[0001] 本实用新型涉及通信传输技术领域，具体涉及一种总线安全告警系统。

[0002] 工业信息产业已广泛采用现场总线进行通信，使整个工业信息系统能够支持高速数据的传输与处理，这样系统就具有了较高的兼容性和可扩展性，而且相应的硬件结构也简单。

[0003] 例如使用VME总线这种现场总线，能够串联工业现场的各台现场设备，并与后台的工控设备。因为VME总线能够在强振动、大冲击或强干扰等恶劣环境下传输数据，所以现有的工业信息系统经常使用VME总线作为现场总线。然而大量的现场设备(例如：智能化仪器仪表、控制器和执行机构)都需要通过VME总线之类的现场总线接入工控设备，若现场总线出现问题，总线内的信息传输受到巨大影响，或者工业信息传输阻塞或者工业信息泄露，这种情况下就会使得现场总线中的工业信息遭到侦听甚至被窃取。虽然现场总线，例如VME总线中设置有相应的数据传输协议，工业信息难以被破译，但是这些现场总线的传输协议是公开的，这就导致现场总线传输的信息并不能保证安全，工业信息存在泄露的风险。

[0004] 现实情况中，操作人员需要及时了解到现场总线的连通情况，及时排查现场总线的连通路径。现有技术通常是通过现场总线检测自身的连通情况，并在出现连通问题时向工控设备上报，然而现场总线若出现连通问题可能会造成带宽阻塞，导致工控设备难以及时获取到现场总线的连通问题，难以及时排查现场总线故障。实用新型内容

[0005] 因此，本实用新型要解决的技术问题在于现场总线的连通情况出现问题时无法及时发现存在安全隐患，从而提供一种总线安全告警系统。

[0006] 为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

[0007] 本实用新型实施例提供一种总线安全告警系统，包括：现场总线、连接测试装置、报警器和工控设备，其中，

[0008] 所述现场总线与现场设备连接；

[0009] 所述连接测试装置分别与所述现场总线和所述报警器连接，用于测试现场总线的连通情况，当出现连通异常时向所述报警器发送告警指令；

[0010] 所述报警器与所述工控设备连接，当接收到所述连接测试装置发送的告警指令时进行告警，同时向所述工控设备发送告警信号。

[0011] 可选的，所述连接测试装置包括指令发送模块和反馈接收模块，其中，

[0012] 所述指令发送模块用于通过所述现场总线向现场设备发送测试指令；

[0013] 所述反馈接收模块用于接收所述现场设备接收到所述测试指令后的反馈信号。

[0014] 可选的，所述连接测试装置还包括判断模块，所述判断模块为比较电路，所述比较电路的第一输入端外接所述现场设备发送的反馈信号，第二输入端外接预设告警阈值，输出端输出告警指令，用于判断所述反馈信号是否正常，当所述反馈信号为非正常信号时，向所述报警器发送告警指令。

[0015] 可选的，所述现场总线为树状网络拓扑结构，所述现场总线包括多级交换机节点，所述交换机节点中的最末级节点与所述现场设备连接。

[0016] 可选的，所述总线安全告警系统，还包括：延时响应模块，所述延时响应模块的输入端与所述现场总线连接，输出端与所述现场设备连接，用于延时响应反馈信号。

[0017] 可选的，所述延时响应模块为延时继电器。

[0018] 可选的，所述连接测试装置还包括：延时检测模块，所述延时检测模块包括计时器和比较器，其中，

[0019] 所述计时器分别与所述指令发送模块和所述反馈接收模块连接，用于采集所述现场设备的延时反馈时间；

[0020] 所述比较器的第一输入端外接所述计时器采集的延时反馈时间，第二输入端外接所述延时响应模块的延时时间，输出端输出告警指令。

[0021] 可选的，所述报警器包括第一语音报警器和第二语音报警器，其中，

[0022] 所述第一语音报警器设置于所述工控设备一侧，分别与所述连接测试装置和所述工控设备连接；

[0023] 所述第二语音报警器设置于所述现场设备一侧，与连接测试装置连接。

[0024] 可选的，所述总线安全告警系统，还包括：电源模块，所述电源模块分别与所述连接测试装置和所述报警器连接；所述电源模块包括：交流插头、交直流变换器、供电电源和变压器；所述交直流变换器的输入端与所述交流插头连接，输出端与所述供电电源连接；所述变压器的输入端与所述供电电源连接，输出端分别所述连接测试装置和所述报警器连接。

