一種通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置。該裝置包括主控MCU、內(nèi)部振蕩器模塊、非易失性存儲器模塊、RS-232模塊、復(fù)位電路模塊、電源開關(guān)控制模塊、以太網(wǎng)MAC控制器模塊、外部晶振模塊和網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊，主控MCU采用ARM微處理器，內(nèi)部振蕩器模塊采用主控MCU內(nèi)部自帶的振蕩器產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘，非易失性存儲器模塊采用主控MCU內(nèi)部自帶的FLASH存儲器，RS-232模塊、復(fù)位電路模塊、電源開關(guān)控制模塊、以太網(wǎng)MAC控制器模塊與主控MCU連接，外部晶振模塊、網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊與以太網(wǎng)MAC控制器模塊連接。本實(shí)用新型對實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)提供了一個很好的解決方案，在數(shù)據(jù)通信【技術(shù)領(lǐng)域】具有很好的實(shí)用價值。
【專利說明】—種通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，用于對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備進(jìn)行通信死機(jī)檢測及恢復(fù)，屬于數(shù)據(jù)通信【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備正常工作是維持通信正常的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)之一。網(wǎng)絡(luò)通信異常往往是由于網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)引起的，而網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備本身并無硬件故障，只要對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備進(jìn)行重上電就可以恢復(fù)正常工作。對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的通信死機(jī)檢測，一般采用硬件電路檢測法或應(yīng)用軟件診斷法。硬件電路檢測法通過設(shè)計專門的硬件電路進(jìn)行通信死機(jī)檢測，該方法的缺點(diǎn)是檢測到通信死機(jī)后需要人工干預(yù)，對無人值守的場合不太適用。應(yīng)用軟件診斷法通過在網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備中配置專門的軟件模塊進(jìn)行通信死機(jī)檢測，當(dāng)檢測到通信死機(jī)時使網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備自復(fù)位，該種方法的缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備自復(fù)位是一種熱啟動方式，不是直接斷電的冷啟動方式，有些時候重新熱啟動后不能恢復(fù)正常工作。而且，上述兩種網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的通信死機(jī)檢測方法都不通用，不同廠家的方法只能應(yīng)用于自己生產(chǎn)的產(chǎn)品之中，在實(shí)際工程應(yīng)用中通用性不強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，采用軟硬件相結(jié)合的方法，能夠主動、快速地檢測出網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)并進(jìn)行恢復(fù)，適用于不同的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，有人值守和無人值守的場合都可應(yīng)用。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，其包括主控MCU、內(nèi)部振蕩器模塊、非易失性存儲器模塊、RS-232模塊、復(fù)位電路模塊、電源開關(guān)控制模塊，還包括以太網(wǎng)MAC控制器模塊、外部晶振模塊和網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊。其中:
[0006]所述的RS-232模塊、復(fù)位電路模塊、電源開關(guān)控制模塊、以太網(wǎng)MAC控制器模塊與主控MCU連接；所述的外部晶振模塊、網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊與以太網(wǎng)MAC控制器模塊連接；
[0007]所述的主控MCU采用恩智浦半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的ARM微處理器LPC1114F ；
[0008]所述的內(nèi)部振蕩器模塊采用主控MCU內(nèi)部自帶的振蕩器產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘；所述的非易失性存儲器模塊采用主控MCU內(nèi)部自帶的FLASH存儲器；
[0009]所述的RS-232模塊采用Sipex公司生產(chǎn)的RS-232收發(fā)器模塊SP3232EEN，與主控MCU連接；
[0010]所述的電源開關(guān)控制模塊為繼電器，用于控制網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的電源通斷，由主控MCU進(jìn)行控制；
