CN205490621U - 一种网络通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种网络通信系统，包括若干台网关设备、交换机、网络接口模块、电子开关、开关控制电路和微处理器；若干台网关设备之间以菊花链模式进行连接，一台网关设备与所述交换机通信连接，每两台网关设备之间通过所述网络接口模块通信连接；所述网络接口模块与所述电子开关电连接，所述电子开关与所述开关控制电路电连接，所述开关控制电路与所述微处理器电连接。本实用新型中若干个网关设备以菊花链模式进行连接，其中一台网关设备与交换机连接，不仅可以利用有限的信号为多台网关设备提供网络资源；还在某个网关设备断电或死机后，微处理器通过开关控制电路向电子开关发出控制信号，使得网关设备之间仍可以实现通信连接。

Description

一种网络通信系统

技术领域

本实用新型涉及一种网络通信系统。

背景技术

由于远程数据传输具有传输速度快、操作方便等优点，被广泛应用于各行业中。为了将各处采集到的数据传输至某一服务器，通常利用网络通信系统实现远程传输数据。目前，在网络通信系统中包括若干个网关设备，当某个网关设备断电或死机后，无法实现数据的远程传输，从而给使用者带来许多不便。

实用新型内容

本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型提供的一种网络通信系统，包括若干台网关设备、交换机、网络接口模块、电子开关、开关控制电路和微处理器；若干台网关设备之间以菊花链模式进行连接，一台网关设备与所述交换机通信连接，每两台网关设备之间通过所述网络接口模块通信连接；所述网络接口模块与所述电子开关电连接，所述电子开关与所述开关控制电路电连接，所述开关控制电路与所述微处理器电连接。

进一步，所述网络接口模块包括两个网络变压器，每个网络变压器通过限流电阻与所述微处理器电连接。

进一步，所述网络接口模块还包括一个网络接口芯片和两个RJ45接口，所述网络接口芯片分别与两个RJ45接口电连接，每个RJ45接口的发送端、接收端分别与所述电子开关电连接，每个RJ45接口的发送端、接收端分别与一个网络变压器电连接；每个RJ45接口的发送端、接收端分别与一台网关设备电连接。

进一步，所述RJ45接口的发送端中心抽头通过第一电阻与第三电阻的一端电连接，所述RJ45接口的接收端中心抽头通过第二电阻与所述第三电阻的一端电连接，所述第三电阻的另一端通过第一电容接地；所述RJ45接口的空脚通过第四电阻与第六电阻的一端电连接，所述RJ45接口的接地端通过第五电阻与所述第六电阻的一端电连接；所述第六电阻的另一端通过所述第一电容接地。

进一步，所述RJ45接口的第一指示灯接线端负极与第七电阻的一端电连接，所述第七电阻的另一端用于与第一指示灯电连接，所述第七电阻的另一端还与第二电容电连接，所述第二电容的另一端接工作电源负极；所述RJ45接口的第二指示灯接线端负极与第八电阻的一端电连接，所述第八电阻的另一端用于与第二指示灯电连接，所述第八电阻的另一端还与第三电容的一端电连接，所述第三电容的另一端接所述工作电源负极；所述第二电容、第三电容的另一端均通过第四电容与接口电感的一端电连接，所述接口电感的一端还分别与所述RJ45接口的第一指示灯接线端正极、第二指示灯接线端正极电连接，所述接口电感的另一端接工作电源正极。

进一步，所述电子开关包括第一常开继电器和第二常开继电器，所述第一常开继电器、第二常开继电器的线圈的一端均与所述电子开关控制电路电连接，所述第一常开继电器、第二常开继电器的线圈的另一端均通过电感与所述工作电源正极电连接；所述第一常开继电器的常开触点与所述网络接口模块的发送端电连接，所述第二常开继电器的常开触点与所述网络接口模块的接收端电连接。

