CN219761215U - 一种多网络通道冗余采集器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多网络通道冗余采集器，涉及数据采集器技术领域，包括多个用于采集不同网络链路输入信号的网络接口、用于检测信号是否中断并基于检测结果切换传输数据的网络接口的检测切换电路以及为检测切换电路中的元器件供电的电源电路，多个网络接口可以接收有线信号或无线信号，并将采集到的数据输出给检测切换电路，检测切换电路实时检测该路信号是否中断或信号强弱，并基于检测结果输出另一个网络接口的信号，可以在当前网络接口的信号由于环境或自身信号原因中断或信号过于微弱时，将另一路网络接口的输入信号输出，实现了两类不同网络通道的冗余配置，可以应对各种复杂、恶劣的外部环境，保障了数据持续传输的安全性与稳定性。

Description

一种多网络通道冗余采集器

技术领域

本申请涉及数据采集器的领域，尤其是涉及一种多网络通道冗余采集器。

背景技术

随着物联网的发展，采集器在各个场合得到了广泛的应用，如一些场合的温度、湿度、烟感、门禁等都需要采集器，对传感器采集到的温度数据等进行获取。

目前现有的采集器一般采用专线网络或者是无线网络的方式发送数据，部分采集器虽然也支持冗余链路，但是只局限于多路的专线或多路的无线，当遇到环境因素导致信号不好或者是外部因素导致光纤链路破坏，还是会出现链路信号传输中断的问题，数据的中断传输很有可能造成数据异常显示，更严重的情况下还会造成数据不完整或丢失。

实用新型内容

为了保证数据采集的稳定性，本申请提供一种多网络通道冗余采集器。

本申请提供的一种多网络通道冗余采集器，采用如下的技术方案：

一种多网络通道冗余采集器，包括：

多个网络接口，分别用于采集不同网络链路的输入信号；

检测切换电路，与多个所述网络接口信号连接，包括用于对所述输入信号预处理的信号处理电路、用于检测各路所述输入信号是否中断的信号检测电路以及基于检测结果切换所述网络接口的开关电路；

电源电路，与所述检测切换电路中的元器件电连接，为元器件供电。

通过采用上述技术方案，多个网络接口可以接收有线信号或无线信号，并将采集到的数据输出给检测切换电路，检测切换电路中的预处理电路对输入信号进行预处理，实时检测该路信号是否中断或信号强弱，并将检测结果输出给开关电路，开关电路基于检测结果输出其中一个网络接口的信号，可以在当前网络接口的信号由于环境或自身信号原因中断或信号过于微弱时，将另一路网络接口的输入信号输出，实现了两类不同网络通道的冗余配置，可以应对各种复杂、恶劣的外部环境；通过开关电路可以实现不同网络通道的快速切换，保障数据持续传输的安全性与稳定性。

可选的，所述网络接口配置为两组，分别配置为无线网络接口以及专线网络接口；

所述多网络通道冗余采集器还包括用于指定两组网络接口分别为主链路以及备用链路的拨码开关，所述检测切换电路接收并检测所述主链路输入的输入信号，并基于检测结果输出主链路或备用链路输入的电信号。

通过采用上述技术方案，操作人员可以通过拨码开关输入指令将无线或专线网络接口设置为日常使用的主链路，通常将专线网络接口作为主链路，具有更好的稳定性，检测切换电路只需检测主链路的输入信号是否中断或过于微弱，当日常使用的主链路信号中断或过于微弱时，接收备用链路的信号，保证数据持续传输的安全性与稳定性；可以人工指定主、备用链路，增强了多网络通道冗余采集器的实用性。

可选的，所述拨码开关还用于接收手动切换信号；

所述拨码开关的信号输出端与所述开关电路控制连接，所述开关电路基于所述手动切换信号切换所述网络接口。

通过采用上述技术方案，操作人员可以在拨码开关处输入手动切换信号，人工控制开关选通主、备用链路，输出主、备用链路中传输的电信号。

可选的，所述无线网络接口与信号检测电路、专线网络接口与信号检测电路之间均设置有信号处理电路；

所述信号处理电路包括用于检测所述输入信号的检波电路以及用于对所述输入信号进行放大处理的放大电路。

通过采用上述技术方案，无线信号以及专线信号在检测比较之前均需要进行信号的预处理，采用检波器等电路对输入信号进行检测，将模拟信号转换为直流信号或低频交流信号，采用放大器对检测到的输入信号进行放大处理，以增强信号的强度，还增加信号的幅度或功率，方便后续进行信号检测。

