冗余型网关的制作方法

本技术涉及工业智能，尤其涉及一种冗余型网关。

背景技术：

1、工业智能网关也称采集器，是工业应用场景广泛使用的智能产品。可将工业设备，如传感器，水电表等通过智能网关采集数据，并通过以太网网络传输到工业物联网平台进行数据展示和控制等。

2、但是工业环境往往十分恶劣，特别是户外使用情况下，极易遭受雷击浪涌、静电等干扰，典型的通过有线以太网、采集接口（rs485/rs232/mbus）破坏网关设备。市面上典型做法是加强以太网、采集接口的电磁屏蔽防护能力，但是，电磁干扰一旦进入到网关主板内部，将造成接口损坏，无法通信或者无法采集数据等影响。

技术实现思路

1、本实用新型提供的冗余型网关，通过以太网芯片和转换模块的冗余设计，确保网关的链路的通畅。

2、本实用新型提供一种冗余型网关，包括：

3、主控芯片，

4、两个以上的以太网芯片，所述以太网芯片与所述主控芯片通信连接；

5、切换电路，所述切换电路与两个以上的以太网芯片电连接，所述切换电路实现网口和被选择的以太网芯片的通信连接；

6、隔离控制电路，所述隔离控制电路与所述主控芯片电连接，所述隔离控制电路与所述切换电路电连接，所述隔离控制电路依据所述主控芯片的第一切换信号控制切换电路对两个以上的以太网芯片进行切换；

7、两个以上的转换模块，所述转换模块与采集接口通信连接；

8、转换电路，所述转换电路与所述隔离控制电路和两个以上的转换模块电连接，所述转换电路实现被选择的转换模块与隔离控制电路的通信连接，所述转换电路受所述隔离控制电路的控制对转换模块进行切换。

9、可选地，所述两个以上的以太网芯片包括：

10、第一以太网芯片，所述第一以太网芯片通过简化媒体独立接口rmii与主控芯片通信连接，所述第一以太网芯片具有第一接收差分引脚对和第一发送差分引脚对，所述第一接收差分引脚对和第一发送差分引脚对与所述切换电路通信连接；

11、第二以太网芯片，所述第二以太网芯片通过简化媒体独立接口rmii与主控芯片通信连接，所述第二以太网芯片具有第二接收差分引脚对和第二发送差分引脚对，所述第二接收差分引脚对和第二发送差分引脚对与所述切换电路通信连接。

12、可选地，所述切换电路包括：

13、第一继电器，所述第一继电器的常闭引脚与所述第一发送差分引脚对电连接，所述第一继电器的常开引脚与第二发送差分引脚对电连接，所述第一继电器的公共引脚与网口通信连接；所述第一继电器的线圈正极与线圈负极通过并联的肖特二极管和电容电连接；

14、第二继电器，所述第二继电器的常闭引脚与所述第一接收差分引脚对电连接，所述第二继电器的常开引脚与第二接收差分引脚对电连接，所述第二继电器的公共引脚与网口通信连接；所述第二继电器的线圈正极与第一继电器的线圈正极电连接，所述第二继电器的线圈负极与第一继电器的线圈负极电连接。

15、可选地，所述切换电路还包括：

16、第一三极管，所述第一三极管的第一端与第一继电器和第二继电器的线圈负极电连接，所述第一三极管的第二端接地；

17、电压检测复位芯片，所述电压检测复位芯片的复位信号引脚与第一三极管的基极电连接，所述电压检测复位芯片的电压源引脚与隔离控制电路电连接；

18、高速比较器，所述高速比较器的正电源引脚和同相输入引脚电连接，所述高速比较器的输出引脚与电压检测复位芯片的电压源引脚电连接；

19、分压支路，所述分压支路包括串联设置的二极管和两个分压电阻，所述分压支路的第一端与所述第一接收差分引脚对和第一发送差分引脚对中的其中一个引脚电连接，所述分压支路的第一端通过瞬态抑制二极管接地，所述分压支路的第二端接地，两个所述分压电阻的公共端与高速比较器的正向输入引脚电连接。

