基于DSP的光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)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(dǎo)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(shù)，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(luò)結(jié)構(gòu)

1.1 光纖網(wǎng)絡(luò)硬件

該光纖監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)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(dāng)網(wǎng)絡(luò)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(dāng)遇到故障時主站可以發(fā)出信號使所有的電源模塊復(fù)位。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見（圖1）。

1.2 光纖網(wǎng)絡(luò)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?？梢愿鶕?jù)需要設(shè)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(yīng)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(luò)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。