網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)及方法。所述網(wǎng)關(guān)包括：處理器、網(wǎng)關(guān)接口和存儲器；處理器包括：輸入模塊、配置模塊、分析模塊、存儲模塊、轉(zhuǎn)發(fā)模塊。網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)包括：至少兩個網(wǎng)關(guān)，一個為主網(wǎng)關(guān)，其他為次網(wǎng)關(guān)；主網(wǎng)關(guān)與次網(wǎng)關(guān)互相連接；主網(wǎng)關(guān)和次網(wǎng)關(guān)均連接至共同的下位機和共同的上位機；主網(wǎng)關(guān)，轉(zhuǎn)發(fā)獲取的數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包在次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲；次網(wǎng)關(guān)，在主網(wǎng)關(guān)異常時替代主網(wǎng)關(guān)。本發(fā)明能實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)故障時的快速切換，保證轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的完整性。
【專利說明】網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種網(wǎng)關(guān)、一種網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)關(guān)(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器，是在采用不同體系結(jié)構(gòu)或協(xié)議的網(wǎng)絡之間進行互通時，用于提供協(xié)議轉(zhuǎn)換、路由選擇、數(shù)據(jù)交換等網(wǎng)絡兼容功能的設施。在過程自動化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，網(wǎng)關(guān)均起著重要的作用。
[0003]以交通運輸領(lǐng)域為例，在鐵路、航空等工業(yè)系統(tǒng)中，時刻產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要在不同協(xié)議、不同網(wǎng)段的網(wǎng)絡上進行傳輸。每一條數(shù)據(jù)對行業(yè)相關(guān)問題的評估、診斷均十分重要，遺漏任何一條數(shù)據(jù)都可能造成無法彌補的人身和財產(chǎn)損失。因此，數(shù)據(jù)的可靠性和完整性就顯得尤為重要。
[0004]而發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的網(wǎng)關(guān)存在以下問題:
[0005]1、現(xiàn)有的網(wǎng)關(guān)可靠性低。一旦網(wǎng)關(guān)發(fā)生故障，無法實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能的無縫切換，必將造成數(shù)據(jù)的缺失，給民航、鐵路等運輸系統(tǒng)帶來不可預估的營運風險。
[0006]2、現(xiàn)有的網(wǎng)關(guān)無法永久保留轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)。若網(wǎng)關(guān)發(fā)生故障，無法基于保存的數(shù)據(jù)，快速恢復網(wǎng)關(guān)功能，更無法通過網(wǎng)關(guān)評估、診斷網(wǎng)絡中發(fā)生的問題或者分析、統(tǒng)計系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
[0007]因此，實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)故障時的快速切換，保證轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的完整性，成了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。
[0008]另外，目前在很多工業(yè)現(xiàn)場存在著大量的串行口設備。它們支持簡單易用的Modbus協(xié)議,但Modbus協(xié)議只能支持短距離的傳輸,而且設備廠商對Modbus協(xié)議的實現(xiàn)方式也不完全相同。既要保證投資企業(yè)的現(xiàn)有設備還能繼續(xù)使用，同時又要實現(xiàn)信息層對現(xiàn)場設備層的數(shù)據(jù)管理和控制，這對在工業(yè)現(xiàn)場使用的網(wǎng)關(guān)提出了新的需求。
[0009]申請公布號為CN102594612A的中國發(fā)明專利申請中，披露了更多相關(guān)內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)故障時的快速切換，保證轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的完整性。
[0011]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種網(wǎng)關(guān)，包括:
[0012]處理器、網(wǎng)關(guān)接口和存儲器；
[0013]所述處理器包括:輸入模塊、配置模塊、分析模塊、存儲模塊、轉(zhuǎn)發(fā)模塊；
[0014]所述輸入模塊與所述網(wǎng)關(guān)接口相連接，通過網(wǎng)關(guān)接口，與上位機、下位機通信，獲取數(shù)據(jù)包；
