CN114327014A - 一种应用于工业信息安全的网络切换电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种应用于工业信息安全的网络切换电路，属于网络技术领域，包括控制模块、储能供电模块、储存模块和继电器开关电路，其中：储能供电模块，用于给控制模块、储存模块、继电器开关电路提供电能；储存模块，用于存储预设模式；控制模块，与储能供电模块、储存模块、CPU连接，用于实时监测CPU的状态，并在CPU状态发生转变时，读取预设模式，且根据预设模式输出切相应的换指令；继电器开关电路，与控制模块、储能供电模块、第一滤波器、第一网络接头、第二滤波器、第二网络接头连接，用于接收切换指令，并根据切换指令进行线路切换。本申请解决了网络服务器出现故障时，办公电脑之间无法进行通信的问题。

Description

一种应用于工业信息安全的网络切换电路

技术领域

本申请涉及网络技术领域，尤其是涉及一种应用于工业信息安全的网络切换电路。

背景技术

目前，局域网的运用越来越多的被广泛的运用在各个企业中，局域网内的各个节点通过网络服务器在局域网内进行访问。参考图1，办公电脑通过依次通过网络接头、滤波器、网卡和网络服务器的CPU连接，各个办公电脑通过CPU的桥接后可互相访问。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：当网络服务器出现故障时，如宕机、服务器断电，则办公电脑之间无法进行通信，影响日常办公。

发明内容

为了改善网络服务器出现故障时，办公电脑之间无法进行通信的问题，本申请提供一种应用于工业信息安全的网络切换电路。

本申请提供一种应用于工业信息安全的网络切换电路，采用如下的技术方案：

一种应用于工业信息安全的网络切换电路，包括控制模块、储能供电模块、储存模块和继电器开关电路，其中：

储能供电模块，用于给控制模块、储存模块、继电器开关电路提供电能；

储存模块，用于存储预设模式；

控制模块，与储能供电模块、储存模块、CPU连接，用于实时监测CPU的状态，并在CPU状态发生转变时，读取预设模式，且根据预设模式输出切相应的换指令；

继电器开关电路，与控制模块、储能供电模块、第一滤波器、第一网络接头、第二滤波器、第二网络接头连接，用于接收切换指令，并根据切换指令进行线路切换。

通过采用上述技术方案，办公电脑之间可通过继电器开关电路形成的旁路直接进行连接，在正常供电，CPU正常工作时，各个办公电脑通过CPU的桥接进行访问，外部电源通过储能供电模块给控制模块、储存模块、继电器开关电路提供电能，同时，储能供电模块可存储电能。当外部电源突然断电，CPU不工作，CPU的状态发生转变，此时，储能供电模块利用存储的电能给控制模块、储存模块、继电器开关电路供电，控制模块可继续工作，控制模块读取设置好在断电情况下的预设模式，并控制继电器开关电路完成线路切换，办公电脑之间通过继电器开关电路直接进行通信。控制模块和CPU建立通讯，当CPU出现宕机时，各个办公电脑无法通过CPU的桥接进行访问，CPU和控制模块之间无通讯，控制模块检测到该状态，控制模块控制继电器开关电路进行线路切换，使办公电脑之间通过继电器开关电路进行通信。

优选的，所述继电器开关电路包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器、自锁式继电器、第一控制电路和第二控制电路，其中：