进一步，所述开关控制电路包括三极管、第一开关电阻、第二开关电阻、第三开关电阻，所述三极管的基极通过所述第一开关电阻接所述工作电源负极，所述三极管的基极还与所述第二开关电阻的一端电连接，所述第二开关电阻的另一端与所述微处理器的控制端电连接；所述三极管的发射极通过所述第三开关电阻接所述工作电源负极，所述三极管的集电极与所述电子开关电连接。

进一步，所述微处理器为单片机；所述网络变压器的型号为11FB-05NL；所述网络接口芯片的型号为KSZ8863RLLI。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本发明提供的网络通信系统，若干个网关设备以菊花链模式进行连接，其中一台网关设备与交换机连接，不仅可以利用有限的信号为多台网关设备提供网络资源；还在某个网关设备断电或死机后，微处理器通过开关控制电路向电子开关发出控制信号，使得网关设备之间仍可以实现通信连接，更好地满足用户的体验。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种网络通信系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型一种网络通信系统的一部分结构框图；

图2是本实用新型一种网络通信系统的另一部分结构框图；

图3是本实用新型中网络变压器与接口网络接口模块的电路原理图；

图4是本实用新型中开关控制电路与电子开关的电路原理图。

附图标号说明：

10—网络接口模块 20—电子开关 30—开关控制电路

50—微处理器 60—网关设备 70—交换机

UA—网络变压器 PA—RJ45接口 R11—第一电阻

R12—第二电阻 R13—第三电阻 R14—第四电阻

R15—第五电阻 R16—第六电阻 R17—第七电阻

R18—第八电阻 C11—第一电容 C12—第二电容

C13—第三电容 C14—第四电容 L11—接口电感

K21—第一常开继电器 K22—第二常开继电器 L21—电感

Q31—三极管 R31—第一开关电阻 R32—第二开关电阻

R33—第三开关电阻 R41、R42、R43、R44、R45、R46—限流电阻

C41—电容

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

如图1、图2所示，一种网络通信系统，包括网络接口模块10、电子开关20、开关控制电路30、微处理器50、若干台网关设备60、交换机70，所述网络接口模块10与所述电子开关20电连接，所述电子开关20与所述开关控制电路30电连接，所述开关控制电路30与所述微处理器50电连接；若干台网关设备60之间以菊花链模式进行连接，一台网关设备60与所述交换机70通信连接，所述交换机70用于与服务器通信连接；每两台网关设备60之间通过所述网络接口模块10通信连接。

进一步，所述网络接口模块10包括两个网络变压器UA，每个网络变压器UA通过限流电阻与所述微处理器电连接；所述网络变压器UA的型号为11FB-05NL，所述微处理器50为单片机。

所述网络变压器UA的输入端1、3通过限流电阻R41、R42与所述微处理器50的发送端电连接，所述网络变压器UA的输入端6、8通过限流电阻R43、R44与所述微处理器50的接收端电连接，所述网络变压器UA的输出端10通过限流电阻R45与电容C41的一端电连接，所述网络变压器UA的输出端15通过限流电阻R46与所述电容C41的一端电连接，所述电容C41的另一端接地。

进一步，所述网络接口模块10还包括一个网络接口芯片和两个RJ45接口，所述网络接口芯片分别与两个RJ45接口电连接，每个RJ45接口PA的发送端、接收端分别与所述电子开关20电连接，每个RJ45接口PA的发送端、接收端分别与一个网络变压器UA电连接；每个RJ45接口PA的发送端、接收端分别与一台网关设备60电连接；所述网络接口芯片的型号为KSZ8863RLLI，所述网络接口芯片未在图中示出。RJ45是布线系统中信息插座(即通信引出端)连接器的一种，连接器由插头(接头、水晶头)和插座(模块)组成。

进一步优选的，所述RJ45接口PA的发送端中心抽头通过第一电阻R11与第三电阻R13的一端电连接，所述RJ45接口PA的接收端中心抽头通过第二电阻R12与所述第三电阻R13的一端电连接，所述第三电阻R13的另一端通过第一电容C11接地；

