專利名稱：可用于輕軌的安全門通信方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機通信技術(shù)，具體涉及一種廉價的可用于輕軌的安全門通信方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代地鐵或輕軌在車站為安全和節(jié)能考慮，經(jīng)常安裝有安全門，為實現(xiàn)安全門在車輛到來停穩(wěn)后對準開啟以及車輛駛離后關(guān)閉，需要對安全門進行及時有效的控制。為此，常規(guī)的城市交通輕軌安全門(以下簡稱安全門)的控制系統(tǒng)需要組成如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)，從而監(jiān)控每一個門機及控制設(shè)備的運行狀況，在該系統(tǒng)中，采用了現(xiàn)場總線，以及連接在現(xiàn)場總線上的控制單元、多個上行線單元和同樣多個的下行線單元。圖2是現(xiàn)有技術(shù)的輪詢情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是如何在站點多、速率要求高和可靠性要求高的前提下，為安全門監(jiān)控系統(tǒng)提供性能可靠的安全門通信，具有較低的成本。
本發(fā)明上述技術(shù)問題這樣解決，構(gòu)造一種可用于輕軌的安全門通信方法，應(yīng)用于在RS485總線連接的屬于從站的多個上行線滑動門控制器以及屬于主站的上行線邏輯控制單元，其特征在于，包括循環(huán)執(zhí)行的以下步驟主站發(fā)出尾站令牌詢問；從站1偵聽到主站發(fā)出的尾站令牌詢問后發(fā)出回應(yīng)從站2偵聽到從站1發(fā)出的令牌時發(fā)出回應(yīng)；……從站N偵聽到從站N-1發(fā)出的令應(yīng)時發(fā)出回應(yīng)；主站在上述過程中接收全部回應(yīng)信息并進行更新。
在按照本發(fā)明提供的可用于輕軌的安全門通信方法中，所述令牌是通過發(fā)送包括以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的傳輸幀實現(xiàn)發(fā)送的令牌、幀標記、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)1……數(shù)據(jù)N，CRC16，如圖3所示。
在按照本發(fā)明提供的可用于輕軌的安全門通信方法中，所述主站偵聽整個傳輸幀，每一個所述從站只偵聽傳輸幀頭部的令牌部分。
在按照本發(fā)明提供的可用于輕軌的安全門通信方法中，所述主站設(shè)有輪詢計時器，在連續(xù)沒有收到令牌超過規(guī)定時間時，則發(fā)出下一個令牌，以保障不會因為某個從站故障而丟失通訊令牌。
在按照本發(fā)明提供的可用于輕軌的安全門通信方法中，將所述RS485通訊電纜中使用2根作為通訊電纜，1根作為等電位地電纜，另一根作為總線占用電纜，每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)前5ms先通過該總線占用電纜偵聽總線是否有被占用，如果有則不可以發(fā)送；假若沒有被占用則通過總線占用電纜發(fā)出占用信息，發(fā)出占用信息后延遲5ms再通過通訊電纜發(fā)送數(shù)據(jù)。
本發(fā)明另一技術(shù)問題這樣解決，構(gòu)造一種可用于輕軌的安全門通信系統(tǒng)，包括通過一個RS485總線連接的多個上行線滑動門控制器以及上行線邏輯控制單元，通過另一個RS485總線連接的多個下行線滑動門控制器以及下行線邏輯控制單元，還包括分別上行線邏輯控制單元、下行線邏輯控制單元通信的監(jiān)控上位機，用于采集每個門的數(shù)據(jù)以及PEDC控制器數(shù)據(jù)。
在按照本發(fā)明提供的可用于輕軌的安全門通信方法中，所述RS485通訊電纜包括2根通訊電纜，1根等電位地電纜，以及另一根總線占用電纜，每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)前5ms先通過該總線占用電纜偵聽總線是否有被占用，如果有則不可以發(fā)送；假若沒有被占用則通過總線占用電纜發(fā)出占用信息，發(fā)出占用信息后延遲5ms再通過通訊電纜發(fā)送數(shù)據(jù)。
在按照本發(fā)明提供的可用于輕軌的安全門通信方法中，所述主站設(shè)有輪詢計時器，在連續(xù)沒有收到令牌超過規(guī)定時間時，則發(fā)出下一個令牌，以保障不會因為某個從站故障而丟失通訊令牌。
實施本發(fā)明提供的可用于輕軌的安全門通信方法和系統(tǒng)，是針對地鐵安全門監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)的，可以在較多站點的條件下，提供性能可靠的安全門通信，具有在惡劣環(huán)境下保持較強的信號傳輸能力，保障通訊速率高和通訊可靠性高，同時，具有較低的成本。


