CN108233523A - 双网自动切换电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双网自动切换电路，包括第一计数控制电路、第二计数控制电路和通道切换电路。第一计数控制电路的输入端接收来自专用网络的数据，输出端与通道切换电路的第一输入端连接；第二计数控制电路的输入端接收来自备用网络的数据，输出端与通道切换电路的第二输入端连接。通道切换电路的输出端连接基站设备的数据接口，用于在接收到第一计数控制电路发送的专网工作信号时，使专用网络与基站设备实现数据通信，在同时接收到第一计数控制电路发送的专网故障信号和第二计数控制电路发送的备网工作信号时使备用网络与基站设备实现数据通信。本发明在专用网络发生故障时能迅速切换到备用网络，故障排除后，又能重新切换到专用网络。

Description

双网自动切换电路

技术领域

本发明涉及电力信息采集技术领域，涉及一种在备用网络及专用网络间之间实现自动切换的设备。

背景技术

目前，各地的电力负荷监控系统发展多年，主城区的设备及线路覆盖基本已布局完善。随着电力信息管理的深入化及精细化发展，逐步要求将原先距离较远的边远地区纳入信息采集系统。由于近年来，这些地区的光纤专用通信线路的陆续铺设到位，架设通信基站的条件已经具备。

光纤信道数据容量大，可以扩展出串口、网口、电话等多种模拟或数据接口，通常是多个部门多种业务共同使用(电力负荷监控系统只是占用其中的局部数据接口)，无疑增加了该通道故障的发生几率，而在等待修复过程中，电力负荷信息的采集功能被迫处于停滞，这使得电力负荷信息采集的实时性要求大打折扣，甚至由于数据采集不及时造成数据丢失，增加了电力负荷信息管理的难度。

为了避免单一通信线路发生故障时，整个电力负荷采集系统将随之瘫痪的问题，电力局通常会配备辅助的通信信道以备应急。公用无线通信网络因其覆盖范围广、应用灵活、传输速度快等优势被选中作为备用的通信线路。上述的公用通信网络可以是3G网络、GPRS、CDMA等。虽然有了备用的通信线路后，专用通信网络发生故障后的不利影响已大大减轻。但由于故障从发生到确认通常需要一段时间，而且适用于专用通信网络和公用通信网络的硬件设备不同，需要依赖人工手动切换也有一定的时间开销，所以从故障发生到运行恢复正常的时间通常在几个小时，在这几个小时内，系统完全停止运行，也是让人无法接受的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种双网自动切换电路，其能在运行中自动识别专用网络通信线路的故障，当故障发生后，无需人工操作而能自动、迅速地将基站设备的数据接口切换到备用网络的通信线路，使系统的正常运行，而当专用网络通信线路的故障排除后，又能将基站设备的数据接口重新切换到专用网络的通信线路。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：

双网自动切换电路，包括第一计数控制电路、第二计数控制电路和通道切换电路；第一计数控制电路的输入端用于接收来自专用网络的数据，第一计数控制电路的输出端与通道切换电路的第一输入端连接；第一计数控制电路用于在接收到来自专用网络的数据时输出专网工作信号，在预设的时间t内没有接收到来自专用网络的数据时输出专网故障信号；第二计数控制电路的输入端用于接收来自备用网络的数据，第二计数控制电路的输出端与通道切换电路的第二输入端连接；第二计数控制电路用于在接收到来自备用网络的数据时输出备网工作信号，在预设的时间t内没有接收到来自备用网络的数据时输出备网空闲信号；通道切换电路的输出端用于连接基站设备的数据接口，该通道切换电路用于在接收到专网工作信号时，使专用网络与基站设备实现数据通信，在同时接收到专网故障信号和备网工作信号时使备用网络与基站设备实现数据通信。