第一继电器，与第一滤波器的MDI_A通道、第一网络接头的MDI_A通道、第一控制电路、自锁式继电器连接；

第二继电器，与第一滤波器的MDI_B通道、第一网络接头的MDI_B通道、第一控制电路、第五继电器连接；

第三继电器，与第一滤波器的MDI_C通道、第一网络接头的MDI_C通道、第一控制电路、第七继电器连接；

第四继电器，与第一滤波器的MDI_D通道、第一网络接头的MDI_D通道、第一控制电路、第八继电器连接；

第五继电器，与第二滤波器的MDI_A通道、第二网络接头的MDI_A通道、第一控制电路连接；

第六继电器，与第二滤波器的MDI_B通道、第二网络接头的MDI_B通道、第一控制电路、自锁式继电器连接；

第七继电器，与第二滤波器的MDI_C通道、第二网络接头的MDI_C通道、第一控制电路连接；

第八继电器，与第二滤波器的MDI_D通道、第二网络接头的MDI_D通道、第一控制电路连接；

自锁式继电器，与第二控制电路连接；

第一控制电路，与控制模块连、储能供电模块接，用于根据切换指令控制第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器和第八继电器的通电；

第二控制电路，与控制模块、储能供电模块连接，用于根据切换指令控制自锁式继电器的通电；

其中，所述预设模式包括直通模式、break模式和bypass模式。

优选的，所述第一控制电路包括第一百零九电阻R109、二极管D1、第一开关单元、第一百一十三电阻R113和逻辑控制单元，所述第一百零九电阻R109的一端和储能供电模块连接，第一百零九电阻R109的另一端和二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极和第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器、第一开关单元的第三端连接，第一开关单元的第二端接地，第一开关单元的第一端和第一百一十三电阻R113的一端，第一百一十三电阻R113的另一端和逻辑控制单元输出端连接，逻辑控制单元的第一输入端和控制模块连接，逻辑控制单元的第二输入端和CPU的SLEEP_S3端口连接。

优选的，所述第一开关单元采用MOS管，所述逻辑控制单元采用与门芯片U7及其外围电路。

优选的，所述第二控制电路包括第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第一百四十四电阻R144、第五开关单元、第六开关单元和第七开关单元；所述第二开关单元的第一端和储能供电模块、第五开关单元的第一端、第六开关单元的第一端连接，第二开关单元的第二端接地，第二开关单元的第三端和储能供电模块、第三开关单元的第一端、第四开关单元的第一端连接；所述第三开关单元的第二端和储能供电模块连接，第三开关单元的第三端和第四开关单元的第三端连接、自锁式继电器线圈的一端、第一百四十四电阻R144的一端连接；所述第四开关单元的第二端和第一百四十四电阻R144的另一端、地连接；所述第五开关单元的第一端和控制模块连接，第五开关单元的第二端接地；所述第六开关单元的第二端和储能供电模块连接，第六开关单元的第二端和第七开关单元的第三端、自锁式继电器线圈的另一端连接；所述第七开关单元的第二端接地；

其中，当四开关单元的第三端的电位为高电平时，第七开关单元的第三端的电位为低电平；而当四开关单元的第三端的电位为低电平时，第七开关单元的第三端的电位为高电平。

优选的，所述第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、第五开关单元、第六开关单元和第七开关单元均采用MOS管。

通过采用上述技术方案，直通模式为各个办公电脑之间通过CPU的桥接进行访问，bypass模式为各个办公电脑之间通过继电器开关电路进行访问，break模式各个办公电脑之间无访问，选择更多，用户可根据实际的需要进行选择。

当第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器和第八继电器通电时，第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器和第八继电器的开关吸合，第一滤波器与第一网络接头接通，第二滤波器与第二网络接头接通，各个办公电脑之间可通过CPU的桥接进行访问。

当第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器和第八继电器通电时，第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器和第八继电器的开关回到默认的打开状态，自锁式继电器接通，此时，第一网络接头与第二网络接头接通，各个办公电脑之间可通过继电器开关电路进行访问。而自锁式继电器断开时，各个办公电脑之间无访问。

优选的，还包括通讯电路，所述通讯电路和控制模块、储能供电模块连接。

通过采用上述技术方案，设置通讯电路，可通过通讯电路对预设模式进行修改，以更改相应的切换模式。

优选的，所述控制模块包括看门狗单元，所述看门狗单元和CPU连接。

通过采用上述技术方案，当超过预设时间没接收到喂狗信号，则判断CPU处于宕机，控制模块控制继电器开关电路进行切换，以便于对CPU的宕机进行检测。

优选的，所述储能供电模块包括第一供电电路和第二供电电路，所述第一供电电路的输入端和3.3V供电端连接，第一供电电路的输出端和控制模块连接，所述第二供电电路的输入端和5V供电端连接，第二供电电路的输出端和继电器开关电路连接。

