随着国民经济的迅速发展,智能化仪表已逐步取代传统机械式指针计量表,推动着天然气测控领域自动化的飞速发展。在天然气场站、调压站等场站测控系统(Station Control System,SCS)中,信号量多以4-20mA模拟信号和非总线式数字量为主,每一个模拟量设备至少需要2根信号传输线,每一个非总线式数字量需要3根信号传输线,故随着测控点的增加,从现场到控制室的信号传输线将成倍的增加,由于其距离从几十米到几百米不等,则电缆的铺设周期较长和成本较高,系统的安装以及后期维护将会变得较为复杂,同时系统的稳定性也会下降。鉴于此,本文提出了利用现场总线来代替原有数据采集和传输方式从而减少电缆走线数量。在天然气场站测控系统中,以太网常作为上位机与现场测控系统的唯一数据传输通道。而当单一的数据传输通道(以太网或现场总线)发生故障时,数据传输将会直接中断,现场状态得不到实时监控,可能会造成不可估量的危害。考虑于此,本文提出了给以太网和现场总线原有传输方式均提供一组无线冗余通讯方式,使得在有线通信通道异常时,系统通过相应的冗余无线通信方式保证数据稳定传输。整个设计开发过程中,首先对国内外现状进行研究分析,然后根据功能需要,选择STM32为MCU,以及合适的通信芯片及其相应的外围芯片。利用Altium Designer进行电路原理图绘制和PCB设计与制作。结合Keil-MDK进行MCU软件设计与撰写。以QT5.8为平台设计并开发了上位机通信参数配置软件,为使用者提供无代码更新与下载的参数修改方式。结合以上方法与步骤,最终实现了一整套双冗余通信设备设计开发。本文采用的现场总线通信为CAN总线,两类无线通信分别是GPRS通信和ZigBee通信。其中以太网和GPRS通信形成冗余通信,CAN总线和ZigBee形成冗余通信。设计的冗余设备包含网关端模块和终端模块两类模块。经试验表明,该双冗余通信测控设备实现了自主通信方式切换,保证了上位机与现场的数据不中断传输。