采用上述技术方案后，本发明至少具有以下优点：

根据本发明的双网自动切换电路可同时连接无线基站的专用网络通信电路及备用网络通信电路，时刻检测判断通信线路的工作情况,在专用网络发生故障时能够自动迅速地切换到备用网络通信线路，当专用网络通信线路的故障排除后，又能将基站设备的数据接口重新切换到专用网络的通信线路，从而维持了系统的稳定运行，增强了基站设备在单一通信通道故障时的自愈能力，确保了电力负荷信息采集系统的实时无间断的稳定工作。

附图说明

图1示出了根据本发明一实施例的双网自动切换电路的原理框图。

图2示出了根据本发明一实施例的控制信号判断子电路的电路原理图。

图3和图4分别示出了根据本发明一实施例的第一复位整形子电路和第二复位整形子电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

图1示出了根据本发明一实施例的双网自动切换电路的原理框图。根据本发明一实施例的双网自动切换电路，包括第一计数控制电路1、第二计数控制电路2和通道切换电路3。

第一计数控制电路1的输入端可与专用网络通信设备的数据接口连接，接收来自专用网络的数据，第一计数控制电路1的输出端与通道切换电路3的第一输入端连接。第一计数控制电路1用于监控来自专用网络的通信信道的数据，在接收到来自专用网络的数据时输出专网工作信号，在预设的时间t内没有接收到来自专用网络的数据时输出专网故障信号。预设的时间t的取值范围较佳地可以是10分钟～50分钟。

第二计数控制电路2的输入端可与备用网络的通信设备的数据接口连接，用于接收来自备用网络的数据，第二计数控制电路2的输出端与通道切换电路3的第二输入端连接。第二计数控制电路用于监控来自备用网络的通信信道的数据，在接收到来自备用网络的数据时输出备网工作信号，在预设的时间t内没有接收到来自备用网络的数据时输出备网空闲信号。预设的时间t的取值范围较佳地可以是10分钟～50分钟。

通道切换电路3的输出端有三组触点，分别连接专用网络通信设备、基站设备4、备用网络通信设备的数据接口。通道切换电路3的两个输入端分别连接第一控制输出子电路13、第二控制输出子电路23的两个输出端，按照特定的逻辑关系产生切换电平信号，选择性地使专用网络或备用网络中的一者与基站设备建立连接，从而及时完成信道的切换，进而完成专网信道或备用网络信道数据与基站设备之间的数据中转。其中，通道切换电路3用于在接收到所述的专网工作信号时，使专用网络与基站设备实现数据通信，在同时接收到所述的专网故障信号和所述的备网工作信号时使备用网络与基站设备实现数据通信。

在本实施例中，第一计数控制电路1包含第一复位整形子电路11、第一计数器12和第一控制输出子电路13。

第一复位整形子电路11的输入端用于接收来自专用网络的数据，第一复位整形子电路11的输出端与第一计数器12的复位输入端连接；第一复位整形子电路11用于在接收到来自专用网络的数据时向第一计数器12输出复位信号，以将第一计数器12的计数值清零，第一计数器12在清零的同时会自动重新计数。第一计数器12的溢出标志输出端与第一控制输出子电路13的输入端连接，第一计数器12在预设的时间t内没有接收到来自第一复位整形子电路11输出的复位信号时，在预设的时间t内会到达计数值上限，此时第一计数器12的溢出标志输出端的输出信号电平会发生翻转，本实施例中翻转后的电平为高电平。第一控制输出子电路13的输出端与通道切换电路3的第一输入端连接，用于对第一计数器的输出信号进行电平转换后输出给通道切换电路3。在本实施例中，第一控制输出子电路13由第一反相器组成，用于对第一计数器的输出信号进行反相处理。