[0015]所述配置模塊，配置所述網(wǎng)關(guān)的參數(shù)、過濾規(guī)則、存儲規(guī)則；
[0016]所述分析模塊與所述輸入模塊、配置模塊相連接，根據(jù)所述過濾規(guī)則、存儲規(guī)則對所述數(shù)據(jù)包進行分析，確定所述數(shù)據(jù)包的后續(xù)處理；
[0017]所述存儲模塊與所述分析模塊、所述存儲器相連接，將需要存儲的數(shù)據(jù)包存儲于所述存儲器中；
[0018]所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊與所述分析模塊、所述網(wǎng)關(guān)接口相連接，把滿足所述過濾規(guī)則的數(shù)據(jù)，按照所述數(shù)據(jù)包中的地址經(jīng)所述網(wǎng)關(guān)接口轉(zhuǎn)發(fā)到下一站。
[0019]在一個實施例中，所述配置模塊為嵌入式web系統(tǒng)。
[0020]在一個實施例中，所述后續(xù)處理包括:直接轉(zhuǎn)發(fā)或存儲后轉(zhuǎn)發(fā)。
[0021]在一個實施例中，通過實時數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的存儲。
[0022]在一個實施例中，所述實時數(shù)據(jù)庫為Berkeley DB。
[0023]在一個實施例中，所述存儲器為永久記憶性存儲器。
[0024]在一個實施例中，所述處理器還包括:熱備份模塊，所述熱備份模塊與所述分析模塊相連接；
[0025]所述配置模塊，還用于在當所述網(wǎng)關(guān)用于網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)時，配置主次網(wǎng)關(guān)；
[0026]當所述網(wǎng)關(guān)為網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)的主網(wǎng)關(guān)時，所述熱備份模塊將所述數(shù)據(jù)包在次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲；
[0027]當所述網(wǎng)關(guān)為網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)的次網(wǎng)關(guān)時，所述熱備份模塊定時檢測所述主網(wǎng)關(guān)的運行狀態(tài)，在檢測到所述主網(wǎng)關(guān)異常時，將所述次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
[0028]在一個實施例中，所述輸入模塊包括:串行輸入模塊和以太網(wǎng)輸入模塊；
[0029]所述網(wǎng)關(guān)接口包括:與所述上位機連接的第一接口和與所述下位機連接的第二接口 ；所述第一接口包括:以太網(wǎng)接口，所述第二接口包括:串行接口和以太網(wǎng)接口 ；
[0030]所述串行輸入模塊與所述串行接口相連接；所述以太網(wǎng)輸入模塊與所述以太網(wǎng)接口相連接；
[0031 ] 所述分析模塊，還用于對串行數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換。
[0032]在一個實施例中，所述串行接口為RS485接口。
[0033]在一個實施例中，所述以太網(wǎng)接口為RJ45接口。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)，包括:
[0035]至少兩個網(wǎng)關(guān),所述網(wǎng)關(guān)為上述網(wǎng)關(guān)；
[0036]其中，一個網(wǎng)關(guān)被配置為主網(wǎng)關(guān)，其他網(wǎng)關(guān)被配置為次網(wǎng)關(guān)；
[0037]所述主網(wǎng)關(guān)與所述次網(wǎng)關(guān)互相連接；
[0038]所述主網(wǎng)關(guān)和所述次網(wǎng)關(guān)均連接至共同的下位機和共同的上位機；
[0039]所述主網(wǎng)關(guān)，轉(zhuǎn)發(fā)獲取的數(shù)據(jù)包，并將所述數(shù)據(jù)包在所述次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲；所述次網(wǎng)關(guān)，在所述主網(wǎng)關(guān)異常時替代所述主網(wǎng)關(guān)。
[0040]在一個實施例中，所述互相連接包括:直接相連或者經(jīng)交換機實現(xiàn)連接。
[0041]在一個實施例中，所述熱備份模塊包括:備份單元、檢測單元和切換單元，所述檢測單元與所述切換單元相連；
[0042]各網(wǎng)關(guān)的備份單元互相連接，各網(wǎng)關(guān)的檢測單元互相連接，各網(wǎng)關(guān)的切換單元互相連接。
[0043]在一個實施例中，所述配置模塊，還配置各次網(wǎng)關(guān)的優(yōu)先級；
[0044]所述熱備份模塊中還包括:記錄單元，記錄各次網(wǎng)關(guān)的優(yōu)先級；所述記錄單元與所述切換單元相連，在檢測到所述主網(wǎng)關(guān)異常時，將優(yōu)先級最高的次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種網(wǎng)關(guān)熱備份方法，包括:
[0046]構(gòu)建網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)，所述網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)包括:至少兩個上述網(wǎng)關(guān)互相連接，其中一個網(wǎng)關(guān)被配置為主網(wǎng)關(guān)，其他網(wǎng)關(guān)被配置為次網(wǎng)關(guān)；將所述主網(wǎng)關(guān)和所述次網(wǎng)關(guān)均連接至共同的下位機和共同的上位機；