优选的，所述第一供电电路包括二极管D3、二极管D4、二极管D5和第一储能单元，所述二极管D3的阳极和3.3V供电端连接，二极管D3的阴极和控制模块连接，所述二极管D4的阳极和二极管D3的阳极连接，二极管D4的阴极和二极管D5的阳极连接，所述二极管D5的阴极和二极管D3的阴极连接，所述第一储能单元的正极和二极管D4的阴极、二极管D5的阳极连接，第一储能单元的负极接地；

所述第二供电电路包括二极管D6、二极管D7、二极管D8和第二储能单元，所述二极管D6的阳极和5V供电端连接，二极管D6的阴极和继电器开关电路连接，所述二极管D7的阳极和二极管D6的阳极连接，二极管D7的阴极和二极管D8的阳极连接，所述二极管D8的阴极和二极管D6的阴极连接，所述第二储能单元的正极和二极管D7的阴极、二极管D8的阳极连接，第二储能单元的负极接地。

通过采用上述技术方案，当断电时，二极管D3和二极管D4起到隔离作用，第一储能单元的电能不会回流，第一储能单元给控制模块供电；二极管D6和二极管D7起到隔离作用，第二储能单元的电能不会回流，第一储能单元给继电器开关电路供电。当恢复来电时，3.3V供电端通过二极管D3能迅速给控制模块供电，使控制模块能迅速启动，然后控制模块一边工作，3.3V供电端一边给第一储能单元充电；5V供电端通过二极管D6能迅速给继电器开关电路供电。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.断电时，储能供电模块利用存储的电能给控制模块、储存模块、继电器开关电路供电，控制模块控制继电器开关电路完成线路切换，办公电脑之间通过继电器开关电路直接进行通信。当CPU出现宕机时，CPU和控制模块之间无通讯，控制模块控制继电器开关电路进行线路切换，使办公电脑之间通过继电器开关电路进行通信；

2.设置有直通模式、break模式和bypass模式，用户可根据实际的需要进行选择；

3.用户可通过通讯电路对预设模式进行修改，以更改相应的切换模式。

附图说明

图1是相关技术中办公电脑的网络通信架构图；

图2是本申请实施例中一种应用于工业信息安全的网络切换电路的架构图；

图3是本申请实施例中储能供电模块的电路图；

图4是本申请实施例中稳压电路的电路图；

图5是本申请实施例中控制模块的电路图；

图6是本申请实施例中通信电路的电路图；

图7是本申请实施例中一种应用于工业信息安全的网络切换电路处于直通模式的架构图；

图8是本申请实施例中一种应用于工业信息安全的网络切换电路处于bypass模式的架构图；

图9是第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器和自锁式继电器的电路；

图10是第一控制电路和第二控制电路的电路图。

附图标记说明：

10、第一供电电路；11、第一储能单元；20、第二供电电路；20、第二储能单元；30、稳压电路；40、第一控制电路；41、第一开关单元；42、逻辑控制单元；50、第二控制电路；51、第二开关单元；52、第三开关单元；53、第四开关单元；54、第五开关单元；55、第六开关单元；57、第七开关单元；60、通讯电路。

具体实施方式

以下结合附图1-10对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种应用于工业信息安全的网络切换电路。参考图2，网络切换电路包括控制模块、储能供电模块、储存模块和继电器开关电路，其中，储能供电模块用于给控制模块、储存模块、继电器开关电路提供电能。储存模块用于存储预设模式。控制模块与储能供电模块、储存模块、CPU连接用于实时监测CPU的状态，并在CPU状态发生转变时，读取预设模式，且根据预设模式输出切相应的换指令。继电器开关电路与控制模块、储能供电模块、第一滤波器、第一网络接头、第二滤波器、第二网络接头连接，用于接收切换指令，并根据切换指令进行线路切换。

