CN102905400A - 自适应双模移动数据通信终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种自适应双模移动数据通信终端，包括中央处理器，内存芯片，闪存芯片，时钟芯片，主移动通信模块，备用移动通信模块，以太网模块，用户接口，通用串行接口，控制模块和对上述所有部件供电的电源模块，所述内存芯片，闪存芯片和时钟芯片与所述中央处理器连接组成中央处理器芯片组。本发明采用双模双通道实现主备移动数据通信功能。通过故障诊断与预警模块实时监测主移动通信模块、备用移动通信模块与服务器连接状态。备用移动通信模块定时向数据接收端服务器报告可用状态，有效防止主备双链路通信终端的两个移动通信模块同时无法连网通信的情况，提高了主备双链路通信的稳定性、可靠性。

Description

自适应双模移动数据通信终端

技术领域

本发明属于移动通信设备技术领域，特别地涉及一种自适应双模移动数据通信终端。 

背景技术

随着科技的进步和通信网络的普及，人们对通信网络的数据传输质量提出了更高的要求。例如，在气象数据传输的特殊应用中，网络运营商系统升级、基站故障、SIM欠费、移动通信模块故障、服务器故障等原因造成的通信中断往往无法避免，使得气象数据信息无法及时地发送到服务器上。为了解决在一个网络运营商故障造成天气数据无法传输的问题，当前，嵌入式系统的强大性能已经足以支持在同一个通信终端上设置多个移动通信模块，即同时可以获取多个网络运营商提供的数据服务，各种移动通信模块支持三个3G无线接口标准和两个2G无线接口标准，为数据在单一设备上通过多条通信链路传输提供了可能。 

以现有的主备链路通信终端为例，其具有主移动通信模块和备用移动通信模块，服务器只与工作的主移动通信模块通信，无法得知备用移动通信模块是否“可用”，即无法得知备用移动通信模块在启动后，是否可以正常使用。这使得维护人员无法监测备用移动通信模块的使用情况，无法在备用移动通信模块出现问题时及时修复。这种双卡相互备份的工作机制，虽然用两张卡减小了主备链路通信终端即数据传输单元(Data Transfer Unit，DTU)连网失败的概率，但是无法获取备卡的“可用”状态，无法有效预防DTU连网失败。 

基于上述原因，亟需研发一种具有故障诊断与预警的自适应双模移动数据通信终端，能在主用移动通信模块所对应的主用数据传输通道出现故障的时候，自动启动备用移动通信模块，满足人们对数据传输高稳定性、不间断的要求。 

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种自适应双模移动数据通信终端，用于采用故障诊断与预警模块实时监测主移动通信模块和备用移动通信模块与数据接收端服务器连接状态的信息，备用移动通信模块定时向服务器报告可用状态，可以预防主备双链路通信终端的两个移动通信模块同时无法连网通信的情况，提高了主备双链路通信的稳定性、可靠性。 

为实现上述目的，本发明的技术方案为： 

一种自适应双模移动数据通信终端，包括中央处理器，内存芯片，闪存芯片，时钟芯片，主移动通信模块，备用移动通信模块，以太网模块，用户接口，通用串行接口，控制模块和对上述所有部件供电的电源模块，所述内存芯片，闪存芯片和时钟芯片与所述中央处理器连接组成中央处理器芯片组， 

所述以太网模块和用户接口与所述中央处理器芯片组连接，所述以太网模块的接口用于用户配置系统参数， 

中央处理器芯片组通过通用串行接口与主移动通信模块和备用移动通信模块连接，并通过控制模块对主移动通信模块和备用移动通信模块进行控制，所述控制包括对供电、重启引脚和连网使能引脚的控制，主移动通信模块一直处于连网状态，备用移动通信模块在备用状态时定时启动，定时向服务器报告备用移动通信模块的状态报告，主移动通信模块连网失败时，备用移动通信模块立即启动，并保持连网状态，备用移动通信模块启动后，主移动通信模块不断尝试重新连网，直到连网成功，主移动通信模块连网成功后，通知备用移动通信模块返回到备用状态， 