[0047]所述主網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)獲取的數(shù)據(jù)包，并將所述數(shù)據(jù)包在所述次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲；
[0048]所述次網(wǎng)關(guān)定時檢測所述主網(wǎng)關(guān)的運行狀態(tài)，在檢測到所述主網(wǎng)關(guān)異常時，將所述次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
[0049]在一個實施例中，所述將所述數(shù)據(jù)包在次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲包括:以存儲隊列的形式存儲所述數(shù)據(jù)包，所述數(shù)據(jù)包同時進入備份隊列，將所述備份隊列中的數(shù)據(jù)包按序發(fā)送至所述次網(wǎng)關(guān)，進入所述次網(wǎng)關(guān)的存儲隊列。
[0050]在一個實施例中，所述定時檢測所述主網(wǎng)關(guān)的運行狀態(tài)包括:接收所述主網(wǎng)關(guān)定時發(fā)送的心跳包，在連續(xù)未收到所述心跳包的次數(shù)超過預設閾值時，提示主網(wǎng)關(guān)異常；所述心跳包中包含所述主設備的工作信息。
[0051]在一個實施例中，所述定時發(fā)送包括:每隔30秒發(fā)送一次；
[0052]所述預設閾值為:3。
[0053]在一個實施例中，當所述次網(wǎng)關(guān)多于一個時，還包括:配置各次網(wǎng)關(guān)的優(yōu)先級；
[0054]在檢測到所述主網(wǎng)關(guān)異常時，將優(yōu)先級最高的次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
[0055]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0056]本發(fā)明通過增加存儲器，選擇性地永久保存重要的數(shù)據(jù)包，以避免網(wǎng)關(guān)故障時重要數(shù)據(jù)的丟失，同時還可基于保存的數(shù)據(jù)，提高網(wǎng)關(guān)功能的恢復速度，進一步可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的查詢、分析和統(tǒng)計。
[0057]可選方案中，還提供了熱備份功能，將主網(wǎng)關(guān)收到的數(shù)據(jù)同時在次網(wǎng)關(guān)上進行備份，一旦主網(wǎng)關(guān)異常，即刻啟用次網(wǎng)關(guān)，進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，以實現(xiàn)故障時的快速切換，確保網(wǎng)關(guān)功能的可靠性和數(shù)據(jù)的完整性。
[0058]可選方案中，還提供了串行接口及其處理模塊，使網(wǎng)關(guān)具有串行通信的能力，使得現(xiàn)有設備得以繼續(xù)使用，節(jié)省了額外的成本投入。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0059]圖1為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060]圖2為圖1所示的第一實施例配置模塊的界面示意圖；
[0061]圖3為圖1所示的第一實施例數(shù)據(jù)存儲的流程示意圖；
[0062]圖4為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0063]圖5為圖4所示的第二實施例的串行數(shù)據(jù)處理示意圖；
[0064]圖6為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065]圖7為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)熱備份方法的第一實施例的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0066]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0067]其次，本發(fā)明利用示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，所述示意圖只是實例，其在此不應限制本發(fā)明保護的范圍。
[0068]為了解決【背景技術(shù)】中的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種網(wǎng)關(guān)，能避免數(shù)據(jù)的丟失，同時還可提高網(wǎng)關(guān)功能的恢復速度。圖1為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實施例的網(wǎng)關(guān)Ul包括:網(wǎng)關(guān)接口仍1、處理器仍2和存儲器仍3。
[0069]所述網(wǎng)關(guān)接口 U11，與上位機11、下位機12相連接，用于數(shù)據(jù)和電信號之間轉(zhuǎn)換。
[0070]所述處理器U12包括:輸入模塊U121、配置模塊U122、分析模塊U123、存儲模塊U124、轉(zhuǎn)發(fā)模塊U125。
[0071]所述輸入模塊U121與所述網(wǎng)關(guān)接口 Ull相連接，通過網(wǎng)關(guān)接口，按照相關(guān)協(xié)議，與上/下位機設備通信，獲取數(shù)據(jù)包。