可选的，所述信号处理电路还包括数模转换电路以及用于对输入信号进行滤波处理的滤波电路。

通过采用上述技术方案，数模转换电路将网络接口中传输的数字信号转化成便于检测波形的模拟信号，在放大器之后，信号可能会包含一些噪声或干扰成分，这些噪声或干扰成分可能会影响信号的质量或准确性，因此，通常需要对信号进行滤波，以去除不必要的成分，提高信号的信噪比和准确性。

可选的，所述信号检测电路配置为相位比较器，所述相位比较器分别接收多个所述网络接口采集的输入信号，并向所述开关电路输出检测结果。

通过采用上述技术方案，相位比较器比较输入信号与输入的基准信号的相位差，从而确定哪个信号的相位更接近于输出信号的相位。在比较过程中，相位比较器会将两个输入信号分别输入到一个相移电路中，生成相位差电压，然后再将相位差电压输入到一个比较器中，产生一个输出电压，表示两个输入信号的相位差大小，将该链路中信号是否中断或过于微弱转换为一个输出电压信号，便于开关电路基于该电压信号进行相应的处理。

可选的，所述开关电路配置为CMOS模拟开关电路，所述CMOS模拟开关电路的信号输入端分别与多个所述网络接口信号连接，CMOS模拟开关电路的控制输入端与所述信号检测电路的输出端信号连接，所述CMOS模拟开关电路的信号输出端作为所述多网络通道冗余采集器的信号输出端；

所述CMOS模拟开关电路接收并响应于所述信号检测电路输出的检测结果，输出不同信号输入端的电信号。

通过采用上述技术方案，CMOS模拟开关电路可以基于控制输入端输入电平的高低进行两路输入的选通，实现两路信号的自动切换，在一路链路信号中断或微弱时，自动选通至另一链路，保障了数据传输的稳定性。

可选的，所述多网络通道冗余采集器还包括用于保证数据时间戳准确性的时钟电路。

通过采用上述技术方案，时钟电路用于提供时间校准服务，保障采集数据时间戳的准确性。

可选的，所述多网络通道冗余采集器还包括用于存储相关数据的数据存储模块，所述数据存储模块分别与多个所述网络接口以及信号检测电路数据连接，接收并存储所述输入信号以及检测结果。

通过采用上述技术方案，数据存储模块将多个网络接口传输的数据进行存储，同时接收并存储信号检测电路输出的检测结果，方便在后续检修中断信号时对历史数据进行调取。

可选的，所述多网络通道冗余采集器采用RS485串口通讯。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、多个网络接口可以接收有线信号或无线信号，并将采集到的数据输出给检测切换电路，检测切换电路中的预处理电路对输入信号进行预处理，实时检测该路信号是否中断或信号强弱，并将检测结果输出给开关电路，开关电路基于检测结果输出其中一个网络接口的信号，可以在当前网络接口的信号由于环境或自身信号原因中断或信号过于微弱时，将另一路网络接口的输入信号输出，实现了两类不同网络通道的冗余配置，可以应对各种复杂、恶劣的外部环境；

2、通过CMOS模拟开关电路可以实现不同网络通道的快速、自动切换，保障数据持续传输的安全性与稳定性；

3、通过拨码开关输入指令可以人工指定主、备用链路，增强了多网络通道冗余采集器的实用性，操作人员还可以在拨码开关处输入手动切换信号，人工控制开关选通主、备用链路，输出主、备用链路中传输的电信号。

