一种用于配电终端的新型分集总线论文和设计-张飞

全文摘要

本实用新型公开了一种用于配电终端的新型分集总线，包括控制总线、信息总线、高速数据总线、第一多媒体数据总线、第二多媒体数据总线、电源总线和物理连接块，所述物理连接块上设置有若干连接端口，各连接端口与控制总线、信息总线、高速数据总线、第一多媒体数据总线、第二多媒体数据总线、电源总线之间电性连接。本实用新型除实现基本的“三遥”功能外，其扩展性强，数据分散采集，集中处理，处理资源热备份，可靠性高。

设计方案

1.一种用于配电终端的新型分集总线，其特征在于：包括控制总线(1)、信息总线(2)、高速数据总线(3)、第一多媒体数据总线(4)、第二多媒体数据总线(5)、电源总线和物理连接块(6)；

所述物理连接块(6)一侧从上至下依次设有左一连接端口(A01)、左二连接端口(A02)、左三连接端口(A03)、左四连接端口(A04)、左五连接端口(A05)、左六连接端口(A06)、左七连接端口(A07)、左八连接端口(A08)、左九连接端口(A09)、左十连接端口(A10)、左十一连接端口(A11)、左十二连接端口(A12)、左十三连接端口(A13)和左十四连接端口(A14)，所述物理连接块(6)的另一侧从上至下依次设有右一连接端口(B01)、右二连接端口(B02)、右三连接端口(B03)、右四连接端口(B04)、右五连接端口(B05)、右六连接端口(B06)、右七连接端口(B07)、右八连接端口(B08)、右九连接端口(B09)、右十连接端口(B10)、右十一连接端口(B11)、右十二连接端口(B12)、右十三连接端口(B13)和右十四连接端口(B14)；

所述左一连接端口(A01)、右一连接端口(B01)、左四连接端口(A04)和右四连接端口(B04)、左十一连接端口(A11)、右十一连接端口(B11)、左五连接端口(A05)和右五连接端口(B05)用于与电源总线电性连接；

所述左五连接端口(A05)、左六连接端口(A06)、右九连接端口(B09)和右十连接端口(B10)用于与高速数据总线(3)电性连接，所述高速数据总线(3)由两条互为热备份的CAN总线组成；

所述控制总线(1)包括第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号为右五连接端口(B05)、左十连接端口(A10)与控制总线(1)电性连接，所述第二控制信号为右六连接端口(B06)、左九连接端口(A09)与控制总线(1)电性连接；

所述左七连接端口(A07)、右八连接端口(B08)、左八连接端口(A08)、右七连接端口(B07)与信息总线(2)电性连接，所述信息总线(2)由一条标准的I2C总线组成；

所述左二连接端口(A02)、左三连接端口(A03)、右二连接端口(B02)、右三连接端口(B03)与第一多媒体数据总线(4)电性连接，所述左十二连接端口(A12)、左十三连接端口(A13)、右十二连接端口(B12)、右十三连接端口(B13)与第二多媒体数据总线(5)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于配电终端的新型分集总线，其特征在于：所述电源总线的整个电源系统输出功率不小于50VA。

3.根据权利要求1所述的一种用于配电终端的新型分集总线，其特征在于：所述高速数据总线(3)用于传递实时数字信号，所述高速数据总线(3)的传输方式为突发广播，传输速率不低于1Mbit\/s，所述高速数据总线(3)的传输物理层遵循标准的CAN2.0协议物理层规定。

4.根据权利要求1所述的一种用于配电终端的新型分集总线，其特征在于：所述第一控制信号与所第二控制信号总均为1KHZ短脉冲。

5.根据权利要求1所述的一种用于配电终端的新型分集总线，其特征在于：所述信息总线(2)遵从I2C总线数据传输协议。

6.根据权利要求1所述的一种用于配电终端的新型分集总线，其特征在于：所述第一多媒体数据总线(4)与第二多媒体数据总线(5)的接收与发送均采用一条差分双绞线进行传输，所述第一多媒体数据总线(4)与第二多媒体数据总线(5)的数据交互方式均采用主从问答式非平衡传输方式，所述第一多媒体数据总线(4)与第二多媒体数据总线(5)的通讯速率均不低于10Mpbs。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于分散控制、数据集中处理的总线技术，特别涉及一种用于配电终端的新型分集总线。

背景技术

当下随着配电网络越来越复杂，国家对配电终端，尤其是站所配电终端的要求也是越来越高，被控回路数量越来越多，接入信号也越来越过越来越复杂，不仅包含常规电量和非电量信号，还包含环境监测信号，适配本地其它通信接口、视频音频信号等。而现行的终端技术主要采用扩展输入\/输出接口方式来实现，存在如下缺陷：