[0011]所述的以太網(wǎng)MAC控制器模塊采用DAVICOM公司生產(chǎn)的以太網(wǎng)MAC控制器DM9000CEP,與主控MCU連接；
[0012]所述的網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊采用漢仁科技公司生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)變壓器HR911105A，與以太網(wǎng)MAC控制器模塊連接。
[0013]本實(shí)用新型所述的通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置的工作流程為:按定時發(fā)送數(shù)據(jù)幀間隔時間連續(xù)向網(wǎng)絡(luò)中某臺計算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，如通信正常則將通信狀態(tài)初始化；如通信異常則記錄通信異常持續(xù)時間，并比較通信異常持續(xù)時間與通信異常允許持續(xù)時間的大小，如二者相等，則判斷為網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)時，對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備進(jìn)行重上電；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備經(jīng)過重上電后不能恢復(fù)正常，則經(jīng)過再次恢復(fù)間隔時間后，再次對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備進(jìn)行重上電，周而復(fù)始，直到網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備恢復(fù)正
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[0014]綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，能夠主動、快速地檢測出網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)并進(jìn)行恢復(fù)，適用于不同的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，有人值守和無人值守的場合都可應(yīng)用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)的時候，對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備進(jìn)行重上電使設(shè)備恢復(fù)正常；當(dāng)重上電后設(shè)備不能恢復(fù)正常，則經(jīng)過再次恢復(fù)間隔時間后，再次對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備進(jìn)行重上電，周而復(fù)始，直到網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備恢復(fù)正常。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡潔、工作可靠、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)提供了一個很好的解決方案，在數(shù)據(jù)通信【技術(shù)領(lǐng)域】具有很好的實(shí)用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型技術(shù)方案中通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為實(shí)施例中裝置的主要電路原理圖。
[0017]圖3為實(shí)施例中運(yùn)行于主控MCU的嵌入式軟件主要流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型所述的通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置的具體實(shí)施方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述如下:
[0019]本實(shí)用新型所述的通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，其包括主控MCU、內(nèi)部振蕩器模塊、非易失性存儲器模塊、RS-232模塊、復(fù)位電路模塊、電源開關(guān)控制模塊、以太網(wǎng)MAC控制器模塊、外部晶振模塊和網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊，主控MCU采用ARM微處理器，內(nèi)部振蕩器模塊采用主控MCU內(nèi)部自帶的振蕩器產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘，非易失性存儲器模塊采用主控MCU內(nèi)部自帶的FLASH存儲器，RS-232模塊、復(fù)位電路模塊、電源開關(guān)控制模塊、以太網(wǎng)MAC控制器模塊與主控MCU連接，外部晶振模塊、網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊與以太網(wǎng)MAC控制器模塊連接。主控MCU內(nèi)部嵌入了專門為該裝置研發(fā)的嵌入式軟件，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備進(jìn)行通信死機(jī)檢測及恢復(fù)處理。