圖1為使用本發(fā)明方法的安全門監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)輪詢發(fā)生沖突的示意圖；圖3為本發(fā)明方法使用的數(shù)據(jù)格式示意圖；圖4是本發(fā)明方法可避免沖突的輪詢示意圖；具體實施方式
如圖1所示，在本發(fā)明的系統(tǒng)中，信號采集的現(xiàn)場總線使用RS485的結(jié)構(gòu)，通信協(xié)議為自主研發(fā)。該通訊協(xié)議為特別為安全門研發(fā)，可以大大降低與安全門通訊的數(shù)據(jù)量，減少通訊開銷，從而可以增加監(jiān)控的實時性，達到有效偵聽故障及其來源的目的。本發(fā)明的通信方法采用的協(xié)議，其思想如下根據(jù)安全門特性，每個門體的關(guān)鍵數(shù)據(jù)或每個PEDC的一般不超過10Byte，所以在48個門體加2個PEDC控制器后數(shù)據(jù)量不會超過0.5kB。而安全門一般數(shù)據(jù)實時更新一般需要200ms。從而可以計算出理論通訊速率為0.5KB×1000s/ms÷200ms＝2.5KB/s＝20000bit/s根據(jù)實際狀況可判斷出系統(tǒng)通訊距離總長約為1000m，站點需要≥51個。通過本發(fā)明方法采用的協(xié)議，成本非常低廉并且能有效的做到上述通訊功能，比直接采購現(xiàn)有的通用網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品成本更低，效果也能達到同等需要。
對本發(fā)明方法及系統(tǒng)的工作原理描述如下，眾所周知，對于多站點長距離通訊，比較困難的2個問題就是電氣的信號衰減以及多站通訊的沖突碰撞問題。
1)電氣衰減的解決電氣通訊部分采用RS485實現(xiàn)，按照標準，其支持最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為38400bit/s，完全可以滿足需求。
2)多站通訊的解決安全門主監(jiān)控系統(tǒng)要通過數(shù)據(jù)采集總線采集下面每個門的數(shù)據(jù)以及PEDC控制器數(shù)據(jù)。
安全門通訊系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu)，由工控機主站對下面站點發(fā)出令牌詢問信號，下面站點偵聽到屬于自己的令牌詢問后向主站返回信息。一下是實現(xiàn)該通訊所存在問題的圖解從圖上看出，主站發(fā)出詢問后從站回應(yīng)，但是由于RS485總線在同一時間只能有一個站點占用總線，其他站處于偵聽狀態(tài)。因而如果有2個站同時希望發(fā)出通訊信息，則會出現(xiàn)總線碰撞的情況，通訊無法進行。目前有很多接近碰撞的方法，安全門通訊系統(tǒng)通過自己特有的令牌詢問協(xié)議結(jié)構(gòu)以及通訊機制解決碰撞問題。
本發(fā)明提出的安全門通信協(xié)議結(jié)構(gòu)如下1.主站發(fā)出尾站令牌詢問，從站1看到令牌并發(fā)出回應(yīng)。
2.從站二看到從站1發(fā)出的令牌回應(yīng)，然后發(fā)出回應(yīng)。
……N.從站N看到從站N-1發(fā)出的令牌回應(yīng)，然后發(fā)出回應(yīng)。
……不論哪個從站發(fā)出詢問主站均接受信息并根據(jù)令牌把該從站信息刷新，到達站尾后，由從站1看到尾站令牌發(fā)出新一輪令牌詢問實際上因為同一時間只有一個站占有總線，其余站都處于偵聽狀態(tài)，所以上圖很好的解釋了該通訊實現(xiàn)的基理，紅色代表偵聽的到令牌頭部分，綠色代表偵聽到的數(shù)據(jù)段部分。也就是主站會偵聽整條信息，而從站只會偵聽令牌頭。
如圖4所示，該協(xié)議可以有效解決站間因通訊順序錯亂而產(chǎn)生碰撞沖突問題，然而卻存在一旦某個從站通訊功能故障將導(dǎo)致后面站點無法通訊的缺陷。所以主站具有看門狗的功能，主站自動記錄上一個收到的令牌，當?shù)搅丝撮T狗時間還沒收到令牌，則主站會補發(fā)下一個令牌，讓下一個站回答。這樣則有效接近了因為某個站故障而丟失通訊令牌的問題。
因為有了上述機制在應(yīng)用上有可能會出現(xiàn)從物理上的碰撞，比如從站1因為內(nèi)部問題并非通訊損壞而延遲了發(fā)出令牌時間導(dǎo)致主站補發(fā)了令牌詢問，但在主站補發(fā)的同時從站的通訊功能又正常了繼續(xù)發(fā)出令牌信息，這樣會導(dǎo)致出現(xiàn)物理碰撞。所以為了解決該問題我們使用了總線占線的機制。因為RS485通訊實際上只使用了2根通訊電纜，1根等電位地電纜，我們在總線上使用了第4根電纜，定義為總線占用電纜。每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)前5ms先偵聽總線是否有被占用，如果有則不可以發(fā)送。假若沒有則發(fā)出占用信息，延遲5ms再發(fā)送數(shù)據(jù)，就是犧牲5ms的占空來保證占用總線的穩(wěn)定。由于利用單片機I/O偵聽的能力比較強所以一般出現(xiàn)沖突幾率很少，從而有效地解決了上述問題。