CPU在工作时，外部电源给CPU提供3.3V和5V的工作电压。参考图3，可选的，储能供电模块包括第一供电电路10和第二供电电路20，第一供电电路10的输入端和3.3V供电端连接，第一供电电路10的输出端和控制模块连接，第二供电电路20的输入端和5V供电端连接，第二供电电路20的输出端和继电器开关电路连接。

第一供电电路10包括二极管D3、二极管D4、二极管D5和第一储能单元11，二极管D3的阳极和3.3V供电端连接，二极管D3的阴极和控制模块连接，二极管D4的阳极和二极管D3的阳极连接，二极管D4的阴极和二极管D5的阳极连接，二极管D5的阴极和二极管D3的阴极连接，第一储能单元11的正极和二极管D4的阴极、二极管D5的阳极连接，第一储能单元11的负极接地。

第二供电电路20包括二极管D6、二极管D7、二极管D8和第二储能单元20，二极管D6的阳极和5V供电端连接，二极管D6的阴极和继电器开关电路连接，二极管D7的阳极和二极管D6的阳极连接，二极管D7的阴极和二极管D8的阳极连接，二极管D8的阴极和二极管D6的阴极连接，第二储能单元20的正极和二极管D7的阴极、二极管D8的阳极连接，第二储能单元20的负极接地。

在本实施例中，第一储能单元11和第二储能单元20采用超级电容；在其他实施例中，第一储能单元11和第二储能单元20还可以采用可充电电池。

正常时，电容存储电量。电容放电，给控制模块和继电器开关电路供电。其中，电容放电时，二极管D3、二极管D4、二极管D6和二极管D7起到隔离作用，电容的电能不会回流给主板。当恢复来电时，3.3V供电端通过二极管D3能迅速给控制模块供电，使控制模块能迅速启动；5V供电端通过二极管D6能迅速给继电器开关电路供电。

参考图4，可选的，第一供电电路10还包括稳压电路30，稳压电路30的输入端和二极管D3的阴极连接，稳压电路30的输出端和控制模块连接。在本实施例中，稳压电路30可采用稳压芯片PU1及其外围电路，以实现5V的稳压输出。

参考图5和图7，控制模块包括看门狗单元，看门狗单元和CPU连接。在本实施例中，控制模块采用FPGA，FPGA的15引脚与CPU的SLEEP_S3端口连接，FPGA的12引脚与CPU的SLEEP_S4端口连接，FPGA的7引脚与CPU的SMB_CLK_MAIN端口连接，FPGA的13引脚与CPU的SMB_DATA_MAIN端口连接，FPGA通过7引脚和13引脚与CPU进行通信；在其他实施例中，控制模块也可采用MCU。

正常开机时，CPU识别到开机动作，并将开机信号传输给FPGA，SLEEP_S3端口与SLEEP_S4端口的电位由低电平变为高电平；正常关机时，CPU识别到关机动作，并将关机信号传输给FPGA，CPU的SLEEP_S3端口、SLEEP_S4端口的电位由高电平变为低电平。当突然断电时，电容放电给FPGA提供电能，FPGA能继续工作，FPGA识别到SLEEP_S3端口、SLEEP_S4端口的电位变为低电平，而FPGA未接收到关机信号，FPGA判断CPU为非正常掉电，FPGA控制继电器开关电路根据预设模式进行线路切换。

处于开机状态时，CPU与FPGA通信，FPGA启动WDT（看门狗）功能，而CPU定时向FPGA发送喂狗信号。当CPU宕机时，CPU无法定时发出喂狗信号，而FPGA在预定时间内未接收到喂狗信号，则FPGA控制继电器开关电路进行线路切换。