[0072]所述配置模塊U122，用于配置所述網(wǎng)關(guān)的參數(shù)、過濾規(guī)則、存儲規(guī)則。本實施例中，所述配置模塊U122為嵌入式web系統(tǒng)，但本發(fā)明對此不作具體限定。圖2示出了本實施例嵌入式web系統(tǒng)的配置界面。所述嵌入式web系統(tǒng)除了可以完成所述網(wǎng)關(guān)的參數(shù)、過濾規(guī)貝U、存儲規(guī)則等的配置，還可提供對各種數(shù)據(jù)的查詢、分析，網(wǎng)絡狀態(tài)提示，錯誤報警以及數(shù)據(jù)導出等功能，使網(wǎng)絡的管理變得更加高效、簡單。
[0073]所述分析模塊U123與所述輸入模塊U121、配置模塊U122相連接，根據(jù)所述過濾規(guī)貝1J、存儲規(guī)則對所述數(shù)據(jù)包進行分析，確定所述數(shù)據(jù)包的后續(xù)處理。所述后續(xù)處理包括:直接轉(zhuǎn)發(fā)或存儲后轉(zhuǎn)發(fā)。具體地，僅滿足過濾規(guī)則而不滿足存儲規(guī)則的數(shù)據(jù)包的后續(xù)處理為直接轉(zhuǎn)發(fā)，既滿足過濾規(guī)則又滿足存儲規(guī)則的數(shù)據(jù)包的后續(xù)處理為存儲后轉(zhuǎn)發(fā)。
[0074]所述存儲模塊U124與所述分析模塊U123、所述存儲器U13相連接，將后續(xù)處理為存儲后轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包存儲于所述存儲器U13中。具體地，所述存儲器為永久記憶性存儲器。本實施例中的存儲器U13為硬盤，但本發(fā)明對此不作具體限定，在其他實施例中，還可以為其他永久記憶性存儲器，比如:光盤、閃存等。具體地，可通過實時數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的存儲。本實施例中的實時數(shù)據(jù)庫為Berkeley DB。
[0075]為了更清晰地說明數(shù)據(jù)的存儲過程，圖3示出了本實施例的網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)存儲流程。如圖3所示，從輸入模塊U121讀取到數(shù)據(jù)后，所述數(shù)據(jù)被拷貝到程序內(nèi)存當中。在內(nèi)存中對所述數(shù)據(jù)以隊列方式進行管理，因此在數(shù)據(jù)拷貝的過程中，對所述數(shù)據(jù)進行了入隊處理。接著，分析模塊U123對隊列中的數(shù)據(jù)進行分析，比對數(shù)據(jù)是否滿足過濾規(guī)則、存儲規(guī)則，將滿足過濾規(guī)則、存儲規(guī)則的數(shù)據(jù)，交給Berkeley DB實時數(shù)據(jù)庫。Berkeley DB實時數(shù)據(jù)庫安裝配置規(guī)則，在兼顧時間與批量的基礎上，高效地將需要保持的數(shù)據(jù)保存到存儲器U13上，實現(xiàn)持久化保存。Berkeley DB數(shù)據(jù)庫由于采用了 key-value的保存模式,去除了復雜的關(guān)系模型，極大地提高了數(shù)據(jù)寫入和讀取數(shù)度，配合隊列、多線程等技術(shù)，幾乎不會因存儲數(shù)據(jù)而影響到數(shù)據(jù)的處理效率。
[0076]所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊U125與所述分析模塊U123、所述網(wǎng)關(guān)接口 Ull相連接，把滿足過濾規(guī)則的所有合法數(shù)據(jù)，按照其數(shù)據(jù)包中地址進行轉(zhuǎn)發(fā)，經(jīng)所述網(wǎng)關(guān)接口 Ull發(fā)送到下一站。
[0077]需要說明的是，本發(fā)明對需要保存的數(shù)據(jù)不作具體限定，可通過配置模塊U122依據(jù)具體需求配置存儲規(guī)則，比如:只保存串口數(shù)據(jù)，而不保留以太網(wǎng)數(shù)據(jù)；或者只保存發(fā)送到特定IP地址的數(shù)據(jù)等。
[0078]圖4為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。與前一實施例相同的部分，此處不再贅述。與前一實施例不同的是，本實施例還增加了熱備份模塊，使得本實施例的網(wǎng)關(guān)可應用于網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)，另外還增加了串行接口及其處理模塊，使得本實施例的網(wǎng)關(guān)還具備了串行通信能力。如圖4所示，本實施例的網(wǎng)關(guān)U2包括:網(wǎng)絡接口 U21、處理器U22、存儲器 U23。
[0079]所述網(wǎng)關(guān)接口 U21，包括:串行接口和以太網(wǎng)接口。具體地，可通過所述以太網(wǎng)接口與上位機21連接，通過所述串行接口和以太網(wǎng)接口與下位機22連接。添加了串行接口，使得本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)具有串行通信的能力，保證了工業(yè)現(xiàn)場中的現(xiàn)有設備的可延續(xù)性，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
[0080]在本實施例中，所述串行接口為RS485接口，但本發(fā)明對此不作具體限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在其他實施例中還可以為其他串行接口，比如:RS232、RS422等。
[0081]在本實施例中，所述以太網(wǎng)接口為RJ45接口，但本發(fā)明對此不作具體限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在其他實施例中還可以為其他以太網(wǎng)接口，比如:SC光纖接口、FDDI
接口等。
[0082]所述處理器U22包括:輸入模塊U221、配置模塊U222、分析模塊U223、存儲模塊U224、轉(zhuǎn)發(fā)模塊U225、熱備份模塊U226。