用户接口通过中央处理器芯片组与主移动通信模块和备用移动通信模块实现双向数据传输，所述双向数据传输为中央处理器对用户接口上接收到的外界数据按预定义的协议进行数据封装，并通过主移动通信模块或备用移动通信模块向外界发送数据；中央处理器对主移动通信模块或备用移动通信模块上接收 到的外界数据按预定义的协议进行数据解析，并通过用户接口向外界发送数据， 

所述中央处理器进一步包括系统参数配置模块、主备链路切换模块、拨号管理模块、故障诊断与预警模块、数据传输服务模块和备用移动通信模块状态报告模块，所述系统参数配置模块用于拨号参数配置和数据传输参数配置，拨号参数供拨号管理模块使用，数据传输参数供数据传输服务模块使用；所述拨号管理模块采用点对点协议守护进程PPPD实现拨号，分别单独对主移动通信模块和备用移动通信模块实现上电、连网、断网、重起、断电等控制，拨号管理模块和故障诊断与预警模块同时启动，如果故障诊断结果通信没有异常，则开始数据传输服务；反之，则根据诊断故障结果，向服务器发送预警信息，主备链路切换模块开始进行主备链路切换，所述备用移动通信模块状态报告模块用于在备用移动通信模块没有被启动的情况下，定时向服务器报告备用移动通信模块的状态， 

所述故障诊断与预警模块的预警的故障内容包括主移动通信模块与服务器通信失败或备用移动通信模块通信模块无法被启动， 

备用移动通信模块在主移动通信模块与服务器通信失败的情况下启用，当服务器收到备用移动通信模块发送的心跳包或者数据时，获知故障内容为主移动通信模块与服务器通信失败； 

备用移动通信模块在主移动通信模块与服务器通信正常的情况下，定时向服务器报告备用移动通信模块的状态报告，当服务器接收状态报告超时的时候，获知故障内容为备用移动通信模块无法被启动。 

优选地，所述主移动通信模块或备用移动通信模块为GSM通信模块、CDMA通信模块、GPRS通信模块、TD-SCDMA通信模块、CDMA2000通信模块或WCDMA通信模块。 

优选地，所述用户接口为RS232或者RS485。 

优选地，所述系统参数包括移动通信模块接入点名称，移动通信模块用户名、密码，重新拨号时间间隔，主备切换时间间隔，数据传输目的主机地址和 端口，用户接口波特率设置和状态报告时间间隔中的至少一种。 

优选地，所述心跳包内容包括报文标识，设备编号，报文编号，报文类型和报文数据。 

优选地，所述状态报告超时时间根据用户需要设定。 

与现有技术采用的两个移动通信模块相互切换，服务器只与工作的移动通信模块通信，无法得知备用的移动通信模块是否“可用”，即无法得知备用的移动通信模块在启动后，是否可以正常使用，使得维护人员无法监测备用的移动通信模块的使用情况，无法在备用的移动通信模块出现问题时及时修复相比，本发明将两个移动通信模块分为主移动通信模块和备用移动通信模块，主移动通信模块一直处于连网状态，备用移动通信模块在备用状态时定时启动，向服务器报告“可用”状态。主移动通信模块连网失败时，备用移动通信模块立即启动，并保持连网状态。备用移动通信模块启动后，主移动通信模块不断尝试重新连网，直到连网成功。主移动通信模块连网成功后，通知备用移动通信模块返回到备用状态，可以预防主备双链路通信终端的两个移动通信模块同时无法连网通信的情况，提高了主备双链路通信的稳定性、可靠性。 

附图说明

图1为本发明实施例的自适应双模移动数据通信终端的模块结构示意图； 

图2为本发明实施例的自适应双模移动数据通信终端的中央处理器的功能模块结构示意图； 

图3为本发明实施例的自适应双模移动数据通信终端的中央处理器的状态报告模块工作流程图； 

图4为本发明实施例的自适应双模移动数据通信终端的中央处理器的主备链路切换模块工作流程图。 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。 