在本实施例中，储存模块采用EEPROM储存器；在其他实施例中，储存模块也可采用其他型号的储存器。

参考图7，继电器开关电路包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器、自锁式继电器、第一控制电路40和第二控制电路50，其中，第一继电器与第一滤波器的MDI_A通道、第一网络接头的MDI_A通道、第一控制电路40、自锁式继电器连接。第二继电器与第一滤波器的MDI_B通道、第一网络接头的MDI_B通道、第一控制电路40、第五继电器连接。第三继电器与第一滤波器的MDI_C通道、第一网络接头的MDI_C通道、第一控制电路40、第七继电器连接。第四继电器与第一滤波器的MDI_D通道、第一网络接头的MDI_D通道、第一控制电路40、第八继电器连接。

第五继电器与第二滤波器的MDI_A通道、第二网络接头的MDI_A通道、第一控制电路40连接。第六继电器与第二滤波器的MDI_B通道、第二网络接头的MDI_B通道、第一控制电路40、自锁式继电器连接。第七继电器与第二滤波器的MDI_C通道、第二网络接头的MDI_C通道、第一控制电路40连接。第八继电器与第二滤波器的MDI_D通道、第二网络接头的MDI_D通道、第一控制电路40连接。

自锁式继电器与第二控制电路50连接，第一控制电路40与控制模块、储能供电模块连接，用于根据切换指令控制第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器和第八继电器的通电。第二控制电路50与控制模块、储能供电模块连接，用于根据切换指令控制自锁式继电器的通电。其中，预设模式包括直通模式、break模式和bypass模式。

参考图7，当第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器通电时，第一网络接头和第一滤波器接通，第二网络接头和第二滤波器接通，各个办公电脑之间通过CPU进行通信，该模式为直通模式。

参考图8，当第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器未通电时，相应继电器的开关断开，第一网络接头和第二网络接头接通，自锁式继电器导通，各个办公电脑之间可直接通信，该模式为bypass模式。

当第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器未通电时，且自锁式继电器断开，各个办公电脑之间无通信，该模式为break模式。

参考图9和图10，第一控制电路40包括第一百零九电阻R109、二极管D1、第一开关单元41、第一百一十三电阻R113和逻辑控制单元42，第一百零九电阻R109的一端和第二供电电路20连接，第一百零九电阻R109的另一端和二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极和第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器、第一开关单元41的第三端连接，第一开关单元41的第二端接地，第一开关单元41的第一端和第一百一十三电阻R113的一端，第一百一十三电阻R113的另一端和逻辑控制单元42输出端连接，逻辑控制单元42的第一输入端和FPGA的48引脚连接，逻辑控制单元42的第二输入端和CPU的SLEEP_S3端口连接。

在本实施例中，第一开关单元41采用N型MOS管，其中，MOS管的栅极为第一端，MOS管的源极为第二端，MOS管的漏极为第三端。在其他实施例中，第一开关单元41也可采用三极管。在本实施例中，逻辑控制单元42可采用与门芯片U7及其外围电路。

门芯片U7的1脚和2脚均为高电平时，门芯片U7的4脚输出高电平，第一开关单元41导通，否则，第一开关单元41截止。处于关机状态时，CPU的SLEEP_S3端口的电位为低电平；处于开机状态时，CPU的SLEEP_S3端口的电位为高电平。其中，CPU的SLEEP_S3端口或FPGA的48引脚输出低电平时，第一开关单元41截止，没有电流流过第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器和第八继电器的线圈。CPU的SLEEP_S3端口和FPGA的48引脚同时输出高电平时，第一开关单元41导通，第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器和第八继电器的线圈有电流流过。

突然断电时，CPU的SLEEP_S3端口的电位为低电平，第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器和第八继电器的开关断开，此时，只需控制自锁式继电器导通，即可进入bypass模式。