类似地，第二计数控制电路2包含第二复位整形子电路21、第二计数器22和第二控制输出子电路23。

第二复位整形子电路21的输入端用于接收来自备用网络的数据，第二复位整形子电路21的输出端与第二计数器22的复位输入端连接；第二复位整形子电路21用于在接收到来自备用网络的数据时向第二计数器22输出复位信号，以将第二计数器22的计数值清零。第二计数器22的溢出标志输出端与第二控制输出子电路23的输入端连接，第二计数器22用于在预设的时间t内没有接收到来自第二复位整形子电路22输出的复位信号时，使溢出标志输出端的输出信号电平发生翻转，本实施例中翻转后的电平为高电平。第二控制输出子电路23的输出端与通道切换电路3的第二输入端连接，用于对第二计数器的输出信号进行电平转换后输出给通道切换电路3。在本实施例中，第二控制输出子电路23由第二反相器组成，用于对第二计数器的输出信号进行反相处理。

在本实施例中，所述的专网工作信号和备网工作信号均为高电平信号，所述的专网故障信号和备网空闲信号均为低电平信号，但不限于此。也可以将专网工作信号和备网工作信号设为高电平信号，而将专网故障信号和备网空闲信号设为低电平信号。

在本实施例中，通道切换电路3包括控制信号判断子电路31和线路切换开关32。

控制信号判断子电路31的第一输入端和第二输入端分别与第一控制输出子电路13的输出端和第二控制输出子电路23的输出端连接，控制信号判断子电路31的输出端与线路切换开关32的控制输入端连接。控制信号判断子电路31用于在接收到专网工作信号时，控制线路切换开关32将专用网络与基站设备4相连，在同时接收到专网故障信号和备网工作信号时控制线路切换开关32将备用网络与基站设备4相连。

如图2所示，在本实施例中，控制信号判断子电路31由反相器311和与非门312组成。反相器311的输入端与第一控制输出子电路13的输出端连接, 反相器311的输出端和与非门312的第一输入端连接。与非门312的第二输入端与第二控制输出子电路23的输出端连接，与非门312的输出端连接线路切换开关32的控制输入端。

线路切换开关32由双刀双掷继电器组成。本实施例中，双刀双掷继电器仅在与非门312的输出为低电平时将备用网络与基站设备4连接起来，而在与非门312的输出为高电平时将专用网络与基站设备4连接。

图3和图4分别示出了根据本发明一实施例的第一复位整形子电路11和第二复位整形子电路12的电路原理图。

请参阅图3。第一复位整形子电路11由第一电平转换电路111和第一整形电路112组成。第一电平转换电路111的输出端与第一整形电路112的输入端连接，第一电平转换电路111用于将来自专用网络的数据信号转变成TTL电平信号后发送给第一整形电路112。第一整形电路112的输出端与第一计数器12的复位输入端连接，用于将TTL电平信号整形为脉冲信号并输出给第一计数器12的复位输入端。

请参阅图4。第二复位整形子电路21由第二电平转换电路211和第二整形电路212组成。第二电平转换电路211的输出端与第二整形电路212的输入端连接，第二电平转换电路211用于将来自备用网络的数据信号转变成TTL电平信号后发送给第二整形电路212，第二整形电路212的输出端与第二计数器22的复位输入端连接，用于将TTL电平信号整形为脉冲信号并输出给第二计数器22的复位输入端。

在本实施例中，专用网络为电力负荷信息采集系统的光纤专用网络；备用网络为公用无线通信网络。光纤专用网络和公用无线通信网络的数据信号电平均为RS232电平，第一电平转换电路111和第二电平转换电路211可采用将RS232信号电平转换为TTL电平的电平转换芯片。

以下对根据本发明一实施例的双网自动切换电路在电力负荷监控系统中的工作过程进行介绍。

从供电局控制中心到远程基站设备4的通信信道分为主备两路，主路为光纤专用网络的通信信道，备路为公用无线通信网络的通信信道。来自于主备两路信道的数据均需通过通道切换电路3的数据中转，才能最终传输到基站设备4，平时通道切换电路3只是把来自于光纤专用网络的数据接入基站设备4。来自于主备两路信道的数据通过数据分流，分别接入第一计数控制电路1和第二计数控制电路2。