参考图1，所示为本发明实施例的自适应双模移动数据通信终端的结构示意图，其包括中央处理器101，内存芯片102，闪存芯片103，时钟芯片104，主移动通信模块20，备用移动通信模块30，以太网模块40，用户接口50，通用串行接口60，控制模块70和对上述所有部件供电的电源模块80，所述内存芯片102，闪存芯片103和时钟芯片104与所述中央处理器101连接组成中央处理器芯片组10，内存芯片102用于给中央处理器101提供数据运算空间，闪存芯片102用于给中央处理器101提供存储空间，时钟芯片104用于提供日期、时间信息。 

中央处理器芯片组10通过通用串行接口60与主移动通信模块20和备用移动通信模块30连接，并通过控制模块70对主移动通信模块20和备用移动通信模块30进行控制，控制包括对供电、重起引脚、连网使能引脚的控制，使得主移动通信模块20一直处于连网状态，备用移动通信模块30在备用状态时定时启动，定时向服务器报告备用移动通信模块30的状态报告，主移动通信模块20连网失败时，备用移动通信模块30立即启动，并保持连网状态，备用移动通信模块30启动后，主移动通信模块20不断尝试重新连网，直到连网成功，主移动通信模块20连网成功后，通知备用移动通信模块30返回到备用状态。用户接口50为外部数据提供了接口，为RS232或者RS485。以太网模块40和用户接口50与中央处理器芯片组10连接，以太网模块40的接口用于用户配置系统参数，系统参数可包括移动通信模块接入点名称，移动通信模块用户名、密码， 重新拨号时间间隔，主备切换时间间隔，数据传输目的主机地址和端口，用户接口波特率设置和状态报告时间间隔等。用户接口50通过中央处理器芯片组10与主移动通信模块20和备用移动通信模块30实现双向数据传输，双向数据传输为中央处理器101对用户接口50上接收到的外界数据按预定义的协议进行数据封装，并通过主移动通信模块20或备用移动通信模块30向外界发送数据；中央处理器101对主移动通信模块20或备用移动通信模块30上接收到的外界数据按预定义的协议进行数据解析，并通过用户接口50向外界发送数据。外界服务器网络地址，端口号，以及传输方法都在系统参数配置中完成。所述传输方法包括传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)和用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)。中央处理器对主移动通信模块20和备用移动通信模块30上接收到的外界数据按预定义的协议进行数据解析，并通过用户接口50向外界发送数据。为了增强自适应双模移动数据通信终端的可适应性，主移动通信模块20和备用移动通信模块30为全球移动通信系统(global system for mobile communications，GSM)通信模块，码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)通信模块，通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)通信模块，时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA)通信模块，CDMA2000通信模块或宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)通信模块中的两种。 

如图2所示，中央处理器101的功能模块包括系统参数配置模块1011、主备链路切换模块1012、拨号管理模块1013、故障诊断与预警模块1014、数据传输服务模块1015和备用移动通信模块状态报告模块1016，系统参数配置模块1011用于拨号参数配置和数据传输参数配置，拨号参数供拨号管理模块1013使用，数据传输参数供数据传输服务模块1015使用；拨号管理模块1013采用点对点协议守护进程PPPD实现拨号，分别单独对主移动通信模块20和备用移动通信模块30实现上电、连网、断网、重起、断电等控制，拨号管理模块1013和故障诊断与预警模块1014同时启动，如果故障诊断结果通信没有异常，则开 始数据传输服务；反之，则根据诊断故障结果，向服务器发送预警信息，主备链路切换模块1012开始进行主备链路切换，备用移动通信模块状态报告模块1016用于在备用移动通信模块30没有被启动的情况下，定时向服务器报告备用移动通信模块30的状态。故障诊断与预警模块1014的预警的故障内容包括主移动通信模块20与服务器通信失败或备用移动通信模块通信模块30无法被启动，备用移动通信模块30在主移动通信模块20与服务器通信失败的情况下启用，当服务器收到备用移动通信模块20发送的心跳包或者数据时，获知故障内容为主移动通信模块20与服务器通信失败；备用移动通信模块30在主移动通信模块20与服务器通信正常的情况下，定时向服务器报告备用移动通信模块30的状态报告，当服务器接收状态报告超时的时候，获知故障内容为备用移动通信模块30无法被启动。 

