務(wù)總線傳輸線路處于正常工作狀態(tài)時(shí)，所述總線傳輸器與其相連接的多個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)中選舉其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)做為主節(jié)點(diǎn)，則其它節(jié)點(diǎn)為從節(jié)點(diǎn)；
[0022]步驟二，所述主節(jié)點(diǎn)通過(guò)總線傳輸器周期性地向各從節(jié)點(diǎn)廣播令牌幀，如果在一定的時(shí)間段內(nèi)總線上沒(méi)有廣播令牌幀，則說(shuō)明主節(jié)點(diǎn)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(diǎn)基于接收到的令牌幀，計(jì)算各從節(jié)點(diǎn)向總線發(fā)送信息的發(fā)送時(shí)間窗；
[0024]步驟四，各所述從節(jié)點(diǎn)在其計(jì)算得到的發(fā)送時(shí)間窗內(nèi)，對(duì)總線是否處于空閑狀態(tài)進(jìn)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(jìn)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(hào)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(hào)，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(diǎn)時(shí)，總線上沒(méi)有同步令牌幀時(shí)，各節(jié)點(diǎn)按照CSMA的方式向總線傳輸器發(fā)送主節(jié)點(diǎn)選舉幀，所述載波檢測(cè)模塊對(duì)當(dāng)前總線上有無(wú)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行偵聽(tīng)，如總線忙，則等待一隨機(jī)時(shí)間后再檢測(cè)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(diǎn)時(shí)，總線上各節(jié)點(diǎn)如果收到地址編號(hào)比自己小的選舉幀時(shí)，本節(jié)點(diǎn)退出選舉，直至具有最小地址編號(hào)的節(jié)點(diǎn)成為主節(jié)點(diǎn)。
[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(diǎn)時(shí)，如果總線上臨時(shí)加入一個(gè)節(jié)點(diǎn)，此節(jié)點(diǎn)先偵聽(tīng)總線上有無(wú)主節(jié)點(diǎn)發(fā)出的令牌幀，如果有，則此節(jié)點(diǎn)工作于從節(jié)點(diǎn)模式，如果無(wú)則參加主節(jié)點(diǎn)的選舉。
[0030]優(yōu)選的是，其中，在所述步驟二、三中，一個(gè)周期內(nèi)，主節(jié)點(diǎn)向從節(jié)點(diǎn)循環(huán)地分配令牌幀時(shí)，相鄰節(jié)點(diǎn)的令牌幀所對(duì)應(yīng)的發(fā)送時(shí)間窗之間具有一預(yù)設(shè)時(shí)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(shí)可基于FSK調(diào)制解調(diào)模式進(jìn)行，因此能夠避免MIL-STD-1553標(biāo)準(zhǔn)只能在同軸線上實(shí)現(xiàn)總線傳輸和Lonworks技術(shù)只能在雙絞線上實(shí)現(xiàn)總線傳輸?shù)娜秉c(diǎn)，同時(shí)具有傳輸距離遠(yuǎn)、設(shè)備功耗低、實(shí)時(shí)性好、帶寬高等優(yōu)點(diǎn)，故能適應(yīng)在雙絞線上總線傳輸?shù)膶?shí)際需求，具有良好的適應(yīng)性。
[0032]其二，本發(fā)明的總線傳輸系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ洳捎幂d波檢測(cè)與令牌總線機(jī)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(zhǎng)20km超長(zhǎng)傳輸距離，最多64個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)、話音、控制等信號(hào)的實(shí)時(shí)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(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1是本發(fā)明基于FSK調(diào)制解調(diào)的多業(yè)務(wù)總線傳輸系統(tǒng)的應(yīng)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(wù)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(wù)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(wù)總線傳輸系統(tǒng)中控制組件的時(shí)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(wù)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(wù)總線傳輸系統(tǒng)中載波檢測(cè)模塊的數(shù)據(jù)訪問(wèn)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(wù)總線傳輸系統(tǒng)中的訪問(wèn)協(xié)議處理器幀結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書(shū)文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0042]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語(yǔ)并不配出一個(gè)或多個(gè)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(wù)總線傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)形式，其中包括:
[0044]多個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)1，每個(gè)所述設(shè)備節(jié)點(diǎn)均包括一總線傳輸器2，