第一计数器12和第二计数器22开始计数后，根据硬件参数设置，一般连续30分钟（即预设的时间t）计数才能达到计数上限值。当主路专网信道正常时，由于不断在进行数据召测，第一计数控制电路1的复位整形子电路11的输入端30分钟内必会收到来自专网的数据信号，该信号经过复位整形子电路11的相关处理后,成为标准的复位信号,触发第一计数器12的硬件复位脚,使第一计数器12立刻清零,由于第一计数器12始终不会到达上限值,所以它的溢出标志输出端电平始终保持不变，第一控制输出子电路13一直输出专网工作信号，于是线路一直保持在专网通信信道上。

当主路专网通信信道发生故障，第一计数控制电路1的复位整形子电路11在30分钟收不到任何数据的话，第一计数器12将到达计数上限，于是它的溢出标志输出端的电平变为高电平，对应的第一控制输出子电路13输出低电平，即第一控制输出子电路13输出专网故障信号。

通道切换电路3的控制信号判断子电路31检测到该低电平，同步判断第二控制输出子电路23输出的电平状态，仅当其为高电平时（表示备用通道有数据，第二控制输出子电路23输出专网工作信号），才会控制线路切换开关32将通信线路切换到备用的公用无线通信网络通信信道，与供电局控制中心建立新的连接，确保系统正常运行。

一旦主路专网通信信道故障恢复，供电局控制中心系统的数据马上会重新从主路专网信道发送，于是第一控制输出子电路13输出恢复到高电平，即第一控制输出子电路13又输出专网工作信号。通道切换电路3的控制信号判断子电路31检测到该电平，立即使控制输出电平变高。最终，线路切换开关32立刻响应动作，将当前通信信道切换到主路专网信道。

以上描述是结合具体实施方式和附图对本发明所做的进一步说明。但是，本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方法来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内容的情况下根据实际使用情况进行推广、演绎，因此，上述具体实施例的内容不应限制本发明确定的保护范围。

Claims (10)

1.双网自动切换电路，其特征在于，包括第一计数控制电路、第二计数控制电路和通道切换电路；

所述第一计数控制电路的输入端用于接收来自专用网络的数据，所述第一计数控制电路的输出端与所述通道切换电路的第一输入端连接；所述第一计数控制电路用于在接收到来自专用网络的数据时输出专网工作信号，在预设的时间t内没有接收到来自专用网络的数据时输出专网故障信号；

所述第二计数控制电路的输入端用于接收来自备用网络的数据，所述第二计数控制电路的输出端与所述通道切换电路的第二输入端连接；所述第二计数控制电路用于在接收到来自备用网络的数据时输出备网工作信号，在所述预设的时间t内没有接收到来自备用网络的数据时输出备网空闲信号；

所述通道切换电路的输出端用于连接基站设备的数据接口，该通道切换电路用于在接收到所述的专网工作信号时，使所述专用网络与所述基站设备实现数据通信，在同时接收到所述的专网故障信号和所述的备网工作信号时使所述备用网络与所述基站设备实现数据通信。

2.根据权利要求1所述的双网自动切换电路，其特征在于，所述第一计数控制电路包含第一复位整形子电路、第一计数器和第一控制输出子电路；

所述第一复位整形子电路的输入端用于接收来自专用网络的数据，所述第一复位整形子电路的输出端与所述第一计数器的复位输入端连接；所述第一复位整形子电路用于在接收到来自专用网络的数据时向所述第一计数器输出复位信号，以将所述第一计数器的计数值清零；

所述第一计数器的溢出标志输出端与所述第一控制输出子电路的输入端连接，所述第一计数器用于在所述预设的时间t内没有接收到来自所述第一复位整形子电路输出的复位信号时，使溢出标志输出端的输出信号的电平发生翻转；