[0020]參照附圖1，本實(shí)用新型除了自帶內(nèi)部振蕩器和FLASH存儲器的主控MCU外，主要還包括RS-232模塊、復(fù)位電路模塊、電源開關(guān)控制模塊、以太網(wǎng)MAC控制器模塊、外部晶振模塊和網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊，其中，RS-232模塊、復(fù)位電路模塊、電源開關(guān)控制模塊、以太網(wǎng)MAC控制器模塊與主控MCU連接，外部晶振模塊、網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊與以太網(wǎng)MAC控制器模塊連接。該通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置通過RS-232模塊連接232串口設(shè)備，通過電源開關(guān)控制模塊控制網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的電源通斷，通過網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊連接到網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。[0021]參照附圖2，本實(shí)用新型所述的通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置實(shí)施例的主要電路原理如圖所示。主控MCU采用恩智浦半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的基于ARMCortex-MO的微處理器LPCl114F，該微處理器內(nèi)部自帶RC振蕩器，振蕩頻率為12MHz，片內(nèi)FLASH存儲器容量達(dá)32KB，用于存放運(yùn)行的嵌入式軟件，微處理器供電電壓范圍為1.8V至
3.6V，本實(shí)施例中供電電壓采用3.3V。
[0022]RS-232模塊采用Sipex公司生產(chǎn)的RS-232收發(fā)器模塊SP3232EEN，SP3232EEN的允許供電電壓范圍為3V到5.5V，本實(shí)施例中采用3.3V，與主控MCU的供電電壓一致。
[0023]復(fù)位電路模塊由R1、Cl組成的復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)，連接到主控MCU的復(fù)位端-RESET。上電復(fù)位的工作過程是:加電時，復(fù)位電路通過電容Cl加給-RESET端一個短暫的低電平信號(復(fù)位信號)，此低電平信號隨著+3.3V對電容Cl的充電過程而逐漸升高，升高到一定電平時復(fù)位信號失效，主控MCU啟動并正常工作。
[0024]電源開關(guān)控制模塊為一個繼電器，繼電器輸入+端連接到主控MCU的P101_0，輸入-端連接GND，輸出端用于控制網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的電源開關(guān)，由主控MCU控制通斷:當(dāng)P101_0=1時，繼電器閉合，電源開關(guān)閉合；iP101_0=0時，繼電器斷開，電源開關(guān)斷開。
[0025]以太網(wǎng)MAC控制器模塊采用DAVICOM公司生產(chǎn)的以太網(wǎng)MAC控制器DM9000CEP，DM9000CEP是一款完全集成的和符合成本效益單芯片快速以太網(wǎng)MAC控制器與一般處理接口，集成10/100M自適應(yīng)收發(fā)器，支持介質(zhì)無關(guān)接口，支持8位、16位和32位接口訪問內(nèi)部存儲器，以支持不同的處理器。在本實(shí)施例中主控MCU采用8位接口訪問DM9000CEP。
[0026]外部晶振模塊用于給以太網(wǎng)MAC控制器模塊提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號，由晶體振蕩器X1、電容C2、C3組成的電路構(gòu)成，晶體振蕩器Xl頻率采用25MHz，C2、C3 —般采用小于47pF的瓷片電容，本實(shí)施例中采用22pF的瓷片電容。
[0027]網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊采用漢仁科技公司生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)變壓器HR911105A，帶耦合變壓器和RJ45接口，并帶數(shù)據(jù)收發(fā)信號指示燈，HR911105A可以直接插接雙絞網(wǎng)絡(luò)線。
[0028]參照附圖3，本實(shí)用新型在主控MCU內(nèi)部的FLASH存儲器中嵌入了專門為該裝置研發(fā)的嵌入式軟件，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備進(jìn)行通信死機(jī)檢測及恢復(fù)處理。該嵌入式軟件的設(shè)計思路和實(shí)現(xiàn)方式如下:
[0029]首先定義以下的變量和寄存器:
[0030]定時發(fā)送數(shù)據(jù)幀間隔時間N1:N1為大于O的整數(shù)，用于每隔NI時間向網(wǎng)絡(luò)中某臺計算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀；
[0031]通信異常持續(xù)時間寄存器Rl:用于記錄通信異常的持續(xù)時間，每檢測到一次通信正常，計數(shù)器置O ;每檢測到一次通信異常，計數(shù)器加NI ；R1的計數(shù)用rl表示，其初始值設(shè)為O ;
[0032]通信異常允許持續(xù)時間N2:N2為大于或等于O的整數(shù)，用來判斷網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備是否通信死機(jī)，當(dāng)rl等于N2時認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)，進(jìn)行通信死機(jī)恢復(fù)處理；
[0033]再次恢復(fù)間隔時間N3:N3為大于O的整數(shù)，用于對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備再次進(jìn)行通信死機(jī)恢復(fù)處理，當(dāng)rl等于N3時認(rèn)為進(jìn)行通信死機(jī)恢復(fù)處理后不能恢復(fù)正常，對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備再次進(jìn)行通信死機(jī)恢復(fù)處理；
