CN105429873B - 一种工业环网和4g网络自动切换基站及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业环网和4G网络自动切换基站及其工作方法，包括有线工业环网模块、FPGA模块中的控制器MCU和逻辑控制单元CPLD、无线4G模块以及数据平台，控制器MCU通过引脚连接逻辑控制单元CPLD，逻辑控制单元CPLD和有线工业环网模块、无线4G模块之间采用串口方式传输连接，数据平台与有线工业环网模块、无线4G模块之间为TCP/IP网络传输连接。本发明系统平时不使用4G链路，当有线工业环网出现网络传输故时，系能自动切换到无线4G网络通讯；当有线工业环网故障解除恢复正常通讯时，则自动切断无线4G信号，恢复为有线工业环网通讯。本发明实现有线工业环网和无线4G网络通信的自动切换、自动愈合，满足不同场景对无线通信的灵活要求，节省流量，成本降低。

Description

一种工业环网和4G网络自动切换基站及其工作方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体是一种工业环网和4G网络自动切换基站及其工作方法。
背景技术
在大型化工、厂矿领域，基本都是采用有线或无线网络进行通信，网线、光纤通信信号好，传输速度快，而且稳定，但是网线以及光线布线困难，如果发生损害而断线，则导致基站无法和系统进行连接，进而导致系统出现错误，造成重大损失；4G无线方式解决了特殊区域有线难以敷设问题，为大型厂区随时随地提供移动互联网及数据通信及视频业务，且无线覆盖方案灵活、易实施、易维护，但是投资较大，成本高，由于成本等各种因素的考虑，全部覆盖往往变得不现实，而且系统的可靠性也迅速降低。因此，传统的方法难以实现低成本的冗余通信。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业环网和4G网络自动切换基站及其工作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种工业环网和4G网络自动切换基站，包括有线工业环网模块、FPGA模块中的控制器MCU和逻辑控制单元CPLD、无线4G模块以及数据平台，所述FPGA模块中的控制器MCU通过引脚连接逻辑控制单元CPLD，所述FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD和有线工业环网模块、无线4G模块之间采用串口方式传输连接，所述数据平台与有线工业环网模块、无线4G模块之间为TCP/IP网络传输连接。
一种所述的工业环网和4G网络自动切换基站的工作方法，具体过程如下：
（1）FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD通过有线工业环网模块向数据平台发送数据；
（2）FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD向有线环网模块和无线4G模块发送约定信号；
（3）当数据平台接收到有线工业环网模块传递的信号，自动关闭无线4G模块；如果数据平台连续设定时间内未接收到有线工业环网模块发来的信号，则立即启动无线4G模块，建立4G无线数据链路，并向有线工业环网模块发送约定信号；
（4）当FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD接收到约定信号时，有线工业环网已恢复正常，此时数据平台自动关闭无线4G模块，并回到有线工业环网通信状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明系统采用购买4G流量池方式，平时不使用4G链路，当有线工业环网出现网络传输故障时，系统能自动切换到无线4G网络通讯；当有线工业环网故障解除恢复正常通讯时，则自动切断无线4G信号，恢复为有线工业环网通讯。本发明实现了有线工业环网和无线4G网络通信的自动切换、自动愈合，既满足了不同场景对无线通信的灵活要求，又实现了节省流量、省钱的效果。
附图说明
图1是本发明系统的工作原理图。
图中：1-FPGA模块中的控制器MCU；2-FPGA中的逻辑控制单元CPLD；3-有线工业环网模块；4-数据平台；5-无线4G模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种工业环网和4G网络自动切换基站，包括有线工业环网模块3、FPGA模块中的控制器MCU 1和逻辑控制单元CPLD 2、无线4G模块5以及数据平台4，FPGA模块中的控制器MCU 1通过引脚TXD和引脚RXD连接逻辑控制单元CPLD 2，FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD 2和有线工业环网模块3、无线4G模块5之间采用串口方式传输连接，数据平台4与有线工业环网模块3、无线4G模块5之间为TCP/IP网络传输连接。
系统的工作方法为：
（1）正常情况为FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD 2通过有线工业环网模块3向数据平台4发送数据；
（2）FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD 2向有线环网模块3和无线4G模块5发送约定信号；
（3）当数据平台4能够接到有线工业环网模块3传过来的信号时，自动关闭无线4G模块4；如果数据平台4连续10秒（可设置）没有接到有线工业环网模块3发来的信号，则立即启动无线4G模块5，建立4G无线数据链路，并向有线工业环网模块3发送约定信号；
（4）当FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD 2能收到约定信号时，表明有线工业环网已恢复正常，此时数据平台4自动关闭无线4G模块5，回到有线工业环网通信状态；
本系统采用购买4G流量池方式，平时不使用4G链路，当有线工业环网出现网络传输故障时，系统能自动切换到无线4G网络通讯；当有线工业环网故障解除恢复正常通讯时，则自动切断无线4G信号，恢复为有线工业环网通讯。
本发明实现了有线工业环网和无线4G网络通信的自动切换、自动愈合，既满足了不同场景对无线通信的灵活要求，又实现了节省流量、省钱的效果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (1)

1.一种工业环网和4G网络自动切换基站，包括有线工业环网模块、FPGA模块中的控制器MCU和逻辑控制单元CPLD、无线4G模块以及数据平台，其特征在于，所述FPGA模块中的控制器MCU通过引脚连接逻辑控制单元CPLD，所述FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD和有线工业环网模块、无线4G模块之间采用串口方式传输连接，所述数据平台与有线工业环网模块、无线4G模块之间为TCP/IP网络传输连接；所述工业环网和4G网络自动切换基站的工作方法，具体过程如下：
(1)FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD通过有线工业环网模块向数据平台发送数据；
(2)FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD向有线环网模块和无线4G模块发送约定信号；
(3)当数据平台接收到有线工业环网模块传递的信号，自动关闭无线4G模块；如果数据平台连续设定时间内未接收到有线工业环网模块发来的信号，则立即启动无线4G模块，建立4G无线数据链路，并向有线工业环网模块发送约定信号；
(4)当FPGA模块中的逻辑控制单元CPLD接收到约定信号时，有线工业环网已恢复正常，此时数据平台自动关闭无线4G模块，并回到有线工业环网通信状态。
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