所述第一控制输出子电路的输出端与所述通道切换电路的第一输入端连接，用于对所述第一计数器的输出信号进行电平转换后输出给所述通道切换电路。

3.根据权利要求2所述的双网自动切换电路，其特征在于，所述第二计数控制电路包含第二复位整形子电路、第二计数器和第二控制输出子电路；

所述第二复位整形子电路的输入端用于接收来自备用网络的数据，所述第二复位整形子电路的输出端与所述第二计数器的复位输入端连接；所述第二复位整形子电路用于在接收到来自备用网络的数据时向所述第二计数器输出复位信号，以将所述第二计数器的计数值清零；

所述第二计数器的溢出标志输出端与所述第二控制输出子电路的输入端连接，所述第二计数器用于在所述预设的时间t内没有接收到来自所述第二复位整形子电路输出的复位信号时，使第二计数器的溢出标志输出端的输出信号的电平发生翻转；

所述第二控制输出子电路的输出端与所述通道切换电路的第二输入端连接，用于对所述第二计数器的输出信号进行电平转换后输出给所述通道切换电路。

4.根据权利要求1所述的双网自动切换电路，其特征在于，所述的专网工作信号和备网工作信号均为高电平信号，所述的专网故障信号和备网空闲信号均为低电平信号。

5.根据权利要求1或3或4 所述的双网自动切换电路，其特征在于，所述通道切换电路包括控制信号判断子电路和线路切换开关；

所述控制信号判断子电路的第一输入端和第二输入端分别与所述第一控制输出子电路的输出端和所述第二控制输出子电路的输出端连接，所述控制信号判断子电路的输出端与所述线路切换开关的控制输入端连接；所述控制信号判断子电路用于在接收到所述的专网工作信号时，控制线路切换开关将专用网络与所述基站设备相连，在同时接收到所述的专网故障信号和所述的备网工作信号时控制线路切换开关将备用网络与所述基站设备相连。

6.根据权利要求5所述的双网自动切换电路，其特征在于，所述控制信号判断子电路由反相器和与非门组成；所述反相器的输入端与第一控制输出子电路的输出端连接, 所述反相器的输出端和所述与非门的第一输入端连接；所述与非门的第二输入端与第二控制输出子电路的输出端连接，所述与非门的输出端与线路切换开关的控制输入端连接。

7.根据权利要求5所述的双网自动切换电路，其特征在于，所述线路切换开关由双刀双掷继电器组成。

8.根据权利要求3所述的双网自动切换电路，其特征在于，所述第一复位整形子电路由第一电平转换电路和第一整形电路组成；所述第一电平转换电路的输出端与所述第一整形电路的输入端连接，第一电平转换电路用于将来自专用网络的数据信号转变成TTL电平信号后发送给所述第一整形电路，所述第一整形电路的输出端与所述第一计数器的复位输入端连接，用于将所述TTL电平信号整形为脉冲信号并输出给第一计数器的复位输入端；

所述第二复位整形子电路由第二电平转换电路和第二整形电路组成；所述第二电平转换电路的输出端与所述第二整形电路的输入端连接，第二电平转换电路用于将来自备用网络的数据信号转变成TTL电平信号后发送给所述第二整形电路，所述第二整形电路的输出端与所述第二计数器的复位输入端连接，用于将所述TTL电平信号整形为脉冲信号并输出给第二计数器的复位输入端。

9.根据权利要求3所述的双网自动切换电路，其特征在于，所述第一控制输出子电路和所述第二控制输出子电路分别由第一反相器和第二反相器组成；所述的第一反相器和第二反相器分别对第一计数器的输出信号和第二计数器的输出信号进行反相处理。

10.根据权利要求1所述的双网自动切换电路，其特征在于，所述的专用网络为电力负荷信息采集系统的光纤专用网络，所述的备用网络为公用无线通信网络。