[0034]電源斷開閉合間隔時間N4:N4為大于O的整數(shù)，用于對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備重上電時，控制斷開網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備電源和閉合網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備電源之間的間隔時間。[0035]在第一次發(fā)送數(shù)據(jù)幀前，先要定義定時發(fā)送數(shù)據(jù)幀間隔時間N1、通信異常允許持續(xù)時間N2、再次恢復(fù)間隔時間N3和電源斷開閉合間隔時間N4，本實(shí)施例中NI設(shè)為30，N2設(shè)為300，N3設(shè)為20000，N4設(shè)為10，單位都為秒。
[0036]如圖3所示，該嵌入式軟件對網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備進(jìn)行通信死機(jī)檢測及恢復(fù)處理的運(yùn)行流程包括以下步驟:
[0037]步驟110，開始運(yùn)行；
[0038]步驟120，向網(wǎng)絡(luò)中某臺計算機(jī)發(fā)送一幀數(shù)據(jù)幀；
[0039]步驟130，等待NI時間，執(zhí)行步驟140 ；
[0040]步驟140，判斷在等待時間內(nèi)是否收到回傳數(shù)據(jù)幀，是則執(zhí)行步驟150，否則執(zhí)行步驟160 ；
[0041]步驟150，將rl置0，返回步驟120 ;
[0042]步驟160，更新通信異常持續(xù)時間寄存器Rl，即rl加NI，執(zhí)行步驟170 ；
[0043]步驟170，查詢通信異常持續(xù)時間寄存器Rl的值rl，若rl=N2則執(zhí)行步驟180，否則執(zhí)行步驟210 ；
[0044]步驟180，斷開網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備電源，執(zhí)行步驟190 ；
[0045]步驟190，等待N4時間，執(zhí)行步驟200 ；
[0046]步驟200，閉合網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備電源，返回步驟120 ；
[0047]步驟210，查詢通信異常持續(xù)時間寄存器Rl的值rl，若rl=N3則執(zhí)行步驟220，否則返回步驟120 ；
[0048]步驟220，將rl置為N2，執(zhí)行步驟180。
【權(quán)利要求】
1.一種通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，其特征在于，其包括主控MCU、內(nèi)部振蕩器模塊、非易失性存儲器模塊、RS-232模塊、復(fù)位電路模塊、電源開關(guān)控制模塊，還包括以太網(wǎng)MAC控制器模塊、外部晶振模塊和網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊；所述的RS-232模塊、復(fù)位電路模塊、電源開關(guān)控制模塊、以太網(wǎng)MAC控制器模塊與主控MCU連接；所述的外部晶振模塊、網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊與以太網(wǎng)MAC控制器模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，其特征在于，所述的主控MCU采用恩智浦半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的ARM微處理器LPC1114F。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，其特征在于，所述的內(nèi)部振蕩器模塊采用主控MCU內(nèi)部自帶的振蕩器產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘；所述的非易失性存儲器模塊采用主控MCU內(nèi)部自帶的FLASH存儲器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，其特征在于，所述的RS-232模塊采用Sipex公司生產(chǎn)的RS-232收發(fā)器模塊SP3232EEN，與主控MCU連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，其特征在于，所述的電源開關(guān)控制模塊為繼電器，用于控制網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的電源通斷，由主控MCU進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，其特征在于，所述的以太網(wǎng)MAC控制器模塊采用DAVICOM公司生產(chǎn)的以太網(wǎng)MAC控制器DM9000CEP，與主控MCU連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備通信死機(jī)檢測及恢復(fù)裝置，其特征在于，所述的網(wǎng)絡(luò)變壓器模塊采用漢仁科技公司生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)變壓器HR911105A，與以太網(wǎng)MAC控制器模塊連接。
【文檔編號】H04L12/24GK203747851SQ201420156961
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】楊艷華, 徐斌, 蘇紅軍, 周永錄, 黃燕燕, 陳明偉 申請人:云南大學(xué), 昆明華奧航星電氣有限公司, 昆明理工大學(xué)