1、受限于处理器资源有限，其可扩展的接口是有限的；

2、当信号扩展很多时，CPU的处理速度会跟不上；

3、针对于不同现场的不同需求，其不能做到随意的扩展和裁切；

4、单一处理单元，需要处理所有事件，资源冗余不足，可靠性差；

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服以上技术问题，提供一种用于配电终端的新型分集总线。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为一种用于配电终端的新型分集总线，包括控制总线、信息总线、高速数据总线、第一多媒体数据总线、第二多媒体数据总线、电源总线和物理连接块；

所述物理连接块一侧从上至下依次设有左一连接端口、左二连接端口、左三连接端口、左四连接端口、左五连接端口、左六连接端口、左七连接端口、左八连接端口、左九连接端口、左十连接端口、左十一连接端口、左十二连接端口、左十三连接端口和左十四连接端口，所述物理连接块的另一侧从上至下依次设有右一连接端口、右二连接端口、右三连接端口、右四连接端口、右五连接端口、右六连接端口、右七连接端口、右八连接端口、右九连接端口、右十连接端口、右十一连接端口、右十二连接端口、右十三连接端口和右十四连接端口；

所述左一连接端口、右一连接端口、左四连接端口和右四连接端口、左十一连接端口、右十一连接端口、左五连接端口和右五连接端口用于与电源总线电性连接；

所述左五连接端口、左六连接端口、右八连接端口和右九连接端口与高速数据总线电性连接，所述高速数据总线由两条互为热备份的CAN总线组成；

所述控制总线包括第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号总线为右五连接端口、左十连接端口与控制总线电性连接，所述第二控制信号为右六连接端口、左九连接端口与控制总线电性连接；

所述左七连接端口、右八连接端口、左八连接端口、右七连接端口与信息总线电性连接，所述信息总线由一条标准的I2C总线组成；

所述左二连接端口、左三连接端口、右二连接端口、右三连接端口与第一多媒体数据总线电性连接，所述左十二连接端口、左十三连接端口、右十二连接端口、右十三连接端口与第二多媒体数据总线电性连接；

优选的，所述电源总线的整个电源系统输出功率不小于50VA；

优选的，所述高速数据总线用于传递实时数字信号，所述高速数据总线的传输方式为突发广播，传输速率不低于1Mbit\/s，所述高速数据总线的传输物理层遵循标准的CAN2.0协议物理层之规定。

优选的，所述第一控制信号与所第二控制信号均为1KHZ短脉冲。

优选的，所述信息总线遵从I2C总线数据传输协议。

优选的，所述第一多媒体数据总线与第二多媒体数据总线的接收与发送均采用一条差分双绞线进行传输，所述第一多媒体数据总线与第二多媒体数据总线的数据交互方式均采用主从问答式非平衡传输方式，所述第一多媒体数据总线与第二多媒体数据总线的通讯速率均不低于10Mpbs。

本实用新型具有如下有益效果：除实现基本的“三遥”功能外，对总线设备数量理论上没有限制，可扩展性好；总线设备类型不限制，不仅可挂接采集设备，还可扩展数据通讯设备，环境监视设备，音频视频设备等，功能强大，替换性强；数据分类发送，提高了数据传输的实效性；双主控互为冗余设计，提高了设备的可靠性；

附图说明

图1是本实用新型一种用于配电终端的新型分集总线的总线物理连接示意图。

图2是本实用新型一种用于配电终端的新型分集总线的总线应用举例示意图。

如图所示：1、控制总线；2信息总线；3、高速数据总线；4、第一多媒体数据总线；5、第二多媒体数据总线；6、物理连接块；A01：左一连接端口；A02：左二连接端口；A03：左三连接端口；A04：左四连接端口；A05：左五连接端口；A06：左六连接端口；A07：左七连接端口；A08：左八连接端口；A09：左九连接端口；A10：左十连接端口；A11：左十一连接端口；A12：左十二连接端口；A13：左十三连接端口；A14：左十四连接端口；B01：右一连接端口；B02：右二连接端口；B03：右三连接端口；B04：右四连接端口；B05：右五连接端口；B06：右六连接端口；B07：右七连接端口；B08：右八连接端口；B09：右九连接端口；B10：右十连接端口；B11：右十一连接端口；B12：右十二连接端口；B13：右十三连接端口；B14：右十四连接端口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

结合附图，如图1所示，一种用于配电终端的新型分集总线，包括控制总线1、信息总线2、高速数据总线3、第一多媒体数据总线4、第二多媒体数据总线5、电源总线和物理连接块6；