第二控制电路50包括第二开关单元51、第三开关单元52、第四开关单元53、第一百四十四电阻R144、第五开关单元54、第六开关单元55和第七开关单元57，第二开关单元51的第一端和第二供电电路20、第五开关单元54的第一端、第六开关单元55的第一端连接，第二开关单元51的第二端接地，第二开关单元51的第三端和第二供电电路20、第三开关单元52的第一端、第四开关单元53的第一端连接。第三开关单元52的第二端和第二供电电路20连接，第三开关单元52的第三端和第四开关单元53的第三端连接、自锁式继电器线圈的一端、第一百四十四电阻R144的一端连接。第四开关单元53的第二端和第一百四十四电阻R144的另一端、地连接；

第五开关单元54的第一端和FPGA的49引脚连接，第五开关单元54的第二端接地。第六开关单元55的第二端和第二供电电路20连接，第六开关单元55的第二端和第七开关单元57的第三端、自锁式继电器线圈的另一端连接；第七开关单元57的第二端接地。

在本实施例中，第二开关单元51、第四开关单元53、第五开关单元54和第七开关单元57采用N型MOS管，第三开关单元52和第六开关单元55采用P型MOS管；其中，当四开关单元的第三端的电位为高电平时，第七开关单元57的第三端的电位为低电平；而当四开关单元的第三端的电位为低电平时，第七开关单元57的第三端的电位为高电平。在其他实施例中，第二开关单元51、第三开关单元52、第四开关单元53、第五开关单元54、第六开关单元55和第七开关单元57也可以采用三极管。

自锁式继电器在断电时，自锁式继电器的开关能保持在断电前的闭合状态。具体的，FPGA的49引脚输出高电平，第五开关单元54、第六开关单元55和第四开关单元53导通，第二开关单元51、第三开关单元52和第七开关单元57截止，自锁式继电器的8脚为高电平，锁式继电器的1脚为低电平，线圈的电流由8脚流向1脚。

FPGA的49引脚输出低电平，第五开关单元54、第六开关单元55和第四开关单元53截止，第二开关单元51、第三开关单元52和第七开关单元57导通，自锁式继电器的8脚为低电平，锁式继电器的1脚为高电平，线圈的电流由1脚流向8脚。

可选的，第二控制电路50还包括第一百二十二电阻R122、第一百二十四电阻R124、第一百四十电阻R140、第一百四十五电阻R145、第一百四十二电阻R142、第一百五十三电阻R153和第一百五十四电阻R154，第一百二十二电阻R122的一端和第二供电电路20连接，另一端和第二开关单元51的第三端、第三开关单元52的第一端连接。第一百二十四电阻R124的一端和第三开关单元52的第三端连接，第一百二十四电阻R124的另一端和第四开关单元53的第三端、第一百四十四电阻R144连接，第一百四十电阻R140和第一百二十四电阻R124并联。

第一百四十五电阻R145的一端和FPGA的49引脚连接，第一百四十五电阻R145的另一端和第五开关单元54的第一端连接。第一百四十五电阻R145的一端和第二供电电路20连接，第一百四十五电阻R145的另一端和第五开关单元54的第三端、第二开关单元51的第一端、第七开关单元57的第一端连接。第一百五十三电阻R153的一端和第六开关单元55的第三端连接，第一百五十三电阻R153的另一端和第七开关单元57的第三端、自锁式继电器线圈的另一端连接，第一百五十四电阻R154和第一百五十三电阻R153并联。

可选的，第二控制电路50还包括电容C80、电容C81、电容C83和电容C97，电容C80的一端和第三开关单元52的第二端连接，电容C80的另一端和第三开关单元52的第一端连接；电容C81的一端和第四开关单元53的第三端连接，电容C81的另一端接地；电容C83的一端和第六开关单元55的第二端连接，电容C83的另一端和第六开关单元55的第一端连接；电容C97的一端和第七开关单元57的第三端连接，电容C97的另一端接地。