[0025] 可选的，所述总线安全告警系统，还包括：备用总线和总线切换装置，其中，[0026] 所述备用总线与所述现场设备连接；

[0027] 所述总线切换装置分别与所述现场总线、所述备用总线和所述工控设备连接，用于当所述工控设备接收到告警指令时，通过所述总线切换装置将所述现场总线切换为所述备用总线。

[0028] 本实用新型技术方案，具有如下优点：

[0029] 本实用新型提供的一种总线安全告警系统，包括：现场总线、连接测试装置、报警器和工控设备，其中，现场总线与现场设备连接；连接测试装置分别与现场总线和报警器连接，用于测试现场总线的连通情况，当出现连通异常时向报警器发送告警指令；报警器与工控设备连接，当接收到连接测试装置发送的告警指令时进行告警，同时向工控设备发送告警信号。通过设置专门的连接测试装置对现场总线进行实时的连通测试，以确保及时了解到现场总线的连通情况，在了解到现场总线的连通存在问题时，通过报警器向工控设备及附近的操作人员及时上报现场总线的连通故障，从而使得操作人员及时发现并对现场总线故障情况进行排查。

[0035] 下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0036] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0037] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0038] 此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0039] 本实用新型实施例提供一种总线安全告警系统，应用于工业信息系统对现场总线进行监测的场合，如图1所示，该总线安全告警系统包括：现场总线1、连接测试装置2、报警器和工控设备4，其中，现场总线1与现场设备5连接；连接测试装置2分别与现场总线1和报警器连接，用于测试现场总线1的连通情况，当出现连通异常时向报警器发送告警指令。具体的，连接测试装置2用于向现场总线1发送连通测试信号，通过该连通测试信号确定现场总线1连接的各现场设备5的连通情况，从而确定现场总线1是否为通路。因为该连接测试装置2独立于工控设备4，并且能够独立测试现场总线1的连通情况，所以该连接测试装置2能够避免现场总线1自身测试连通情况导致的信息传输不及时，工控设备4难以及时获取现场总线1的连通情况的问题。

[0040] 报警器与工控设备4连接，当接收到连接测试装置2发送的告警指令时进行告警，同时向工控设备4发送告警信号。具体的，连接测试装置2在确定现场总线1未连通时，通过报警器进行报警，从而提示相关操作人员尽快解决现场总线1的连通问题。报警器与工控设备4连接，能够及时向工控设备4发送告警信号，以使工控设备4及时获取现场总线1的连通情况。报警器为蜂鸣器、广播喇叭和/或音响。

[0041] 本实用新型提供的一种总线安全告警系统，通过设置专门的连接测试装置2对现场总线1进行实时的连通测试，以确保及时了解到现场总线1的连通情况，在了解到现场总线1的连通存在问题时，通过报警器向工控设备4及附近的操作人员及时上报现场总线1的连通故障，从而使得操作人员及时发现并对现场总线1故障情况进行排查。

[0042] 在一具体实施例中，如图2所示，上述的连接测试装置2包括指令发送模块6和反馈接收模块7，其中，指令发送模块6用于通过现场总线1向现场设备5发送测试指令；反馈接收模块7用于接收现场设备5接收到测试指令后的反馈信号。具体的，通过发送测试指令并接收现场设备5的反馈，当测试指令发送失败，说明与现场设备5连接的总线出现了问题；当测试指令发送正常却没有接收到反馈信号时，可以快速准确的判断出该现场设备5已掉线。

[0043] 在一具体实施例中，上述的连接测试装置2还包括判断模块，判断模块为比较电路，比较电路的第一输入端外接现场设备5发送的反馈信号，第二输入端外接预设告警阈值，输出端输出告警指令，用于判断反馈信号是否正常，当反馈信号为非正常信号时，向报警器发送告警指令。具体的，还可能存在现场总线1或现场设备5出现故障但仍然能够进行信号传输的情况，但是在故障状态下的反馈信号较正常值会出现波动，因此通过判断模块将反馈信号与预设告警阈值进行对比的方式，可以及时发现进行告警。

