CN216290949U - 一种网络中继监听装置及基于环网的中继和监听系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种网络中继监听装置及基于环网的中继和监听系统，应用于通信技术领域，该装置包括对外接口、接口模块和处理器模块，对外接口包括至少两个总线接口、以太网接口和供电接口，以太网接口用于连接上位机，供电接口用于连接供电电源，接口模块包括接口芯片，各总线接口分别与接口芯片连接，接口芯片与处理器模块连接，处理器模块用于将通过接口芯片接收的至少两个总线接口的其中之一的通信数据，并通过接口芯片转发至至少两个总线接口的其中另一。本装置能够实现通信数据的中继转发，将原本一条较长的连接线缆分割为至少两条较短的连接线缆，进而有效避免因为信号衰减导致的数据传输失败的问题，满足实际测试需求。

Description

一种网络中继监听装置及基于环网的中继和监听系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种网络中继监听装置及基于环网的中继和监听系统。

背景技术

在设备测试领域，很多测试场景要求尽可能还原待测试设备的真实应用环境，从而获得更为准确、可靠的测试数据。

以飞机航电系统为例，飞机航电系统广泛采用1394b总线进行通信，在对飞机航电系统或者系统中某个待测试设备进行测试时，需要使用1394b线缆搭建相应的网络架构，之后才能进行相关的测试工作。

然而，由于需要搭建真实的网络架构，设备之间的连接线缆有时会非常长，在通过线缆进行数据传输时，经常出现因为连接线缆长度过长、信号衰减严重而无法有效进行数据传输，导致无法进行测试，难以满足实际测试需求。

实用新型内容

本实用新型提供一种网络中继监听装置及基于环网的中继和监听系统，在任意间隔较远的设备之间串联网络中继监听装置，通过网络中继监听装置实现通信数据的中继转发，不再需要使用长度过长的线缆，从而避免因为信号衰减而导致的数据传输失败的问题，进而满足实际测试需求。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