为了使本发明实施例的优点更加明显，特别对中央处理器101中的备用移动通信模块状态报告模块1016和主备链路切换模块1012的具体工作流程进行说明。 

参考图3，所示为备用移动通信模块状态报告模块1016的工作流程图，备用移动通信模块状态报告模块1016启动，状态报告开始，判断备用移动通信模块是否被启用，若没有，再判断状态报告时间间隔是否超时，若没有超时，继续跳转至判断备用移动通信模块是否被启用，若状态报告时间间隔超时，向服务器发送状态报告。状态报告时间间隔可以根据用户需要自行设定，一般为10分钟、30分钟或1小时。 

故障诊断针对数据通信的状况，包括如下几个方面：主移动通信模块和备用移动通信模块拨号是否成功，主移动通信模块和备用移动通信模块心跳包是否获得数据处理中心响应，主移动通信模块和备用移动通信模块Ping包是否获得目标主机响应。心跳包内容包括报文标识，设备编号，报文编号，报文类型和报文数据。自适应双模移动数据通信终端的主移动通信模块一直处于启用状态，即成功连网状态或者正在拨号状态，主备链路切换根据故障诊断结果决定 启用备用移动通信模块或者关闭备用移动通信模块，具体实现流程如图4所示。参考图4，所示为主备链路切换模块1012的工作流程图，故障诊断和拨号开始，主移动通信模块拨号，判断主移动通信模块是否拨号成功，若成功，则判断主移动通信模块的心跳包是否获得数据处理中心响应，若响应，则开启主移动通信模块数据传输服务，关闭备用移动通信模块，主移动通信模块数据传输完成后等待主移动通信模块数据传输服务退出，判断主移动通信模块Ping包是否获得目标主机响应，若有响应，继续判断主移动通信模块的心跳包是否获得数据处理中心响应，若没有响应，则继续主移动通信模块拨号；若主移动通信模版拨号没有成功或主移动通信模块Ping包没有获得目标主机响应，则启动备用移动通信模块。 

通过以上技术方案可知，故障预警并不是指所述移动通信终端向外发送具体的预警内容，而是移动通信终端通过向与移动通信终端通信的设备或者系统发送的数据、心跳包、状态报告等方式，传递可分析获得预警内容的信息。预警的故障内容包括：主移动通信模块与服务器通信失败，备用移动通信模块无法被启动。由于备用移动通信模块是在主移动通信模块与服务器通信失败的情况下启用的，因此当服务器收到备用移动通信模块发送的心跳包或者数据的时候，即可获知故障内容为主移动通信模块与服务器通信失败。另外，由于备用移动通信模块在主移动通信模块与服务器通信正常的情况下，定时向服务器报告备用移动通信模块的状态，因此当服务器接收状态报告超时的时候，即可获知故障内容为备用移动通信模块无法被启动。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (6)

1.一种自适应双模移动数据通信终端，其特征在于，包括中央处理器(101)，内存芯片(102)，闪存芯片(103)，时钟芯片(104)，主移动通信模块(20)，备用移动通信模块(30)，以太网模块(40)，用户接口(50)，通用串行接口(60)，控制模块(70)和对上述所有部件供电的电源模块(80)，所述内存芯片(102)，闪存芯片(103)和时钟芯片(104)与所述中央处理器(101)连接组成中央处理器芯片组(10)，

