串口通信在宿州供电公司通信监控系统中的应用

【摘 要】利用冗余型RS-232光隔远程收发器解决宿州供电公司艾默生电源串口通信协议传输距离问题，并介绍应用在通信综合监控系统中的串口复用器。

【关键词】RS-232光隔远程收发器；串口复用器；串行数据接口标准

安徽省宿州供电公司通信综合监控系统于2008年开始建设并运行至今，它能采集通信机房各种通信设备、通信电源的告警信号及烟雾、温湿度、防盗等告警信号；遥控空调和照明等辅助设备及进行图像监视；完成智能设备的远端管理和告警实时处理等功能，发挥了极其重要的作用。2012年初我们在进行艾默生电源串口通信协议采集时遇到困难，艾默生电源安装在一楼电源室，而通信综合监控系统协议处理器（即串口复用器）安装在四楼通信机房，要在一楼和四楼之间传送此数据信号大约要40米的距离，而普通的RS-232串口线最多只能传15米。大家集思广益，找到一种冗余型RS-232光隔远程收发器可将RS-232通信距离延长至1公里以上，满足要求，于是我们进行了安装和调试，顺利解决该问题。

1、冗余型RS-232光隔远程收发器的介绍

1.1结构

此收发器外形为DB-9/DB-9转接盒大小，其中DB-9孔端均直接插在PC机的DB-9芯RS-232插座（针座）上。DB-9针端配有接线端子，为主电流环信号T+、T-、R+、R-以及冗余电流环信号T+’、T-’、R+’、R-’。PC机RS-232串行口的DB-9针插座引脚分配如下：DB-9：2-RXD（收），3-TXD（发），5-GND（地）。外形如图1所示。

1.2性能说明

它可以将RS-232的RXD、TXD、GND 转换为两组功能完全相同的电流环收、发信号，即主电流环信号T+、T-、R+、R-以及冗余电流环信号T+’、T-’、R+’、R-’。这样的好处在于：可以实现一对二多机通信，可以增加通信距离和可靠性。

1.3接线

接线时，“T+”接对方“R+”，“T-”接对方“R-”。

1.4实际连线

用一对RS-232光隔远程收发器和艾默生电源RS-232串口、通信综合监控协议处理器（串口复用器）RS-232串口连接，并传送至通信监控系统中心站前置机，实现一楼电源机房艾默生电源通信协议采集，连线图如图2所示。

2、电力通信综合监控系统中的串口复用器

2.1定义及组成

目前，在电力通信综合监控系统中，大量地存在这样一种情况：除了要监测远端通信站的机房环境以外，还要监测通信站中的多台智能设备，这些智能设备通常用RS232接口输出监测数据，而网管中心和远端站之间却只有一条可用通道，不能满足同时监测多台设备的需要。使用串口复用器（也称协议处理器），可以解决这个问题。串口复用器由控制模块、6个串行口、1个以太网口和一个RS232/RS485转换器组成。组成示意图如图3所示。

2.2三种串行数据接口标准

RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，都是由电子工业协会（EIA）制订并的，RS-232在1962年。RS-422由RS-232发展而来，它定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100Kbps时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围。因RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性，长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。

2.3工作原理

串口复用器能提供多个串行接口，在下图中，用串口1和网管中心的计算机相连，用其它串口分别连接多台被监测设备。串口复用器接收所有被监测设备的数据，以分时传送的方式将各台设备的监测数据依次从串口1上送往网管中心。同时，串口复用器还从串口1上接收网管中心的轮询和控制命令，将相关的命令转发到对应的被监测设备去。其工作原理如图4所示。

2.4串口复用器的通道集群功能

串口复用器还支持通道集群的能力，这种能力在要求高可靠性的场合下特别有用，在这种场合中，串口复用器和网管中心通过两条通道传送监测数据，一条为主通道，一条为备通道。平时，串口复用器和网管中心通过主通道传送数据，主通道中断以后，自动启用备通道传送数据，当主通道恢复正常以后，再自动切换回用主通道传送数据。

串口复用器一般放在远端通信站中，上联接口1和上联接口2用来连接网管中心的前置机或协议转换器，多个下联接口连接通信站中的被监测设备，一般是智能设备和数据采集器，其逻辑框图如图5所示。

2.5典型应用

串口复用器每个接口都可以独立使用，或者作为采集器的接入端口，或者作为智能设备的接入端口，或者作为上传通道端口，解决通信站数个RS232串口复用一个上传传输通道和宽窄带上联通道并存的问题，实现变电站上联宽带和窄带通道互为主备，解决变电站高、低速通道同时并存的问题。PTU-XY串口复用器和PTU-CX串口复用器的应用图分别如图6和图7所示。

3、结束语

通过利用冗余型RS-232光隔远程收发器解决艾默生电源串口通信协议传输距离问题，提高了对电力通信监控系统运行维护水平。通过深入分析串口数据的传输和复用原理，提高了串口通信的理论水平。

参考文献

[1]樊昌信.现代通信原理.人民邮电出版社，2009年10月

[2]电力通信（上、下），国家电网公司生产技能人员职业能力培训专用教材，中国电力出版社，2010年9月

[3]ECM-INMS电力通信综合网管系统说明书.南京南瑞集团公司通信系统分公司

作者简介

聂元秀（1973—），湖北武汉人，工程师，安徽省宿州供电公司信通公司，从事工作：电力通信综合监控和光缆在线监测系统的运行及维护。