第一方面，本实用新型提供一种网络中继监听装置，包括：对外接口、接口模块和处理器模块，其中，

所述对外接口包括：至少两个总线接口、以太网接口和供电接口，

所述接口模块包括：接口芯片；

各所述总线接口分别与所述接口芯片连接；

所述以太网接口用于连接上位机；

所述供电接口用于连接供电电源；

所述处理器模块与所述接口芯片连接；

所述处理器模块用于将通过所述接口芯片接收的所述至少两个总线接口的其中之一的通信数据，通过所述接口芯片转发至所述至少两个总线接口的其中另一。

可选的，所述至少两个总线接口包括三个总线接口，其中，

所述三个总线接口中的任意两个与所述接口芯片连接。

可选的，所述接口模块还包括：接口变压器，其中，

各所述总线接口分别经所述接口变压器与所述接口芯片连接。

可选的，本实用新型提供的网络中继监听装置，还包括：以太网模块，其中，

所述以太网模块包括以太网芯片和RJ45网口；

所述以太网芯片和所述RJ45网口连接；

所述以太网芯片与所述处理器模块连接，所述RJ45网口经所述以太网接口与上位机连接。

可选的，所述以太网模块还包括：以太网变压器，其中，

所述以太网变压器连接于所述以太网芯片与所述RJ45网口之间。

可选的，本实用新型提供的网络中继监听装置，还包括：供电系统模块，其中，

所述供电系统模块的输入端通过所述供电接口与供电电源连接，所述供电系统模块的输出端分别与所述接口模块、所述处理器模块以及所述以太网模块连接。

可选的，所述总线接口包括1394b网络接口。

可选的，所述处理器模块包括：主处理器、时钟模块和存储模块，其中，

所述主处理器与所述接口模块连接；

所述时钟模块和所述存储模块分别与所述主处理器连接。

可选的，所述主处理器基于可编程逻辑器件FPGA实现。

第二方面，本实用新型提供一种基于环网的中继和监听系统，包括：多台真件设备、环网线缆和至少一台本实用新型第一方面任一项所述的网络中继监听装置，其中，

所述环网线缆将多台所述真件设备和所述网络中继监听装置连接；

所述网络中继监听装置设置于多台所述真件设备中的两台所述真件设备之间并且串联连接，以避免两台所述真件设备之间直接通过线缆连接导致的通信异常；

其中，所述网络中继监听装置的至少两个总线接口中的任意两个与两台所述真件设备串联连接；

所述网络中继监听装置的以太网接口实现监测通信数据，通过所述网络中继监听装置的接口芯片检测所述真件设备的数据并通过以太网接口实时上传检测到的数据。

本实用新型提供的网络中继监听装置，包括对外接口、接口模块和处理器模块，对外接口包括至少两个总线接口、以太网接口和供电接口，其中，以太网接口用于连接上位机，供电接口用于连接供电电源，接口模块包括接口芯片，各总线接口分别与接口芯片连接，接口芯片与处理器模块连接，处理器模块用于将通过接口芯片接收的至少两个总线接口的其中之一的通信数据，并通过接口芯片转发至至少两个总线接口的其中另一。通过本实用新型提供的网络中继监听装置能够实现通信数据的中继转发，将原本一条较长的连接线缆分割为至少两条较短的连接线缆，可以有效缩短连接线缆的长度，进而有效避免因为信号衰减导致的数据传输失败的问题，满足实际测试需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内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。

图1是本实用新型实施例提供的第一种网络中继监听装置的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的第二种网络中继监听装置的结构框图；

图3是本实用新型实施例提供的第三种网络中继监听装置的结构框图；

图4是本实用新型实施例提供的第四种网络中继监听装置的结构框图；

图5是本实用新型实施例提供的第五种网络中继监听装置的结构框图；

图6是本实用新型实施例提供的第六种网络中继监听装置的结构框图；

图7是本实用新型实施例提供的第七种网络中继监听装置的结构框图；

图8是本实用新型实施例提供的基于环网的中继和监听系统的应用场景示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1，图1是本实用新型实施例提供的第一种网络中继监听装置的结构框图，本实用新型实施例提供的网络中继监听装置包括：接口模块10、处理器模块20和对外接口30，其中，

对外接口30包括至少两个总线接口310(图1中包括两个总线接口，以总线接口1和总线接口2示出)、以太网接口320和供电接口430，接口模块10包括接口芯片。其中，各总线接口310分别与接口模块10包括的接口芯片相连；以太网接口320用于连接上位机，供电接口430用于连接供电电源，对于以太网接口320和供电接口430与网络中继监听装置内其余构成部分的具体连接关系，将在后续内容中展开，此处暂不详述。

可以理解的是，在实际应用中，总线接口310分别与网络架构中的连接线缆相连，也可以理解为本实施例提供的网络中继监听装置通过总线接口310串联于网络架构中。

进一步的，在绝大部分应用场景中，对外接口30中设置有两个总线接口310即可，即图1所示的总线接口1和总线接口2，当然，考虑到设备的可靠性，作为一种优选的实施方式，总线接口310可以设置三个，其中的任意两个与接口芯片连接，另外一个作为冗余备份，在需要时使用。

可选的，在应用于1394b环网架构测试时，总线接口310可以选用1394b网络接口，比如，1394b标准的9pin方头接口。

处理器模块20经接口芯片分别与各总线接口310连接。接口芯片主要用于通信数据的传输，具体的，以图1所示为例，接收总线接口1从网络架构获取的通信数据，然后将所得通信数据发送至处理器模块20，处理器模块20进一步将所得通信数据通过接口芯片转发至总线接口2，最终通过总线接口2发送回网络架构。也就是说，本实施例提供的处理模块20，能够将通过接口芯片接收的至少两个总线接口310的其中之一的通信数据，通过接口芯片转发至至少两个总线接口的其中另一个总线接口。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的网络中继监听装置，不会对网络架构的通信数据进行任何修改，只是起到中继转发的作用，而且，处理器模块20接收通信数据并将通信数据再次发送的操作，是基于现有技术实现的，本实用新型对于处理器模块20转发通信数据的控制过程并未做出改进。

进一步的，结合图2所示，接口模块10在包括接口芯片110的基础上，还可以进一步设置接口变压器120，各总线接口310分别与接口变压器120的一端连接，接口变压器120的另一端与接口芯片110连接。接口变压器120主要起到保护、隔离的作用，有助于网络中继监听装置的可靠运行。

综上所述，通过本实用新型提供的网络中继监听装置能够实现通信数据的中继转发，将原本一条较长的连接线缆分割为至少两条较短的连接线缆，可以有效缩短连接线缆的长度，进而有效避免因为信号衰减导致的数据传输失败的问题，满足实际测试需求。

