基于DSP的光纖監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)方案

引言

中性束注入加速極電源是為國家大科學工程超導托克馬克聚變實驗裝置（EAST）研制的一套高壓大功率脈沖電源。此電源采用PulseStepModulaTION技術，用80個相同的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(tǒng)的安全和穩(wěn)定，須對各電源模塊的狀態(tài)進行實時監(jiān)控。通過對各種方案的比較，采用計算機RS232口和DSP（DigitalSignalProcessor，數(shù)字信號處理器）的RS232口通過光纖轉(zhuǎn)換器組建光纖環(huán)網(wǎng)。整個系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，性價比高，易擴充等優(yōu)點。

1 光纖網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

1.1 光纖網(wǎng)絡硬件

該光纖監(jiān)控網(wǎng)絡采用RS485總線的單主多從結(jié)構(gòu)，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)點是：當網(wǎng)絡上某個節(jié)點的光纖轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障時，其它節(jié)點仍能正常通訊。光纖轉(zhuǎn)換器采用武漢邁威公司生產(chǎn)的MWF5100P，它把RS232信號轉(zhuǎn)換成統(tǒng)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)過判斷決定是否要發(fā)送數(shù)據(jù)給主控計算機。當遇到故障時主站可以發(fā)出信號使所有的電源模塊復位。網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)見（圖1）。

1.2 光纖網(wǎng)絡軟件

主站采用MSCOMM控件編寫的WINDOWS系統(tǒng)的通訊界面，簡單易用。可以根據(jù)需要設定不同的參數(shù)。從站采用TI公司針對TMS320C2XX開發(fā)的一套集成開發(fā)環(huán)境CC（CODECOMPOSE）。CC采用圖形接口，提供編輯指令、參數(shù)修改工具，能對TMS320C2000系列DSP進行指令級的仿真和進行可視化的實時數(shù)據(jù)分析，可大大提高開發(fā)者的工作效率，縮短應用系統(tǒng)開發(fā)周期。

DSP多處理器通訊有兩種方法：空閑線模式和地址位模式。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10bit的空閑，且空閑線模式與RS232通訊兼容，因此該光纖網(wǎng)絡采用空閑線通訊模式。

主站通過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(shù)據(jù)都是NRZ（非歸零）格式的。NRZ的格式包括以下組成部分：一個起始位、1~8個數(shù)據(jù)位，一個奇偶校驗位（可選）、1或2個停止位。