[0083]對應地，所述輸入模塊U221包括:串行輸入模塊和以太網(wǎng)輸入模塊，分別與所述串行接口和所述以太網(wǎng)接口相連接，通過相應的網(wǎng)關(guān)接口，按照相關(guān)協(xié)議，與上/下位機設備通信，獲取數(shù)據(jù)包。
[0084]所述配置模塊U222，配置所述網(wǎng)關(guān)的參數(shù)、過濾規(guī)則、存儲規(guī)則，還在當所述網(wǎng)關(guān)用于網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)時配置主次網(wǎng)關(guān)。
[0085]所述分析模塊U223與所述輸入模塊U221、配置模塊U222相連接，對串行數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換，根據(jù)所述過濾規(guī)則、存儲規(guī)則對所述數(shù)據(jù)包進行分析，確定所述數(shù)據(jù)包的后續(xù)處理。
[0086]所述存儲模塊U224與所述分析模塊U223、所述存儲器U23相連接，將后續(xù)處理為存儲后轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包存儲于所述存儲器U23中。
[0087]所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊U225與所述分析模塊U223、所述網(wǎng)關(guān)接口 U21的串行接口和以太網(wǎng)接口相連接，把滿足過濾規(guī)則的所有合法數(shù)據(jù)，按照其數(shù)據(jù)包中地址進行，經(jīng)所述網(wǎng)關(guān)接口U21發(fā)送到下一站。
[0088]所述熱備份模塊U226與所述分析模塊U223相連接，把主網(wǎng)關(guān)需要存儲的數(shù)據(jù)以及各種參數(shù)，實時傳輸?shù)酱尉W(wǎng)關(guān)進行備份存儲，當主網(wǎng)關(guān)異常時，次網(wǎng)關(guān)馬上代替主網(wǎng)關(guān)繼續(xù)工作。具體地，當所述網(wǎng)關(guān)為網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)的主網(wǎng)關(guān)時，所述熱備份模塊U226將獲取的數(shù)據(jù)包在次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲。當所述網(wǎng)關(guān)為網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)的次網(wǎng)關(guān)時，所述熱備份模塊U226定時檢測所述主網(wǎng)關(guān)的運行狀態(tài)，在檢測到所述主網(wǎng)關(guān)異常時，將所述次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
[0089]為了更清楚地說明串行數(shù)據(jù)的處理過程，圖5示出了本實施例中串行數(shù)據(jù)的處理流程圖。如圖5所示，本實施例中的下位機22為一modbus串行設備(ModbusServial Device)，通過RS485串行接口與網(wǎng)關(guān)(Gate)相連U2。S上位機21為一控制機(Controller),通過以太網(wǎng)接口與網(wǎng)關(guān)(Gate)相連U2。所述下位機22把modbus串行報文數(shù)據(jù)通過串行接口 RS485傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)U2，經(jīng)串行輸入模塊把modbus數(shù)據(jù)拷貝到軟件程序內(nèi)存中，進入串口數(shù)據(jù)隊列，經(jīng)網(wǎng)關(guān)U2中的分析模塊U223分析其協(xié)議類型，判斷是否需要存儲，并重新包轉(zhuǎn)報文，生成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，通過RJ45以太網(wǎng)接口發(fā)送至上位機21。同理，所述上位機21發(fā)出以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，通過以太網(wǎng)接口 RJ45傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)U2，經(jīng)以太網(wǎng)輸入模塊把所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)拷貝到軟件程序內(nèi)存中，經(jīng)所述分析模塊U223分析其協(xié)議類型，判斷是否需要存儲，并重新包轉(zhuǎn)報文，經(jīng)格式轉(zhuǎn)換生成modbus報文數(shù)據(jù)，進入串口數(shù)據(jù)隊列，通過RS485串行接口發(fā)送至下位機22。
[0090]需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，由于串行數(shù)據(jù)和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)速度不一致，上行的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)速度遠大于下行的串行數(shù)據(jù)速度，因此在處理串行數(shù)據(jù)時，需要使用數(shù)據(jù)隊列以緩存數(shù)據(jù)。
[0091]本實施例通過增加串行接口及其處理模塊、熱備份模塊、存儲器，提供了網(wǎng)關(guān)的串行通信功能、熱備份功能以及存儲功能，既保證了數(shù)據(jù)的完整性和網(wǎng)關(guān)功能的可靠性，又能兼顧現(xiàn)有設備的可延續(xù)性。