可选的，参见图3，图3是本实用新型实施例提供的第三种网络中继监听装置的结构框图，在前述任一实施例的基础上(以图2所示实施例为例)，本实施例提供的网络中继监听装置，还包括：以太网模块40，其中，

如图3所示，以太网模块40包括以太网芯片410和FJ45网口420，其中，以太网芯片410的一端和RJ45网口420连接，以太网芯片410的另一端与处理器模块20连接，RJ45网口420经对外接口30中的以太网接口320与上位机(图中未示出)连接。

与前述实施例中的接口芯片110的功能类似，本实施例述及的以太网芯片410同样起到接收数据以及发送数据的作用，具体的，获取处理器模块20转发的通信数据，将所得通信数据经FJ45网口420以及以太网接口320发送至上位机，即以太网模块40可以将处理器模块20转发的通信数据经以太网接口320同步上传至上位机，进一步由上位机实现通信数据传输过程的监听，相应的，上位机也可以通过相同路径向处理器模块20发送控制指令或其他需要传输的数据。

进一步的，参见图4，图4是本实用新型实施例提供的第四种网络中继监听装置的结构框图，在图3所示实施例的基础上，本实施例给出以太网模块40的另一种可选构成，与图3所示实施例相比，本实施例通过的以太网模块还包括以太网变压器430。

如图4所示，以太网变压器430的一端与以太网芯片410连接，以太网变压器430的另一端则与FJ45网口420连接，即以太网变压器430连接于以太网芯片410和FJ45网口420之间，通过以太网变压器430，可以实现信号增强和隔离保护的作用。

可选的，参见图5，图5是本实用新型实施例提供的第五种网络中继监听装置的结构框图，在上述任一实施例的基础上(以图4所示实施例为例)，本实施例提供的网络中继监听装置还包括：供电系统模块50。

如图5所示，供电系统模块50的输出端分别与接口模块10、处理器模块20以及以太网模块40连接，供电系统模块50的输入端与经供电接口330与供电电源(图中未示出)连接，通过供电系统模块50可以将供电电源的电能转换为输出端连接的各模块适配的工作电压。在实际应用中，所需工作电压大致包括1V、1.8V以及3.3V等几种电压等级，当然，具体选用的芯片不同，所需的工作电压还可能包括其他等级，此处不再一一列举。

进一步的，图6所示实施例示出处理器模块20的可选构成，在图6所示实施例中，处理器模块20包括主处理器210、时钟模块220和存储模块230，其中，

主处理器210与接口模块10连接，具体的，与接口模块10中的接口芯片110连接。进一步的，在包括以太网模块40的情况下，主处理器210还与以太网模块40的以太网芯片410连接，可选的，主处理器210可以基于FPGA实现，主要用于通信数据转发以及接口芯片110和以太网芯片410的工作模式配置。

时钟模块220和存储模块230分别与主处理器210连接。其中，时钟模块220可以为主处理器210提供运行所需的时钟信号，而存储模块230则用于存储装置的相关配置信息。

下面在图6所示实施例的基础上，给出一种网络中继装置的具体实现方式，本实施例提供的网络中继装置，主要用于基于1394b总线协议搭建的网络架构中，因此，在前述实施例中述及的各个部件的选型上，以满足1394b通信要求为前提。

具体的，接口模块主要包括1394b专用的接口变压器TM1062TX3DUA和1394b接口芯片TSB41BA3BTPFPEP，与接口芯片相连的各个总线接口选用1394b标准的9pin方头插座连接器，如图7所以，分别为PORT1、PORT2和PORT3，通过总线接口实现设备接入总线网络执行中继作用。

处理器模块中的主处理器基于FPGA实现，具体的，FPGA模块可以采用XC7K160T芯片，用于1394b接口芯片的模式配置以及信号监听，存储模块选用MX25L6406EM2I-12G型Flash存储器实现，可以存储设备配置信息等相关内容。