所述RJ45接口PA的空脚通过第四电阻R14与第六电阻R16的一端电连接，所述RJ45接口PA的接地端通过第五电阻R15与所述第六电阻R16的一端电连接；所述第六电阻R16的另一端通过所述第一电容C11接地。

进一步优选的，所述RJ45接口PA的第一指示灯接线端负极与第七电阻R17的一端电连接，所述第七电阻R17的另一端用于与第一指示灯电连接，所述第七电阻R17的另一端还与第二电容C12电连接，所述第二电容C12的另一端接工作电源负极；

所述RJ45接口PA的第二指示灯接线端负极与第八电阻R18的一端电连接，所述第八电阻R18的另一端用于与第二指示灯电连接，所述第八电阻R18的另一端还与第三电容C13的一端电连接，所述第三电容C13的另一端接所述工作电源负极；

所述第二电容C12、第三电容C13的另一端均通过第四电容C14与接口电感L11的一端电连接，所述接口电感L11的一端还分别与所述RJ45接口PA的第一指示灯接线端正极、第二指示灯接线端正极电连接，所述接口电感L11的另一端接工作电源正极。

进一步优选的，所述电子开关20包括第一常开继电器K21和第二常开继电器K22，所述第一常开继电器K21、第二常开继电器K22的线圈的一端均与所述开关控制电路30电连接，所述第一常开继电器K21、第二常开继电器K22的线圈的另一端均通过电感L21与电源正极电连接；

所述第一常开继电器K21的一对常开触点3、6与一个RJ45接口PA的发送端TD1+、TD1-电连接，所述第一常开继电器K21的另一对常开触点2、7与另一个RJ45接口PA的发送端TD2+、TD2-电连接；

所述第二常开继电器K22的一对常开触点3、6与一个RJ45接口PA的接收端RD1+、RD1-电连接，所述第二常开继电器K22的另一对常开触点2、7与另一个RJ45接口PA的接收端RD2+、RD2-电连接。

进一步优选的，所述开关控制电路30包括三极管Q31、第一开关电阻R31、第二开关电阻R32、第三开关电阻R33，所述三极管Q31的基极通过所述第一开关电阻R31接所述工作电源负极，所述三极管Q31的基极还与所述第二开关电阻R32的一端电连接，所述第二开关电阻R32的另一端与所述微处理器50电连接；

所述三极管Q31的发射极通过所述第三开关电阻R33接电源负极，所述三极管Q31的集电极分别与所述第一常开继电器K21、第二常开继电器K22的线圈的一端电连接。

结合附图图1、图2、图3，对本网络通信系统的工作原理作出进一步的说明，如下：

当网关设备断电或者死机后，两个网络不通过网关设备，通过开启本实用新型中的bypass功能(旁路功能)，也能进行物理上的连接；本方案中的bypass功能通过以下方式触发：

1、电源触发：当设备没有通电时，bypass功能打开；当设备通电后，bypass功能立刻关闭；

2、GPIO(通用输入/输出)控制：通过GPIO来对特定的端口操作，实现对bypass开关的控制；

3、Watchdog(看门狗)控制：通过watchdog来控制GPIO bypass程序的启用与关闭，从而实现对bypass的控制；

GPIO控制和watchdog控制两种方式都是对GPIO进行操作，然后由GPIO来控制硬件上的继电器作出相应的跳转。

菊花链代表一种配线方案，例如设备A不能和设备C直接通信，他们必须通过设备B来中转，设备A和设备B用电缆相连，设备B再用电缆和设备C相连，设备C用电缆和设备D相连，在这种连接方法中不会形成网状的拓扑结构，只有相邻的设备之间才能直接通信，这种方法同样不会形成环路，因为最后一个设备不会连向第一个设备。这种连线方法能够用来传输电力，数字信号和模拟信号。例如交换机/集线器的堆叠方式就可以用菊花链来连接。

WTD6 Modbus网关模块各个模块之间可进行菊花链组网，菊花链最大的好处就是可以利用有限的信号传输线连接多台设备，共享同一服务，而且不存在总线竞争和阻塞等问题。它支持以太网Bypass，预防意外断电导致的系统中断。

