一種通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置。該裝置包括主控MCU、內部振蕩器模塊、非易失性存儲器模塊、RS-232模塊、復位電路模塊、電源開關控制模塊、以太網MAC控制器模塊、外部晶振模塊和網絡變壓器模塊，主控MCU采用ARM微處理器，內部振蕩器模塊采用主控MCU內部自帶的振蕩器產生系統時鐘，非易失性存儲器模塊采用主控MCU內部自帶的FLASH存儲器，RS-232模塊、復位電路模塊、電源開關控制模塊、以太網MAC控制器模塊與主控MCU連接，外部晶振模塊、網絡變壓器模塊與以太網MAC控制器模塊連接。本實用新型對實現網絡交換設備通信死機檢測及恢復提供了一個很好的解決方案，在數據通信【技術領域】具有很好的實用價值。
【專利說明】—種通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，用于對網絡交換設備進行通信死機檢測及恢復，屬于數據通信【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在計算機網絡通信系統中，網絡交換設備正常工作是維持通信正常的基礎環節之一。網絡通信異常往往是由于網絡交換設備通信死機引起的，而網絡交換設備本身并無硬件故障，只要對網絡交換設備進行重上電就可以恢復正常工作。對網絡交換設備的通信死機檢測，一般采用硬件電路檢測法或應用軟件診斷法。硬件電路檢測法通過設計專門的硬件電路進行通信死機檢測，該方法的缺點是檢測到通信死機后需要人工干預，對無人值守的場合不太適用。應用軟件診斷法通過在網絡交換設備中配置專門的軟件模塊進行通信死機檢測，當檢測到通信死機時使網絡交換設備自復位，該種方法的缺點是網絡交換設備自復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正常工作。而且，上述兩種網絡交換設備的通信死機檢測方法都不通用，不同廠家的方法只能應用于自己生產的產品之中，在實際工程應用中通用性不強。

【發明內容】

[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，采用軟硬件相結合的方法，能夠主動、快速地檢測出網絡交換設備通信死機并進行恢復，適用于不同的網絡交換設備，有人值守和無人值守的場合都可應用。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0005]一種通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，其包括主控MCU、內部振蕩器模塊、非易失性存儲器模塊、RS-232模塊、復位電路模塊、電源開關控制模塊，還包括以太網MAC控制器模塊、外部晶振模塊和網絡變壓器模塊。其中:
[0006]所述的RS-232模塊、復位電路模塊、電源開關控制模塊、以太網MAC控制器模塊與主控MCU連接；所述的外部晶振模塊、網絡變壓器模塊與以太網MAC控制器模塊連接；
[0007]所述的主控MCU采用恩智浦半導體公司生產的ARM微處理器LPC1114F ；
[0008]所述的內部振蕩器模塊采用主控MCU內部自帶的振蕩器產生系統時鐘；所述的非易失性存儲器模塊采用主控MCU內部自帶的FLASH存儲器；
[0009]所述的RS-232模塊采用Sipex公司生產的RS-232收發器模塊SP3232EEN，與主控MCU連接；
[0010]所述的電源開關控制模塊為繼電器，用于控制網絡交換設備的電源通斷，由主控MCU進行控制；
[0011]所述的以太網MAC控制器模塊采用DAVICOM公司生產的以太網MAC控制器DM9000CEP,與主控MCU連接；
[0012]所述的網絡變壓器模塊采用漢仁科技公司生產的網絡變壓器HR911105A，與以太網MAC控制器模塊連接。
[0013]本實用新型所述的通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置的工作流程為:按定時發送數據幀間隔時間連續向網絡中某臺計算機發送數據幀，如通信正常則將通信狀態初始化；如通信異常則記錄通信異常持續時間，并比較通信異常持續時間與通信異常允許持續時間的大小，如二者相等，則判斷為網絡交換設備通信死機；當網絡交換設備通信死機時，對網絡交換設備進行重上電；當網絡交換設備經過重上電后不能恢復正常，則經過再次恢復間隔時間后，再次對網絡交換設備進行重上電，周而復始，直到網絡交換設備恢復正