[0092]本發(fā)明還提供了一種網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)。圖6為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)的第一實施例的結(jié)構(gòu)不意圖。如圖6所不，本實施例包括:王網(wǎng)關(guān)U3和次網(wǎng)關(guān)U3，。
[0093]所述主網(wǎng)關(guān)U3和所述次網(wǎng)關(guān)U3’均連接至共同的下位機32和共同的上位機31之間，并且所述主網(wǎng)關(guān)U3與所述次網(wǎng)關(guān)U3’互相連接。所述上位機31屬于網(wǎng)絡B，所述下位機32屬于另一網(wǎng)絡A。所述互相連接包括:直接相連或者均連接到共同的交換機。本實施例中，所述主網(wǎng)關(guān)U3與所述次網(wǎng)關(guān)U3’直接連接。
[0094]所述主網(wǎng)關(guān)U3，轉(zhuǎn)發(fā)獲取的數(shù)據(jù)包，并將所述數(shù)據(jù)包在所述次網(wǎng)關(guān)U3’上進行備份存儲。所述次網(wǎng)關(guān)U3’，在所述主網(wǎng)關(guān)U3異常時，替代所述主網(wǎng)關(guān)U3，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。
[0095]本實施例中，所述王網(wǎng)關(guān)U3和所述次網(wǎng)關(guān)U3’為相同的網(wǎng)關(guān)，均包括:串彳丁接口、以太網(wǎng)接口、輸入模塊、配置模塊、分析模塊、存儲模塊、轉(zhuǎn)發(fā)模塊、熱備份模塊、存儲器(圖未示)。在其他實施例中，所述主網(wǎng)關(guān)U3和所述次網(wǎng)關(guān)U3’可為不同的網(wǎng)關(guān)，僅需保證所述主網(wǎng)關(guān)U3和所述次網(wǎng)關(guān)U3’均具備熱備份模塊即可。
[0096]具體地，所述主網(wǎng)關(guān)U3和所述次網(wǎng)關(guān)U3’中的熱備份模塊包括:備份單元、檢測單元和切換單元，所述檢測單元與所述切換單元相連。各網(wǎng)關(guān)的備份單元互相連接，各網(wǎng)關(guān)的檢測單元互相連接，各網(wǎng)關(guān)的切換單元互相連接。
[0097]在其他次網(wǎng)關(guān)多于一個的實施例中，所述配置模塊還配置各次網(wǎng)關(guān)的優(yōu)先級。所述熱備份模塊中還包括:記錄單元，記錄各次網(wǎng)關(guān)的優(yōu)先級；所述記錄單元與所述切換單元相連，在檢測到所述主網(wǎng)關(guān)異常時，將優(yōu)先級最高的次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
[0098]需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上述部分組件可以是可編程邏輯器件，包括:可編程陣列邏輯(Programmable Array Logic, PAL)、通用陣列邏輯(Generic ArrayLogic, GAL)、現(xiàn)場可編程門陣列(Field — Programmable Gate Array, FPGA)、復雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)中的一種或多種，本發(fā)明對此不做具體限制。
[0099]相應地，本發(fā)明還提供了一種網(wǎng)關(guān)熱備份方法。圖7為本發(fā)明網(wǎng)關(guān)熱備份方法的第一實施例的流程示意圖。如圖7所述，本實施例包括以下步驟:[0100]執(zhí)行步驟S101，構(gòu)建網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)。所述網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)包括:互相連接的主網(wǎng)關(guān)和次網(wǎng)關(guān)，所述主網(wǎng)關(guān)和所述次網(wǎng)關(guān)均連接至共同的下位機和共同的上位機。
[0101]執(zhí)行步驟S102，主網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)獲取的數(shù)據(jù)包，并將所述數(shù)據(jù)包在次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲。具體地，所述將獲取的數(shù)據(jù)包在次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲包括:以存儲隊列的形式存儲所述數(shù)據(jù)包，所述數(shù)據(jù)包同時進入備份隊列，將所述備份隊列中的數(shù)據(jù)包按序發(fā)送至所述次網(wǎng)關(guān)，進入所述次網(wǎng)關(guān)的存儲隊列。
[0102]執(zhí)行步驟S103，次網(wǎng)關(guān)定時檢測主網(wǎng)關(guān)的運行狀態(tài)，在檢測到主網(wǎng)關(guān)異常時，將次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。具體地，所述定時檢測所述主網(wǎng)關(guān)的運行狀態(tài)包括:接收所述主網(wǎng)關(guān)定時發(fā)送的心跳包，在連續(xù)未收到所述心跳包的次數(shù)超過預設閾值時，提示主網(wǎng)關(guān)異常；所述心跳包中包含所述主設備的工作信息。本實施例中，所述主網(wǎng)關(guān)每隔30秒向所述次網(wǎng)關(guān)發(fā)送一次心跳包，若次網(wǎng)關(guān)連續(xù)3次未收到心跳包，則認為主網(wǎng)關(guān)異常，將所述次網(wǎng)關(guān)自動升級為主網(wǎng)關(guān)，繼續(xù)執(zhí)行網(wǎng)關(guān)功能。