当网关设备断电时，第一、第二常开继电器内的开关自动闭合，即将一个RJ45接口的接收端RD直接与另一个RJ45接口的发送端TD导通；当网关设备上电后，第一、第二常开继电器内的开关自动打开，网关设备之间通过网络接口芯片实现通信连接连接。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种网络通信系统，其特征在于：

包括若干台网关设备、交换机、网络接口模块、电子开关、开关控制电路和微处理器；

若干台网关设备之间以菊花链模式进行连接，一台网关设备与所述交换机通信连接，每两台网关设备之间通过所述网络接口模块通信连接；

所述网络接口模块与所述电子开关电连接，所述电子开关与所述开关控制电路电连接，所述开关控制电路与所述微处理器电连接。

2.如权利要求1所述的网络通信系统，其特征在于：

所述网络接口模块包括两个网络变压器，每个网络变压器通过限流电阻与所述微处理器电连接。

3.如权利要求2所述的网络通信系统，其特征在于：

所述网络接口模块还包括一个网络接口芯片和两个RJ45接口，所述网络接口芯片分别与两个RJ45接口电连接，每个RJ45接口的发送端、接收端分别与所述电子开关电连接，每个RJ45接口的发送端、接收端分别与一个网络变压器电连接；每个RJ45接口的发送端、接收端分别与一台网关设备电连接。

4.如权利要求3所述的网络通信系统，其特征在于：

所述RJ45接口的发送端中心抽头通过第一电阻与第三电阻的一端电连接，所述RJ45接口的接收端中心抽头通过第二电阻与所述第三电阻的一端电连接，所述第三电阻的另一端通过第一电容接地；

所述RJ45接口的空脚通过第四电阻与第六电阻的一端电连接，所述RJ45接口的接地端通过第五电阻与所述第六电阻的一端电连接；所述第六电阻的另一端通过所述第一电容接地。

5.如权利要求3所述的网络通信系统，其特征在于：

所述RJ45接口的第一指示灯接线端负极与第七电阻的一端电连接，所述第七电阻的另一端用于与第一指示灯电连接，所述第七电阻的另一端还与第二电容电连接，所述第二电容的另一端接工作电源负极；

所述RJ45接口的第二指示灯接线端负极与第八电阻的一端电连接，所述第八电阻的另一端用于与第二指示灯电连接，所述第八电阻的另一端还与第三电容的一端电连接，所述第三电容的另一端接所述工作电源负极；

所述第二电容、第三电容的另一端均通过第四电容与接口电感的一端电连接，所述接口电感的一端还分别与所述RJ45接口的第一指示灯接线端正极、第二指示灯接线端正极电连接，所述接口电感的另一端接工作电源正极。

6.如权利要求1所述的网络通信系统，其特征在于：

所述电子开关包括第一常开继电器和第二常开继电器，所述第一常开继电器、第二常开继电器的线圈的一端均与所述电子开关控制电路电连接，所述第一常开继电器、第二常开继电器的线圈的另一端均通过电感与所述工作电源正极电连接；

所述第一常开继电器的常开触点与所述网络接口模块的发送端电连接，所述第二常开继电器的常开触点与所述网络接口模块的接收端电连接。

7.如权利要求1所述的网络通信系统，其特征在于：

所述开关控制电路包括三极管、第一开关电阻、第二开关电阻、第三开关电阻，所述三极管的基极通过所述第一开关电阻接所述工作电源负极，所述三极管的基极还与所述第二开关电阻的一端电连接，所述第二开关电阻的另一端与所述微处理器的控制端电连接；

所述三极管的发射极通过所述第三开关电阻接所述工作电源负极，所述三极管的集电极与所述电子开关电连接。

8.如权利要求2所述的网络通信系统，其特征在于：

所述微处理器为单片机；所述网络变压器的型号为11FB-05NL；所述网络接口芯片的型号为KSZ8863RLLI。