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[0014]綜上所述，本實用新型提供的一種通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，能夠主動、快速地檢測出網絡交換設備通信死機并進行恢復，適用于不同的網絡交換設備，有人值守和無人值守的場合都可應用。當網絡交換設備通信死機的時候，對網絡交換設備進行重上電使設備恢復正常；當重上電后設備不能恢復正常，則經過再次恢復間隔時間后，再次對網絡交換設備進行重上電，周而復始，直到網絡交換設備恢復正常。本實用新型具有結構簡潔、工作可靠、通用性強等特點，為實現網絡交換設備通信死機檢測及恢復提供了一個很好的解決方案，在數據通信【技術領域】具有很好的實用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型技術方案中通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置的結構示意圖。
[0016]圖2為實施例中裝置的主要電路原理圖。
[0017]圖3為實施例中運行于主控MCU的嵌入式軟件主要流程圖。
【具體實施方式】
[0018]結合附圖和實施例，對本實用新型所述的通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置的具體實施方案作進一步詳細描述如下:
[0019]本實用新型所述的通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，其包括主控MCU、內部振蕩器模塊、非易失性存儲器模塊、RS-232模塊、復位電路模塊、電源開關控制模塊、以太網MAC控制器模塊、外部晶振模塊和網絡變壓器模塊，主控MCU采用ARM微處理器，內部振蕩器模塊采用主控MCU內部自帶的振蕩器產生系統時鐘，非易失性存儲器模塊采用主控MCU內部自帶的FLASH存儲器，RS-232模塊、復位電路模塊、電源開關控制模塊、以太網MAC控制器模塊與主控MCU連接，外部晶振模塊、網絡變壓器模塊與以太網MAC控制器模塊連接。主控MCU內部嵌入了專門為該裝置研發的嵌入式軟件，實現對網絡交換設備進行通信死機檢測及恢復處理。
[0020]參照附圖1，本實用新型除了自帶內部振蕩器和FLASH存儲器的主控MCU外，主要還包括RS-232模塊、復位電路模塊、電源開關控制模塊、以太網MAC控制器模塊、外部晶振模塊和網絡變壓器模塊，其中，RS-232模塊、復位電路模塊、電源開關控制模塊、以太網MAC控制器模塊與主控MCU連接，外部晶振模塊、網絡變壓器模塊與以太網MAC控制器模塊連接。該通信死機檢測及恢復裝置通過RS-232模塊連接232串口設備，通過電源開關控制模塊控制網絡交換設備的電源通斷，通過網絡變壓器模塊連接到網絡交換設備。[0021]參照附圖2，本實用新型所述的通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置實施例的主要電路原理如圖所示。主控MCU采用恩智浦半導體公司生產的基于ARMCortex-MO的微處理器LPCl114F，該微處理器內部自帶RC振蕩器，振蕩頻率為12MHz，片內FLASH存儲器容量達32KB，用于存放運行的嵌入式軟件，微處理器供電電壓范圍為1.8V至
3.6V，本實施例中供電電壓采用3.3V。
[0022]RS-232模塊采用Sipex公司生產的RS-232收發器模塊SP3232EEN，SP3232EEN的允許供電電壓范圍為3V到5.5V，本實施例中采用3.3V，與主控MCU的供電電壓一致。
[0023]復位電路模塊由R1、Cl組成的復位電路實現，連接到主控MCU的復位端-RESET。上電復位的工作過程是:加電時，復位電路通過電容Cl加給-RESET端一個短暫的低電平信號(復位信號)，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位信號失效，主控MCU啟動并正常工作。
[0024]電源開關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，輸出端用于控制網絡交換設備的電源開關，由主控MCU控制通斷:當P101_0=1時，繼電器閉合，電源開關閉合；iP101_0=0時，繼電器斷開，電源開關斷開。
[0025]以太網MAC控制器模塊采用DAVICOM公司生產的以太網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MAC控制器與一般處理接口，集成10/100M自適應收發器，支持介質無關接口，支持8位、16位和32位接口訪問內部存儲器，以支持不同的處理器。在本實施例中主控MCU采用8位接口訪問DM9000CEP。
[0026]外部晶振模塊用于給以太網MAC控制器模塊提供標準時鐘信號，由晶體振蕩器X1、電容C2、C3組成的電路構成，晶體振蕩器Xl頻率采用25MHz，C2、C3 —般采用小于47pF的瓷片電容，本實施例中采用22pF的瓷片電容。
[0027]網絡變壓器模塊采用漢仁科技公司生產的網絡變壓器HR911105A，帶耦合變壓器和RJ45接口，并帶數據收發信號指示燈，HR911105A可以直接插接雙絞網絡線。
[0028]參照附圖3，本實用新型在主控MCU內部的FLASH存儲器中嵌入了專門為該裝置研發的嵌入式軟件，實現對網絡交換設備進行通信死機檢測及恢復處理。該嵌入式軟件的設計思路和實現方式如下:
