基于DSP的光纖監控網絡系統方案

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進行實時監控。通過對各種方案的比較，采用計算機RS232口和DSP（DigitalSignalProcessor，數字信號處理器）的RS232口通過光纖轉換器組建光纖環網。整個系統具有結構簡單，性價比高，易擴充等優點。

1 光纖網絡結構

1.1 光纖網絡硬件

該光纖監控網絡采用RS485總線的單主多從結構，主站用PC機，從站用DSP，采用多模光纖連接，組建成帶雙環自愈功能的光纖環網。帶雙環自愈功能光纖環網的優點是：當網絡上某個節點的光纖轉換器出現故障時，其它節點仍能正常通訊。光纖轉換器采用武漢邁威公司生產的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，主站發出信號，從站經過判斷決定是否要發送數據給主控計算機。當遇到故障時主站可以發出信號使所有的電源模塊復位。網絡拓撲結構見（圖1）。

1.2 光纖網絡軟件

主站采用MSCOMM控件編寫的WINDOWS系統的通訊界面，簡單易用。可以根據需要設定不同的參數。從站采用TI公司針對TMS320C2XX開發的一套集成開發環境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進行指令級的仿真和進行可視化的實時數據分析，可大大提高開發者的工作效率，縮短應用系統開發周期。

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：一個起始位、1~8個數據位，一個奇偶校驗位（可選）、1或2個停止位。