20、可选地，所述两个以上的转换模块包括：

21、第一串口转换芯片，所述第一串口转换芯片的第一差分信号引脚对与采集接口通信连接，第一串口转换芯片的第一接收输出引脚和第一发送输入引脚与转换电路电连接；

22、第二串口转换芯片，所述第二串口转换芯片的第二差分信号引脚对与采集接口通信连接，第二串口转换芯片的第二接收输出引脚和第二发送输入引脚与转换电路电连接。

23、可选地，所述转换电路包括：

24、第三继电器，所述第三继电器的常闭引脚与第一串口转换芯片的第一接收输出引脚和第一发送输入引脚电连接，所述第三继电器的常开引脚与第二串口转换芯片的第二接收输出引脚和第二发送输入引脚电连接，所述第三继电器的公共引脚与隔离控制电路通信连接；所述第三继电器的线圈正极与线圈负极通过并联的肖特二极管和电容电连接；

25、第二三极管，所述第二三极管的第一端与第三继电器的线圈负极电连接，所述第二三极管的第二端接地；

26、分压电阻串，所述分压电阻串的第一端与电压源电连接，所述分压电阻串的第二端与第二三极管的基极电连接，所述分压电阻串的公共端与隔离控制电路电连接。

27、可选地，所述两个以上的转换模块还包括：

28、第一使能电路，所述第一使能电路包括：

29、第一电阻，所述第一电阻与隔离电压节点电连接，所述第一电阻的第二端与第一串口转换芯片的第一接收使能引脚和第一发送使能引脚电连接；

30、第三三极管，所述第三三极管的第一端与第一电阻的第二端电连接，所述第三三极管的第二端接地；

31、第二电阻，所述第二电阻的第一端与第一接收输出引脚和第一发送输入引脚的其中一个电连接，所述第二电阻的第二端与第三三极管的基极电连接；

32、第三电阻，所述第三电阻的第一端与第二电阻的第二端电连接，所述第三电阻的第二端接地；

33、第二使能电路，所述第二使能电路包括：

34、第四电阻，所述第四电阻与隔离电压节点电连接，所述第四电阻的第二端与第二串口转换芯片的接收使能引脚和发送使能引脚电连接；

35、第四三极管，所述第四三极管的第一端与第四电阻的第二端电连接，所述第四三极管的第二端接地；

36、第五电阻，所述第五电阻的第一端与第二接收输出引脚和第二发送输入引脚的其中一个电连接，所述第五电阻的第二端与第四三极管的基极电连接；

37、第六电阻，所述第六电阻的第一端与第五电阻的第二端电连接，所述第六电阻的第二端接地。

38、可选地，所述采集接口的第三差分信号引脚对中的两个引脚分别通过双向瞬态抑制二极管接地，第三差分信号引脚对中的负端引脚通过上拉电阻与隔离电压节点电连接，第三差分信号引脚对中的正端引脚通过下拉电阻与隔离电压节点电连接。

39、可选地，所述隔离控制电路包括：

40、第一隔离芯片，所述第一隔离芯片的第一侧与所述转换电路通信连接，所述第一隔离芯片的第二侧与主控芯片通信连接；

41、第二隔离芯片，所述第二隔离芯片的第一侧的第一引脚向所述切换电路输出第一控制信号，第二隔离芯片第一侧的第二引脚向所述转换电路输出第二控制信号，所述第二隔离芯片的第二侧的第一引脚从主控芯片接收第一控制信号，所述隔离芯片的第二侧的第二引脚从主控芯片接收第二控制信号。

42、可选地，还包括隔离电源，所述隔离电源的输入侧通过磁珠与供电电压源电连接，所述隔离电源的输出侧通过磁珠电连接至隔离电压节点，所述隔离电压节点通过两个并联的电容接地，所述隔离电源的输出侧通过瞬态抑制二极管接地；

43、其中，所述供电电压源用于为所述切换电路、两个以上的所述以太网芯片和主控芯片供电，所述隔离电压节点用于为两个以上的所述转换模块以及转换电路供电。

44、在本实用新型设计了冗余的以太网芯片和冗余的转换模块，并通过隔离控制电路对冗余的以太网芯片和冗余的转换模块进行切换，从而，能够确保数据采集链路的通畅，避免因器件损坏导致数据采集链路的断开，进而引起数据丢失。