以太网模块由以太网芯片88E1111和以太网变压器HX5004NL以及RJ45网口组成，可以实现1394b总线监听数据的上传。

供电系统模块可以基于LTM4644芯片实现，通过供电接口接收供电电源，将外部输入的5V供电电压转换为1V、1.8V、3.3V工作电压为整个装置供电。

可选的，本实用新型还提供一种基于环网的中继和监听系统，包括多台真件设备、环网线缆和至少一台前述任一项实施例提供的网络中继监听装置，其中，

环网线缆将多台真件设备和网络中继监听装置连接；

网络中继监听装置设置于多台真件设备中的两台真件设备之间并且串联连接，以避免两台真件设备之间直接通过线缆连接导致的通信异常；

其中，网络中继监听装置的至少两个总线接口中的任意两个与两台真件设备串联连接；

网络中继监听装置的以太网接口实现监测通信数据，通过网络中继监听装置的接口芯片检测真件设备的数据并通过以太网接口实时上传检测到的数据。

结合上述实施例提供的中继和监听系统，参见图8，图8是本实用新型实施例提供的一种基于环网的中继和监听系统的应用场景示意图，在图8所示应用示例中，A、B、C、D、E、F分别表示1394b环网线缆，在该网络架构中，如果没有本实用新型提供的网络中继监听装置，惯导设备和RTU设备要通过28米的1394b环网线缆进行连接，实际试验过程出现两种设备之间通信异常，不能满足试验要求，将本实用新型提供的网络中继监听装置的port1和port2接入(参见图7)，通过中继监听装置实现数据信号的增强，避免由于距离较长信号质量不好数据会有丢失，进而可以实现两种真件设备之间可以正常通信。

进一步的，通过本实用新型提供的网络中继监听装置的以太网模块，还可将通信数据上传至上位机，实现对通信数据的实施监测。

进一步的，本实施例提供的网络中继监听装置还可以级联使用，解决更长距离的数据传输问题。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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 (10)

1.一种网络中继监听装置，其特征在于，包括：对外接口、接口模块和处理器模块，其中，

所述对外接口包括：至少两个总线接口、以太网接口和供电接口，

所述接口模块包括：接口芯片；

各所述总线接口分别与所述接口芯片连接；

所述以太网接口用于连接上位机；

所述供电接口用于连接供电电源；

所述处理器模块与所述接口芯片连接；

所述处理器模块用于将通过所述接口芯片接收的所述至少两个总线接口的其中之一的通信数据，通过所述接口芯片转发至所述至少两个总线接口的其中另一。

2.根据权利要求1所述的网络中继监听装置，其特征在于，所述至少两个总线接口包括三个总线接口，其中，

所述三个总线接口中的任意两个与所述接口芯片连接。

3.根据权利要求1所述的网络中继监听装置，其特征在于，所述接口模块还包括：接口变压器，其中，

各所述总线接口分别经所述接口变压器与所述接口芯片连接。

4.根据权利要求1所述的网络中继监听装置，其特征在于，还包括：以太网模块，其中，

所述以太网模块包括以太网芯片和RJ45网口；

所述以太网芯片和所述RJ45网口连接；

所述以太网芯片与所述处理器模块连接，所述RJ45网口经所述以太网接口与上位机连接。

5.根据权利要求4所述的网络中继监听装置，其特征在于，所述以太网模块还包括：以太网变压器，其中，

所述以太网变压器连接于所述以太网芯片与所述RJ45网口之间。

6.根据权利要求4所述的网络中继监听装置，其特征在于，还包括：供电系统模块，其中，

所述供电系统模块的输入端通过所述供电接口与供电电源连接，所述供电系统模块的输出端分别与所述接口模块、所述处理器模块以及所述以太网模块连接。

7.根据权利要求1所述的网络中继监听装置，其特征在于，所述总线接口包括1394b网络接口。

8.根据权利要求1-7任一项所述的网络中继监听装置，其特征在于，所述处理器模块包括：主处理器、时钟模块和存储模块，其中，

所述主处理器与所述接口模块连接；

所述时钟模块和所述存储模块分别与所述主处理器连接。

9.根据权利要求8所述的网络中继监听装置，其特征在于，所述主处理器基于可编程逻辑器件FPGA实现。

10.一种基于环网的中继和监听系统，其特征在于，包括：多台真件设备、环网线缆和至少一台权利要求1-9任一项所述的网络中继监听装置，其中，

所述环网线缆将多台所述真件设备和所述网络中继监听装置连接；

所述网络中继监听装置设置于多台所述真件设备中的两台所述真件设备之间并且串联连接，以避免两台所述真件设备之间直接通过线缆连接导致的通信异常；

其中，所述网络中继监听装置的至少两个总线接口中的任意两个与两台所述真件设备串联连接；

所述网络中继监听装置的以太网接口实现监测通信数据，通过所述网络中继监听装置的接口芯片检测所述真件设备的数据并通过以太网接口实时上传检测到的数据。

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