参考图6，可选的，网络切换电路还包括通讯电路60，通讯电路60和控制模块、储能供电模块连接，在本实施例中，通讯电路60采用I2C通讯电路60；在其他实施例中，通讯电路60也可以采用串口通讯电路60或USB通讯电路60。

本申请实施例一种应用于工业信息安全的网络切换电路的实施原理为：当外部电源突然断电，储能供电模块利用存储的电能给控制模块、储存模块、继电器开关电路供电，控制模块可继续工作，以控制继电器开关电路切换成bypass模式，各个办公电脑之间可直接进行通信。当CPU出现宕机时，各个办公电脑无法通过CPU的桥接进行访问，控制模块控制继电器开关电路切换成bypass模式，各个办公电脑之间可直接进行通信。

用户可根据需求设置相应的模式，例如，在服务器开机时，FPGA控制进入直通模式；在服务器关机时，FPGA控制进入break模式；在突然断电或CPU宕机时，FPGA控制进入bypass模式；而恢复来电时，服务器重启开机，FPGA控制进入直通模式。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用于工业信息安全的网络切换电路，其特征在于，包括控制模块、储能供电模块、储存模块和继电器开关电路，其中：

储能供电模块，用于给控制模块、储存模块、继电器开关电路提供电能；

储存模块，用于存储预设模式；

控制模块，与储能供电模块、储存模块、CPU连接，用于实时监测CPU的状态，并在CPU状态发生转变时，读取预设模式，且根据预设模式输出切相应的换指令；

继电器开关电路，与控制模块、储能供电模块、第一滤波器、第一网络接头、第二滤波器、第二网络接头连接，用于接收切换指令，并根据切换指令进行线路切换。

2.根据权利要求1所述的应用于工业信息安全的网络切换电路，其特征在于，所述继电器开关电路包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器、自锁式继电器、第一控制电路(40)和第二控制电路(50)，其中：

第一继电器，与第一滤波器的MDI_A通道、第一网络接头的MDI_A通道、第一控制电路(40)、自锁式继电器连接；

第二继电器，与第一滤波器的MDI_B通道、第一网络接头的MDI_B通道、第一控制电路(40)、第五继电器连接；

第三继电器，与第一滤波器的MDI_C通道、第一网络接头的MDI_C通道、第一控制电路(40)、第七继电器连接；

第四继电器，与第一滤波器的MDI_D通道、第一网络接头的MDI_D通道、第一控制电路(40)、第八继电器连接；

第五继电器，与第二滤波器的MDI_A通道、第二网络接头的MDI_A通道、第一控制电路(40)连接；

第六继电器，与第二滤波器的MDI_B通道、第二网络接头的MDI_B通道、第一控制电路(40)、自锁式继电器连接；

第七继电器，与第二滤波器的MDI_C通道、第二网络接头的MDI_C通道、第一控制电路(40)连接；

第八继电器，与第二滤波器的MDI_D通道、第二网络接头的MDI_D通道、第一控制电路(40)连接；

自锁式继电器，与第二控制电路(50)连接；

第一控制电路(40)，与控制模块、储能供电模块连接，用于根据切换指令控制第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器和第八继电器的通电；

第二控制电路(50)，与控制模块、储能供电模块连接，用于根据切换指令控制自锁式继电器的通电；

其中，所述预设模式包括直通模式、break模式和bypass模式。

3.根据权利要求2所述的应用于工业信息安全的网络切换电路，其特征在于，所述第一控制电路(40)包括第一百零九电阻R109、二极管D1、第一开关单元(41)、第一百一十三电阻R113和逻辑控制单元(42)，所述第一百零九电阻R109的一端和储能供电模块连接，第一百零九电阻R109的另一端和二极管D1的阴极连接，二极管D1的阳极和第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器、第七继电器、第八继电器、第一开关单元(41)的第三端连接，第一开关单元(41)的第二端接地，第一开关单元(41)的第一端和第一百一十三电阻R113的一端，第一百一十三电阻R113的另一端和逻辑控制单元(42)输出端连接，逻辑控制单元(42)的第一输入端和控制模块连接，逻辑控制单元(42)的第二输入端和CPU的SLEEP_S3端口连接。