[0029]首先定義以下的變量和寄存器:
[0030]定時發送數據幀間隔時間N1:N1為大于O的整數，用于每隔NI時間向網絡中某臺計算機發送數據幀；
[0031]通信異常持續時間寄存器Rl:用于記錄通信異常的持續時間，每檢測到一次通信正常，計數器置O ;每檢測到一次通信異常，計數器加NI ；R1的計數用rl表示，其初始值設為O ;
[0032]通信異常允許持續時間N2:N2為大于或等于O的整數，用來判斷網絡交換設備是否通信死機，當rl等于N2時認為網絡交換設備通信死機，進行通信死機恢復處理；
[0033]再次恢復間隔時間N3:N3為大于O的整數，用于對網絡交換設備再次進行通信死機恢復處理，當rl等于N3時認為進行通信死機恢復處理后不能恢復正常，對網絡交換設備再次進行通信死機恢復處理；
[0034]電源斷開閉合間隔時間N4:N4為大于O的整數，用于對網絡交換設備重上電時，控制斷開網絡交換設備電源和閉合網絡交換設備電源之間的間隔時間。[0035]在第一次發送數據幀前，先要定義定時發送數據幀間隔時間N1、通信異常允許持續時間N2、再次恢復間隔時間N3和電源斷開閉合間隔時間N4，本實施例中NI設為30，N2設為300，N3設為20000，N4設為10，單位都為秒。
[0036]如圖3所示，該嵌入式軟件對網絡交換設備進行通信死機檢測及恢復處理的運行流程包括以下步驟:
[0037]步驟110，開始運行；
[0038]步驟120，向網絡中某臺計算機發送一幀數據幀；
[0039]步驟130，等待NI時間，執行步驟140 ；
[0040]步驟140，判斷在等待時間內是否收到回傳數據幀，是則執行步驟150，否則執行步驟160 ；
[0041]步驟150，將rl置0，返回步驟120 ;
[0042]步驟160，更新通信異常持續時間寄存器Rl，即rl加NI，執行步驟170 ；
[0043]步驟170，查詢通信異常持續時間寄存器Rl的值rl，若rl=N2則執行步驟180，否則執行步驟210 ；
[0044]步驟180，斷開網絡交換設備電源，執行步驟190 ；
[0045]步驟190，等待N4時間，執行步驟200 ；
[0046]步驟200，閉合網絡交換設備電源，返回步驟120 ；
[0047]步驟210，查詢通信異常持續時間寄存器Rl的值rl，若rl=N3則執行步驟220，否則返回步驟120 ；
[0048]步驟220，將rl置為N2，執行步驟180。
【權利要求】
1.一種通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，其特征在于，其包括主控MCU、內部振蕩器模塊、非易失性存儲器模塊、RS-232模塊、復位電路模塊、電源開關控制模塊，還包括以太網MAC控制器模塊、外部晶振模塊和網絡變壓器模塊；所述的RS-232模塊、復位電路模塊、電源開關控制模塊、以太網MAC控制器模塊與主控MCU連接；所述的外部晶振模塊、網絡變壓器模塊與以太網MAC控制器模塊連接。
2.根據權利要求1所述的通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，其特征在于，所述的主控MCU采用恩智浦半導體公司生產的ARM微處理器LPC1114F。
3.根據權利要求1所述的通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，其特征在于，所述的內部振蕩器模塊采用主控MCU內部自帶的振蕩器產生系統時鐘；所述的非易失性存儲器模塊采用主控MCU內部自帶的FLASH存儲器。
4.根據權利要求1所述的通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，其特征在于，所述的RS-232模塊采用Sipex公司生產的RS-232收發器模塊SP3232EEN，與主控MCU連接。
5.根據權利要求1所述的通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，其特征在于，所述的電源開關控制模塊為繼電器，用于控制網絡交換設備的電源通斷，由主控MCU進行控制。
6.根據權利要求1所述的通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，其特征在于，所述的以太網MAC控制器模塊采用DAVICOM公司生產的以太網MAC控制器DM9000CEP，與主控MCU連接。
7.根據權利要求1所述的通用的網絡交換設備通信死機檢測及恢復裝置，其特征在于，所述的網絡變壓器模塊采用漢仁科技公司生產的網絡變壓器HR911105A，與以太網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 優先權日:2014年4月2日
【發明者】楊艷華, 徐斌, 蘇紅軍, 周永錄, 黃燕燕, 陳明偉 申請人:云南大學, 昆明華奧航星電氣有限公司, 昆明理工大學