[0044] 在一具体实施例中，上述的现场总线1为树状网络拓扑结构，现场总线1包括多级交换机节点，交换机节点中的最末级节点与现场设备5连接。具体的，现场总线1为树状网络拓扑结构，具有较强的可折叠性，易于扩展和进行故障隔离，通过最末级交换机节点连接现场设备5，能够接入大量的现场设备5，并且在某台现场设备5故障时，只需要切断与该现场设备5连接最末级交换机节点，有效避免对其他现场设备5的干扰。

[0045] 在一具体实施例中，上述的总线安全告警系统还包括：延时响应模块，延时响应模块的输入端与现场总线1连接，输出端与现场设备5连接，用于延时响应反馈信号。具体的，通过延时响应模块可以向各现场设备5发送不同延时的测试指令，从而使各现场设备5以不同的延时时间进行反馈，减少现场总线1的带宽阻塞的情况。

[0046] 在一具体实施例中，上述的延时响应模块为延时继电器。具体的，延时继电器可根据需要自由调节延时的时间，也可以为其他可进行定时的电子器件，在此不做具体限制。

[0047] 在一具体实施例中，上述的连接测试装置2还包括：延时检测模块，延时检测模块包括计时器和比较器，其中，

[0048] 计时器分别与指令发送模块6和反馈接收模块7连接，用于采集现场设备5的延时反馈时间。具体的，当测试指令发出后开始计时，当接收到反馈信息后停止计时。

[0049] 比较器的第一输入端外接计时器采集的延时反馈时间，第二输入端外接延时响应模块的延时时间，输出端输出告警指令。具体的，通过比较器将延时反馈时间与延时时间进行对比，判断是否存在反馈时间异常，当存在异常时说明可能存在侦听设备侦听现场总线1的数据，及时进行告警以便于工作人员进行排查。

[0050] 在一具体实施例中，上述的报警器包括第一语音报警器301和第二语音报警器302，其中，

[0051] 第一语音报警器301设置于工控设备4一侧，分别与连接测试装置2和工控设备4连接。具体的，在连接测试装置2确定现场总线1存在故障时及时通过第一语音报警器301向工控设备4及该侧的操作人员发送报警信号，以及时提示操作人员现场存在故障。

[0052] 第二语音报警器302设置于现场设备5一侧，与连接测试装置2连接。具体的，在连接测试装置2检测到现场总线1存在故障时及时提示现场设备5处的操作人员及时排查相应故障。

[0053] 在一具体实施例中，上述的总线安全告警系统还包括：电源模块10，电源模块10分别与连接测试装置2和报警器连接；电源模块10包括：交流插头1001、交直流变换器1002、供电电源1003和变压器1004；交直流变换器1002的输入端与交流插头1001连接，输出端与供电电源1003连接；变压器1004的输入端与供电电源1003连接，输出端分别连接测试装置2和报警器连接。具体的，通过设置交流插头1001通过交直流变换器1002转换为直流电为供电电源1003供电，并且该供电电源1003通过变压器1004分别为适用于不同电压的连接测试装置2和报警器分别提供不同电压的电源，从而保持连接测试装置2和报警器的长时间平稳运行。

[0054] 在一具体实施例中，上述的总线安全告警系统，还包括：备用总线9和总线切换装置8，其中，备用总线9与现场设备5连接；总线切换装置8分别与现场总线1、备用总线9和工控设备4连接，用于当工控设备4接收到告警指令时，通过总线切换装置8将现场总线1切换为备用总线9。具体的，当判定现场总线1出现故障时，为了避免短时间难以恢复为现场带来的不便，通过总线切换装置8将所有的现场设备5切换至备用总线9上，通过备用总线9提供数据传输的支持，避免现场总线1故障引起线路瘫痪。

[0055] 在一具体的实施例中，上述的总线安全告警系统还包括：现场总线通断电路，现场总线通断电路与现场总线连接。具体的，现场总线通断电路包括多个开关，分别设置于与各现场设备连接的现场总线分支上，不仅可以通过开关控制避免现场总线1因长时间连通导致的线路异常，还能够通过开关切断与特定现场设备5的通断。

[0056] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。