4.根据权利要求3所述的应用于工业信息安全的网络切换电路，其特征在于，所述第一开关单元(41)采用MOS管，所述逻辑控制单元(42)采用与门芯片U7及其外围电路。

5.根据权利要求2所述的应用于工业信息安全的网络切换电路，其特征在于，所述第二控制电路(50)包括第二开关单元(51)、第三开关单元(52)、第四开关单元(53)、第一百四十四电阻R144、第五开关单元(54)、第六开关单元(55)和第七开关单元(57)；所述第二开关单元(51)的第一端和储能供电模块、第五开关单元(54)的第一端、第六开关单元(55)的第一端连接，第二开关单元(51)的第二端接地，第二开关单元(51)的第三端和储能供电模块、第三开关单元(52)的第一端、第四开关单元(53)的第一端连接；所述第三开关单元(52)的第二端和储能供电模块连接，第三开关单元(52)的第三端和第四开关单元(53)的第三端连接、自锁式继电器线圈的一端、第一百四十四电阻R144的一端连接；所述第四开关单元(53)的第二端和第一百四十四电阻R144的另一端、地连接；所述第五开关单元(54)的第一端和控制模块连接，第五开关单元(54)的第二端接地；所述第六开关单元(55)的第二端和储能供电模块连接，第六开关单元(55)的第二端和第七开关单元(57)的第三端、自锁式继电器线圈的另一端连接；所述第七开关单元(57)的第二端接地；

其中，当四开关单元的第三端的电位为高电平时，第七开关单元(57)的第三端的电位为低电平；而当四开关单元的第三端的电位为低电平时，第七开关单元(57)的第三端的电位为高电平。

6.根据权利要求5所述的应用于工业信息安全的网络切换电路，其特征在于，所述第二开关单元(51)、第三开关单元(52)、第四开关单元(53)、第五开关单元(54)、第六开关单元(55)和第七开关单元(57)均采用MOS管。

7.根据权利要求1所述的应用于工业信息安全的网络切换电路，其特征在于，还包括通讯电路(60)，所述通讯电路(60)和控制模块、储能供电模块连接。

8.根据权利要求1所述的应用于工业信息安全的网络切换电路，其特征在于，所述控制模块包括看门狗单元，所述看门狗单元和CPU连接。

9.根据权利要求1所述的应用于工业信息安全的网络切换电路，其特征在于，所述储能供电模块包括第一供电电路(10)和第二供电电路(20)，所述第一供电电路(10)的输入端和3.3V供电端连接，第一供电电路(10)的输出端和控制模块连接，所述第二供电电路(20)的输入端和5V供电端连接，第二供电电路(20)的输出端和继电器开关电路连接。

10.根据权利要求9所述的应用于工业信息安全的网络切换电路，其特征在于：所述第一供电电路(10)包括二极管D3、二极管D4、二极管D5和第一储能单元(11)，所述二极管D3的阳极和3.3V供电端连接，二极管D3的阴极和控制模块连接，所述二极管D4的阳极和二极管D3的阳极连接，二极管D4的阴极和二极管D5的阳极连接，所述二极管D5的阴极和二极管D3的阴极连接，所述第一储能单元(11)的正极和二极管D4的阴极、二极管D5的阳极连接，第一储能单元(11)的负极接地；

所述第二供电电路(20)包括二极管D6、二极管D7、二极管D8和第二储能单元(20)，所述二极管D6的阳极和5V供电端连接，二极管D6的阴极和继电器开关电路连接，所述二极管D7的阳极和二极管D6的阳极连接，二极管D7的阴极和二极管D8的阳极连接，所述二极管D8的阴极和二极管D6的阴极连接，所述第二储能单元(20)的正极和二极管D7的阴极、二极管D8的阳极连接，第二储能单元(20)的负极接地。

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