[发明专利]一种具有冗余链路的电气系统及其通信方法

说明书

本发明公开了一种具有冗余链路的电气系统及其通信的方法。涉及普通设备、中转设备、环形链路与中转链路。其中，普通设备是电气系统中的常规设备，可用于完成信息接收、数据计算、信号输出等常规的电气设备功能；中转设备用于接收普通设备发送的数据，将该数据发送给相应的普通设备或者其他中转设备；环形链路是普通设备之间的通信链路，普通设备之间可通过环形链路进行通信；中转链路是中转设备与普通设备或中转设备之间的通信链路，中转设备与普通设备或中转设备可通过中转链路进行通信。本发明可实现整个电气系统在部分设备之间的通信链路断开时，仍可以保证信息在设备之间的可靠传递，提高了系统的可靠性，并具有较强的扩展能力。

技术领域

本发明涉及一种具有冗余链路的电气系统及其通信方法，属于航空航天通信卫星技术领域。

背景技术

在航空航天领域，随着航天器功能要求的不断增加，电气系统的复杂性也不断的提高。电气系统一般由多个电气设备组成，各电气设备分别完成各自的功能，电气设备之间通过特定的通信接口进行通信(例如RS232、RS422、1553B总线等)，各个电气设备按照设计好的时序与流程工作，以实现整个电气系统的功能。因此电气系统中设备之间交互数据的途径与方法成为了电气系统设计所关注的关键要素之一。

在常规的设计方法中，电气设备之间多采用点对点或者总线式的通信方式，点对点的通信方式多采用RS232、RS422等接口，总线式的通信方式多采用1553B等接口。对于点对点的通信方式，两个设备之间通过点对点的通信链路相连接，数据可以从一个设备发送至另一个设备；对于总线式的通信方式，多个设备可以挂载于一条总线上，总线上的所有设备都可以通过该总线交换数据。

无论是点对点还是总线式的通信方式，对于两个电气设备之间，一旦某个设备的通信链路故障(例如：物理连接断开)，则两个(或者多个)电气设备之间的通信将中断，整个电气系统中的部分功能将失效。

解决该问题常见的方法是：为了避免单一通信链路的故障导致整个系统的功能丧失，往往采用多个电气设备冗余备份的工作方式，例如系统中设计两个功能完全一致的设备，分别为主设备与备份设备，一旦主设备的通信链路故障后，则采用备份设备代替主设备，确保全系统仍然可以正常工作。

该方法的劣势在于：虽然可以有效的解决单一通信链路故障不会影响全系统的功能的问题，但是却增加了一个设备。在复杂的电气系统中，若采用这种方法，将每个关键设备均增加备份，这将大大的提高系统中设备的数量，系统设计的复杂性将显著提高，同时提高了系统的研制成本。

发明内容

本发明的技术解决问题的目的在于：针对现有技术的不足，提供了一种具有冗余链路的电气系统及其通信方法。在电气系统的各个设备之间，增加了中转设备，设计了普通设备之间通信采用的环形链路、中转设备与普通设备或中转设备之间通信采用的中转链路，并提出了设备之间冗余通信的具体过程与方法。

本发明的技术解决方案是：

一种具有冗余链路的电气系统，包括：a个普通设备、b个中转设备、c条环形链路和d条中转链路；其中，a为不小于6的自然数，b为不小于2的自然数，c为不小于6的自然数，d为不小于8的自然数；

每个中转设备与至少三个普通设备在同一个区域内，在同一个区域内的普通设备之间通过环形链路相连接，在同一个区域内的普通设备与该区域内的中转设备之间采用中转链路相连接；中转设备之间采用两条中转链路连接；环形链路和中转链路之间均采用通信帧的方式进行通信，每个普通设备分配有通信地址，中转设备中存储着所有普通设备的通信地址信息；

普通设备用于完成信息接收、数据计算、信号输出的电气设备；

中转设备用于接收普通设备或中转设备发送的数据，并将接收到的数据发送给普通设备或者其他中转设备。