附图说明

图1是本申请的模块示意图；

图2是本申请检测切换电路的示意图。

附图标记：1、网络接口；2、检测切换电路；21、信号处理电路；22、信号检测电路；23、开关电路；3、电源电路；4、拨码开关；5、时钟电路；6、数据存储模块。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种多网络通道冗余采集器。参照图1，多网络通道冗余采集器包括多个用于采集不同网络链路输入信号的网络接口1、用于检测信号是否中断并基于检测结果切换传输数据的网络接口1的检测切换电路2以及为检测切换电路2中的元器件供电的电源电路3。多个网络接口1可以接收有线信号或无线信号，并将采集到的数据输出给检测切换电路2，检测切换电路2实时检测该路信号是否中断或信号强弱，并基于检测结果输出其中一个网络接口1的信号，可以在当前网络接口1的信号由于环境或自身信号原因中断或信号过于微弱时，将另一路网络接口1的输入信号输出，实现了两类不同网络通道的冗余配置，可以应对各种复杂、恶劣的外部环境，保障了数据持续传输的安全性与稳定性。

具体的，如图1所示，网络接口1配置为两组，分别配置为无线网络接口1以及专线网络接口1，在日常使用中，专线网络接口1作为日常使用的主链路，具有更好的稳定性，无线网络接口1作为备用链路。

所述多网络通道冗余采集器还包括用于指定两组网络接口1分别为主链路以及备用链路的拨码开关4，操作人员可以通过拨码开关4输入指令将无线或专线网络接口1设置为主链路，检测切换电路2接收并检测主链路输入的输入信号，并基于检测结果输出主链路或备用链路输入的电信号，即当主链路信号中断或过于微弱时，接收并输出备用链路的信号，保证数据持续传输的安全性与稳定性。

为了增强多网络通道冗余采集器的实用性，操作人员可以在拨码开关4处输入手动切换信号，人工控制开关选通主、备用链路，输出主、备用链路中传输的电信号，拨码开关4接收人工输入的手动切换信号，并将其输出给检测切换电路2，检测切换电路2基于手动切换信号切换网络接口1。

详述的，如图2所示，检测切换电路2包括用于对不同网络接口1的输入信号预处理的信号处理电路21、用于检测各路输入信号是否中断的信号检测电路22以及基于检测结果切换所述网络接口1的开关电路23。

在本申请实施方式中，无线网络接口1与信号检测电路22、专线网络接口1与信号检测电路22之间均设置有信号处理电路21，信号处理电路21包括数模转换电路、用于检测输入信号的检波电路、用于对输入信号进行放大处理的放大电路以及用于对输入信号进行滤波处理的滤波电路。

其中，数模转换电路可以具体配置为数模转换器，将网络接口1中的数字信号转换为可以被检波电路识别的模拟信号，检波电路可以具体配置为二极管检波器，作用是将模拟信号转换为直流信号或低频交流信号，以便进行后续的放大、滤波或数字化处理。放大电路可以具体配置为差分放大器，增强信号的强度，还增加信号的幅度或功率，方便后续进行信号检测，在放大器之后，信号可能会包含一些噪声或干扰成分，这些噪声或干扰成分可能会影响信号的质量或准确性，因此，需要对信号进行滤波，以去除不必要的成分，提高信号的信噪比和准确性，滤波电路可以具体配置为低通滤波器。

信号检测电路22可以配置为相位比较器，相位比较器分别接收多个网络接口1采集的输入信号，并向开关电路23输出检测结果，相位比较器比较输入信号与设定的基准信号的相位差，从而确定哪个信号的相位更接近于输出信号的相位，基准信号可以通过PWM调制处理后产生。在比较过程中，相位比较器会将两个输入信号分别输入到一个相移电路中，生成相位差电压，然后再将相位差电压输入到一个比较器中，产生一个输出电压，表示两个输入信号的相位差大小，将该链路中信号是否中断或过于微弱转换为一个输出电压信号，便于开关电路23基于该电压信号进行相应的处理。

所述开关电路23配置为CMOS模拟开关电路，CMOS模拟开关电路的信号输入端分别与两组网络接口1信号连接，CMOS模拟开关电路的控制输入端与相位比较器的输出端信号连接，CMOS模拟开关电路的信号输出端作为多网络通道冗余采集器的信号输出端，CMOS模拟开关电路接收并响应于信号检测电路22输出的检测结果，输出不同信号输入端的电信号。