權(quán)利要求
1.一種可用于輕軌的安全門通信方法，應(yīng)用于在RS485總線連接的屬于從站的多個上行線滑動門控制器以及屬于主站的上行線邏輯控制單元，其特征在于，包括循環(huán)執(zhí)行的以下步驟主站發(fā)出尾站令牌詢問；從站1偵聽到主站發(fā)出的尾站令牌詢問后發(fā)出回應(yīng)從站2偵聽到從站1發(fā)出的令牌時發(fā)出回應(yīng)；……從站N偵聽到從站N-1發(fā)出的令應(yīng)時發(fā)出回應(yīng)；主站在上述過程中接收全部回應(yīng)信息并進行更新。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可用于輕軌的安全門通信方法，其特征在于，所述令牌是通過發(fā)送包括以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的傳輸幀實現(xiàn)發(fā)送的令牌、幀標記、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)1……數(shù)據(jù)N，CRC16。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述可用于輕軌的安全門通信方法，其特征在于，所述主站偵聽整個傳輸幀，每一個所述從站只偵聽傳輸幀頭部的令牌部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述可用于輕軌的安全門通信方法，其特征在于，所述主站設(shè)有輪詢計時器，在連續(xù)沒有收到令牌超過規(guī)定時間時，則發(fā)出下一個令牌，以保障不會因為某個從站故障而丟失通訊令牌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項所述可用于輕軌的安全門通信方法，其特征在于，將所述RS485通訊電纜中使用2根作為通訊電纜，1根作為等電位地電纜，另一根作為總線占用電纜，每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)前5ms先通過該總線占用電纜偵聽總線是否有被占用，如果有則不可以發(fā)送；假若沒有被占用則通過總線占用電纜發(fā)出占用信息，發(fā)出占用信息后延遲5ms再通過通訊電纜發(fā)送數(shù)據(jù)。
6.一種可用于輕軌的安全門通信系統(tǒng)，其特征在于，包括通過一個RS485總線連接的多個上行線滑動門控制器以及上行線邏輯控制單元，通過另一個RS485總線連接的多個下行線滑動門控制器以及下行線邏輯控制單元，還包括分別上行線邏輯控制單元、下行線邏輯控制單元通信的監(jiān)控上位機，用于采集每個門的數(shù)據(jù)以及PEDC控制器數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述可用于輕軌的安全門通信系統(tǒng)，其特征在于，所述RS485通訊電纜包括2根通訊電纜，1根等電位地電纜，以及另一根總線占用電纜，每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)前5ms先通過該總線占用電纜偵聽總線是否有被占用，如果有則不可以發(fā)送；假若沒有被占用則通過總線占用電纜發(fā)出占用信息，發(fā)出占用信息后延遲5ms再通過通訊電纜發(fā)送數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述可用于輕軌的安全門通信系統(tǒng)，其特征在于，所述主站設(shè)有輪詢計時器，在連續(xù)沒有收到令牌超過規(guī)定時間時，則發(fā)出下一個令牌，以保障不會因為某個從站故障而丟失通訊令牌。
全文摘要
一種可用于輕軌的安全門通信方法，應(yīng)用于在RS485總線連接的屬于從站的多個上行線滑動門控制器以及屬于主站的上行線邏輯控制單元，包括循環(huán)執(zhí)行的以下步驟主站發(fā)出尾站令牌詢問；從站1偵聽到主站發(fā)出的尾站令牌詢問后發(fā)出回應(yīng)……；從站N偵聽到從站N－1發(fā)出的令應(yīng)時發(fā)出回應(yīng)；主站在上述過程中接收全部回應(yīng)信息并進行更新。其中，主站偵聽整個傳輸幀，每一個所述從站只偵聽傳輸幀頭部的令牌部分。實施本發(fā)明提供的可用于輕軌的安全門通信方法和系統(tǒng)，是針對地鐵安全門監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)的，可以在較多站點的條件下，提供性能可靠的安全門通信，具有在惡劣環(huán)境下保持較強的信號傳輸能力，保障通訊速率高和通訊可靠性高，同時，具有較低的成本。
文檔編號H04L12/417GK1992664SQ20051012112
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者熊建明, 朱衛(wèi)平, 彭海龍, 蘇武強, 劉曉東, 黃育良 申請人:方大集團股份有限公司