[0103]需要說明的是，當所述次網(wǎng)關(guān)多于一個時，本方法還包括:配置各個次網(wǎng)關(guān)的優(yōu)先級。在檢測到所述主網(wǎng)關(guān)異常時，將優(yōu)先級最高的次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
[0104]需要說明的是，通過以上的實施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明的部分或全部可借助軟件并結(jié)合必需的通用硬件平臺來實現(xiàn)。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品可包括其上存儲有機器可執(zhí)行指令的一個或多個機器可讀介質(zhì)，這些指令在由諸如計算機、計算機網(wǎng)絡或其他電子設備等一個或多個機器執(zhí)行時可使得該一個或多個機器根據(jù)本發(fā)明的實施例來執(zhí)行操作。機器可讀介質(zhì)可包括，但不限于，軟盤、光盤、CD-ROM (緊致盤-只讀存儲器)、磁光盤、ROM (只讀存儲器)、RAM (隨機存取存儲器)、EPROM (可擦除可編程只讀存儲器)、EEPROM (電可擦除可編程只讀存儲器)、磁卡或光卡、閃存、或適于存儲機器可執(zhí)行指令的其他類型的介質(zhì)/機器可讀介質(zhì)。
[0105]本發(fā)明可用于眾多通用或?qū)Ｓ玫挠嬎阆到y(tǒng)環(huán)境或配置中。例如:個人計算機、服務器計算機、手持設備或便攜式設備、平板型設備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、置頂盒、可編程的消費電子設備、網(wǎng)絡PC、小型計算機、大型計算機、包括以上任何系統(tǒng)或設備的分布式計算環(huán)境等。
[0106]本發(fā)明可以在由計算機執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計算環(huán)境中實踐本申請，在這些分布式計算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡而被連接的遠程處理設備來執(zhí)行任務。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲設備在內(nèi)的本地和遠程計算機存儲介質(zhì)中。
[0107]本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種網(wǎng)關(guān)，其特征在于，包括: 處理器、網(wǎng)關(guān)接口和存儲器； 所述處理器包括:輸入模塊、配置模塊、分析模塊、存儲模塊、轉(zhuǎn)發(fā)模塊； 所述輸入模塊與所述網(wǎng)關(guān)接口相連接，通過網(wǎng)關(guān)接口，與上位機、下位機通信，獲取數(shù)據(jù)包； 所述配置模塊，配置所述網(wǎng)關(guān)的參數(shù)、過濾規(guī)則、存儲規(guī)則； 所述分析模塊與所述輸入模塊、配置模塊相連接，根據(jù)所述過濾規(guī)則、存儲規(guī)則對所述數(shù)據(jù)包進行分析，確定所述數(shù)據(jù)包的后續(xù)處理； 所述存儲模塊與所述分析模塊、所述存儲器相連接，將需要存儲的數(shù)據(jù)包存儲于所述存儲器中； 所述轉(zhuǎn)發(fā)模塊與所述分析模塊、所述網(wǎng)關(guān)接口相連接，把滿足所述過濾規(guī)則的數(shù)據(jù)，按照所述數(shù)據(jù)包中的地址經(jīng)所述網(wǎng)關(guān)接口轉(zhuǎn)發(fā)到下一站。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于， 所述配置模塊為嵌入式web系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于， 所述后續(xù)處理包括:直接轉(zhuǎn)發(fā)或存儲后轉(zhuǎn)發(fā)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，通過實時數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的存儲。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述實時數(shù)據(jù)庫為BerkeleyDB。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述存儲器為永久記憶性存儲器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的任一種網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述處理器還包括:熱備份模塊，所述熱備份模塊與所述分析模塊相連接； 所述配置模塊，還用于在當所述網(wǎng)關(guān)用于網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)時，配置主次網(wǎng)關(guān)； 當所述網(wǎng)關(guān)為網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)的主網(wǎng)關(guān)時，所述熱備份模塊將所述數(shù)據(jù)包在次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲； 當所述網(wǎng)關(guān)為網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)的次網(wǎng)關(guān)時，所述熱備份模塊定時檢測所述主網(wǎng)關(guān)的運行狀態(tài)，在檢測到所述主網(wǎng)關(guān)異常時，將所述次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于， 所述輸入模塊包括:串行輸入模塊和以太網(wǎng)輸入模塊； 所述網(wǎng)關(guān)接口包括:與所述上位機連接的第一接口和與所述下位機連接的第二接口 ；所述第一接口包括:以太網(wǎng)接口，所述第二接口包括:串行接口和以太網(wǎng)接口 ； 所述串行輸入模塊與所述串行接口相連接；所述以太網(wǎng)輸入模塊與所述以太網(wǎng)接口相連接； 所述分析模塊，還用于對串行數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述串行接口為RS485接口。