CMOS模拟开关电路具体包括一个二选一模拟开关，它提供了一个模拟多路复用器，具有一个数字选择输入S，两个独立的输入Y0、Y1和一个公共输出Z，基于数字选择输入S输入电平的高低，公共输出Z输出Y0或Y1的信号。实现两路信号的自动切换，在一路链路信号中断或微弱时，自动选通至另一链路，保障了数据传输的稳定性。

所述多网络通道冗余采集器还包括时钟电路5，用于提供时间校准服务，保障了采集数据时间戳的准确性，所述多网络通道冗余采集器还包括数据存储模块6，用于存储相关数据，数据存储模块6分别与两路网络接口1以及信号检测电路22数据连接，接收并存储所述输入信号以及检测结果，方便在后续检修中断信号时对历史数据进行调取。

所述多网络通道冗余采集器采用RS485串口通讯，进行数据传输，电源电路3配置为一个24V/1A的直流稳压电源模块。

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)

1.一种多网络通道冗余采集器，其特征在于，包括：

多个网络接口(1)，分别用于采集不同网络链路的输入信号；

检测切换电路(2)，与多个所述网络接口(1)信号连接，包括用于对所述输入信号预处理的信号处理电路(21)、用于检测各路所述输入信号是否中断的信号检测电路(22)以及基于检测结果切换所述网络接口(1)的开关电路(23)；

电源电路(3)，与所述检测切换电路(2)中的元器件电连接，为元器件供电。

2.根据权利要求1所述的多网络通道冗余采集器，其特征在于，所述网络接口(1)配置为两组，分别配置为无线网络接口(1)以及专线网络接口(1)；

所述多网络通道冗余采集器还包括用于指定两组网络接口(1)分别为主链路以及备用链路的拨码开关(4)，所述检测切换电路(2)接收并检测所述主链路输入的输入信号，并基于检测结果输出主链路或备用链路输入的电信号。

3.根据权利要求2所述的多网络通道冗余采集器，其特征在于，所述拨码开关(4)还用于接收手动切换信号；

所述拨码开关(4)的信号输出端与所述开关电路(23)控制连接，所述开关电路(23)基于所述手动切换信号切换所述网络接口(1)。

4.根据权利要求2所述的多网络通道冗余采集器，其特征在于，所述无线网络接口(1)与信号检测电路(22)、专线网络接口(1)与信号检测电路(22)之间均设置有信号处理电路(21)；

所述信号处理电路(21)包括用于检测所述输入信号的检波电路以及用于对所述输入信号进行放大处理的放大电路。

5.根据权利要求4所述的多网络通道冗余采集器，其特征在于，所述信号处理电路(21)还包括数模转换电路以及用于对输入信号进行滤波处理的滤波电路。

6.根据权利要求1所述的多网络通道冗余采集器，其特征在于，所述信号检测电路(22)配置为相位比较器，所述相位比较器分别接收多个所述网络接口(1)采集的输入信号，并向所述开关电路(23)输出检测结果。

7.根据权利要求1所述的多网络通道冗余采集器，其特征在于，所述开关电路(23)配置为CMOS模拟开关电路，所述CMOS模拟开关电路的信号输入端分别与多个所述网络接口(1)信号连接，CMOS模拟开关电路的控制输入端与所述信号检测电路(22)的输出端信号连接，所述CMOS模拟开关电路的信号输出端作为所述多网络通道冗余采集器的信号输出端；

所述CMOS模拟开关电路接收并响应于所述信号检测电路(22)输出的检测结果，输出不同信号输入端的电信号。

8.根据权利要求1所述的多网络通道冗余采集器，其特征在于，所述多网络通道冗余采集器还包括用于保证数据时间戳准确性的时钟电路(5)。

9.根据权利要求1所述的多网络通道冗余采集器，其特征在于，所述多网络通道冗余采集器还包括用于存储相关数据的数据存储模块(6)，所述数据存储模块(6)分别与多个所述网络接口(1)以及信号检测电路(22)数据连接，接收并存储所述输入信号以及检测结果。

10.根据权利要求1所述的多网络通道冗余采集器，其特征在于，所述多网络通道冗余采集器采用RS485串口通讯。