所述物理连接块6一侧从上至下依次设有左一连接端口A01、左二连接端口A02、左三连接端口A03、左四连接端口A04、左五连接端口A05、左六连接端口A06、左七连接端口A07、左八连接端口A08、左九连接端口A09、左十连接端口A10、左十一连接端口A11、左十二连接端口A12、左十三连接端口A13和左十四连接端口A14，所述物理连接块7的另一侧从上至下依次设有右一连接端口B01、右二连接端口B02、右三连接端口B03、右四连接端口B04、右五连接端口B05、右六连接端口B06、右七连接端口B07、右八连接端口B08、右九连接端口B09、右十连接端口B10、右十一连接端口B11、右十二连接端口B12、右十三连接端口B13和右十四连接端口B14；

所述左一连接端口A01、右一连接端口B01、左四连接端口A04和右四连接端口B04、左十一连接端口A11、右十一连接端口B11、左五连接端口A14和右五连接端口B14用于与电源总线电性连接；

所述左五连接端口A05、左六连接端口A06、右八连接端口B08和右九连接端口B09与高速数据总线3电性连接，所述高速数据总线3由两条互为热备份的CAN总线组成；

所述控制总线1包括第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号为右五连接端口B05、左十连接端口A10与控制总线1电性连接，所述第二控制信号为右六连接端口B06、左九连接端口A09与控制总线1电性连接；

所述左七连接端口A07、右八连接端口B08、左八连接端口A08、右七连接端口B07与信息总线2电性连接，所述信息总线2由一条标准的I2C总线组成；

所述左二连接端口A02、左三连接端口A03、右二连接端口B02、右三连接端口B03与第一多媒体数据总线4电性连接，所述左十二连接端口A12、左十三连接端口A13、右十二连接端口B12、右十三连接端口B13与第二多媒体数据总线5电性连接；

所述电源总线的整个电源系统输出功率不小于50VA；

所述高速数据总线3用于传递实时数字信号，所述高速数据总线3的传输方式为突发广播，传输速率不低于1Mbit\/s，所述高速数据总线3的传输物理层遵循标准的CAN2.0协议物理层之规定。

所述第一控制信号与所第二控制信号均为1KHZ短脉冲。

所述信息总线2遵从I2C总线数据传输协议。

所述第一多媒体数据总线4与第二多媒体数据总线5的接收与发送均采用一条差分双绞线进行传输，所述第一多媒体数据总线4与第二多媒体数据总线5的数据交互方式均采用主从问答式非平衡传输方式，所述第一多媒体数据总线4与第二多媒体数据总线5的通讯速率均不低于10Mpbs。

如图2所示，总线上电性连接有电源设备、主控设备和若干从动设备，其中，电源设备为整个系统提供工作电源，功率不小于50VA，主控设备为双控设备包括第一主控单元和第二主控单元，双主控设备对总线具有同等管理权限，且互为冗余，通过总线控制第一控制信号和第二控制信号，第一主控单元和第二主控单元可互相监督对方工作状态。正常情况下第一主控单元和第二主控单元同时工作，可以处理处理两者共同任务“A类人物”和不同的任务即各自的“B类任务”，处理A类任务时，两主控单元工作状态相同，处理B类任务时，每台主控单元所处理B类任务为各自的特有任务，两台主控单元工作状态不同，此外，当一台主控单元退出时另一台主控单元直接接管所有的B类任务，从而以达到互为冗余的效果，

所有双控设备通过信息总线，可直接读取从动设备上的I2C信息存储模块，识别从动设备类型，以选择对应的命令集和管理策略，所有从动设备通过广播的方式，向高速数据总线上广播当前所采集到的信息变化量，例如开关量信号，控制命令，模拟通道计算结果，环境信号等，所有主控设备都将对这些变化量进行记录，并通过查表确定是否对该变化量进行处理，并将处理结果以定向广播的方式广播到总线上所有的主控设备和从动设备，

总线上的两个主控单元分别对两条多媒体数据总线进行控制，第一多媒体数据总线用于第一主控单元轮询和下载从动设备上的多媒体数据，第二多媒体数据总线用于第二主控单元轮询和下载从动设备上的多媒体数据。其控制方式为使用主动询问的方式去与总线上其它从动设备进行通讯，所有的主动询问以被询问设备的本地物理地址作为定向标识，总线上每个从动设备实时监听两条多媒体数据总线，并具备本地物理地址过滤功能，实现非本设备数据屏蔽功能。当地址匹配成功，从动设备以被动应答的方式对主控设备的询问做出对应响应。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

设计图

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