10.根據(jù)權(quán)利要求 8所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述以太網(wǎng)接口為RJ45接口。
11.一種網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)，其特征在于，包括: 至少兩個網(wǎng)關(guān)，所述網(wǎng)關(guān)為如權(quán)利要求7至10所述任一種網(wǎng)關(guān)； 其中，一個網(wǎng)關(guān)被配置為主網(wǎng)關(guān)，其他網(wǎng)關(guān)被配置為次網(wǎng)關(guān)； 所述主網(wǎng)關(guān)與所述次網(wǎng)關(guān)互相連接；所述主網(wǎng)關(guān)和所述次網(wǎng)關(guān)均連接至共同的下位機和共同的上位機； 所述主網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)獲取的數(shù)據(jù)包，并將所述數(shù)據(jù)包在所述次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲；所述次網(wǎng)關(guān)在所述主網(wǎng)關(guān)異常時替代所述主網(wǎng)關(guān)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)，其特征在于， 所述互相連接包括:直接相連或者經(jīng)交換機實現(xiàn)連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)，其特征在于， 所述熱備份模塊包括:備份單元、檢測單元和切換單元，所述檢測單元與所述切換單元相連； 各網(wǎng)關(guān)的備份單元互相連接，各網(wǎng)關(guān)的檢測單元互相連接，各網(wǎng)關(guān)的切換單元互相連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)，其特征在于， 所述配置模塊，還配置各次網(wǎng)關(guān)的優(yōu)先級； 所述熱備份模 塊中還包括:記錄單元，記錄各次網(wǎng)關(guān)的優(yōu)先級；所述記錄單元與所述切換單元相連，在檢測到所述主網(wǎng)關(guān)異常時，將優(yōu)先級最高的次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
15.—種網(wǎng)關(guān)熱備份方法,其特征在于,包括: 構(gòu)建如權(quán)利要求11至14所述的任一種網(wǎng)關(guān)熱備份系統(tǒng)； 所述主網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)獲取的數(shù)據(jù)包，并將所述數(shù)據(jù)包在所述次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲； 所述次網(wǎng)關(guān)定時檢測所述主網(wǎng)關(guān)的運行狀態(tài)，在檢測到所述主網(wǎng)關(guān)異常時，將所述次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的網(wǎng)關(guān)熱備份方法，其特征在于， 所述將所述數(shù)據(jù)包在次網(wǎng)關(guān)上進行備份存儲包括:以存儲隊列的形式存儲所述數(shù)據(jù)包，所述數(shù)據(jù)包同時進入備份隊列，將所述備份隊列中的數(shù)據(jù)包按序發(fā)送至所述次網(wǎng)關(guān)，進入所述次網(wǎng)關(guān)的存儲隊列。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的網(wǎng)關(guān)熱備份方法，其特征在于， 所述定時檢測所述主網(wǎng)關(guān)的運行狀態(tài)包括:接收所述主網(wǎng)關(guān)定時發(fā)送的心跳包，在連續(xù)未收到所述心跳包的次數(shù)超過預設閾值時，提示主網(wǎng)關(guān)異常；所述心跳包中包含所述主設備的工作信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求17述的網(wǎng)關(guān)熱備份方法，其特征在于， 所述定時發(fā)送包括:每隔30秒發(fā)送一次； 所述預設閾值為:3。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的網(wǎng)關(guān)熱備份方法，其特征在于， 當所述次網(wǎng)關(guān)多于一個時，還包括:配置各次網(wǎng)關(guān)的優(yōu)先級； 在檢測到所述主網(wǎng)關(guān)異常時，將優(yōu)先級最高的次網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
【文檔編號】H04L12/24GK103973476SQ201310048240
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月6日
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