所述以太网模块(40)和用户接口(50)与所述中央处理器芯片组(10)连接，所述以太网模块(40)的接口用于用户配置系统参数，

中央处理器芯片组(10)通过通用串行接口(60)与主移动通信模块(20)和备用移动通信模块(30)连接，并通过控制模块(70)对主移动通信模块(20)和备用移动通信模块(30)进行控制，所述控制包括对供电、重启引脚和连网使能引脚的控制，主移动通信模块(20)一直处于连网状态，备用移动通信模块(30)在备用状态时定时启动，定时向服务器报告备用移动通信模块(30)的状态报告，主移动通信模块(20)连网失败时，备用移动通信模块(30)立即启动，并保持连网状态，备用移动通信模块(30)启动后，主移动通信模块(20)不断尝试重新连网，直到连网成功，主移动通信模块(20)连网成功后，通知备用移动通信模块(30)返回到备用状态，

用户接口(50)通过中央处理器芯片组(10)与主移动通信模块(20)和备用移动通信模块(30)实现双向数据传输，所述双向数据传输为中央处理器(101)对用户接口(50)上接收到的外界数据按预定义的协议进行数据封装，并通过主移动通信模块(20)或备用移动通信模块(30)向外界发送数据；中央处理器(101)对主移动通信模块(20)或备用移动通信模块(30)上接收到的外界数据按预定义的协议进行数据解析，并通过用户接口(50)向外界发送数据，

所述中央处理器(101)进一步包括系统参数配置模块(1011)、主备链路切换模块(1012)、拨号管理模块(1013)、故障诊断与预警模块(1014)、数据传输服务模块(1015)和备用移动通信模块状态报告模块(1016)，所述系统参数配置模块(1011)用于拨号参数配置和数据传输参数配置，拨号参数供拨号管理模块(1013)使用，数据传输参数供数据传输服务模块(1015)使用；所述拨号管理模块(1013)采用点对点协议守护进程PPPD实现拨号，分别单独对主移动通信模块(20)和备用移动通信模块(30)实现上电、连网、断网、重起、断电等控制，拨号管理模块(1013)和故障诊断与预警模块(1014)同时启动，如果故障诊断结果通信没有异常，则开始数据传输服务；反之，则根据诊断故障结果，向服务器发送预警信息，主备链路切换模块(1012)开始进行主备链路切换，所述备用移动通信模块状态报告模块(1016)用于在备用移动通信模块(30)没有被启动的情况下，定时向服务器报告备用移动通信模块(30)的状态，

所述故障诊断与预警模块(1014)的预警的故障内容包括主移动通信模块(20)与服务器通信失败或备用移动通信模块通信模块(30)无法被启动，

备用移动通信模块(30)在主移动通信模块(20)与服务器通信失败的情况下启用，当服务器收到备用移动通信模块(20)发送的心跳包或者数据时，获知故障内容为主移动通信模块与服务器通信失败；

备用移动通信模块(30)在主移动通信模块(20)与服务器通信正常的情况下，定时向服务器报告备用移动通信模块(30)的状态报告，当服务器接收状态报告超时的时候，获知故障内容为备用移动通信模块(30)无法被启动。

2.根据权利要求1所述的自适应双模移动数据通信终端，其特征在于，所述主移动通信模块或备用移动通信模块为GSM通信模块、CDMA通信模块、GPRS通信模块、TD-SCDMA通信模块、CDMA2000通信模块或WCDMA通信模块。

3.根据权利要求1所述的自适应双模移动数据通信终端，其特征在于，所述用户接口为RS232或者RS485。

4.根据权利要求1所述的自适应双模移动数据通信终端，其特征在于，所述系统参数包括移动通信模块接入点名称，移动通信模块用户名、密码，重新拨号时间间隔，主备切换时间间隔，数据传输目的主机地址和端口，用户接口波特率设置和状态报告时间间隔中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的自适应双模移动数据通信终端，其特征在于，所述心跳包内容包括报文标识，设备编号，报文编号，报文类型和报文数据。

6.根据权利要求1所述的自适应双模移动数据通信终端，其特征在于，所述状态报告超时时间根据用户需要设定。

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