本實(shí)用新型屬于通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置。

背景技術(shù)：

隨著網(wǎng)絡(luò)智能化系統(tǒng)的發(fā)展，傳感器監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)中的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)需要解決采集數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸問(wèn)題，同時(shí)還需要解決采集數(shù)據(jù)的斷網(wǎng)續(xù)傳問(wèn)題；現(xiàn)有技術(shù)中，常常使用單網(wǎng)口的數(shù)據(jù)采集器通過(guò)網(wǎng)線與交換機(jī)實(shí)現(xiàn)總線型的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)。

總線型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是將網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)數(shù)據(jù)采集器用一根總線掛接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能；總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適用于通信設(shè)備數(shù)目相對(duì)較少的局域網(wǎng)絡(luò)，通常這種局域網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率在100Mbps，主要適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小的場(chǎng)所。

總線型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有以下缺點(diǎn)：

1）、總線型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的總線傳輸距離有限，通信范圍受到限制；

2）、總線型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，一旦線路斷路將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中斷，進(jìn)而導(dǎo)致其穩(wěn)定性較差，安全性低，監(jiān)控比較困難，不易增加新站點(diǎn)；

3）故障診斷和隔離比較困難；雖然總線拓?fù)溥m合辦公室的布局，易于安裝，但是干線電纜的故障將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)陷入癱瘓；當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，隔離起來(lái)還比較方便，一旦傳輸介質(zhì)出現(xiàn)故障時(shí)，就需要將整個(gè)總線切斷；

4）易于發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞，線路爭(zhēng)用現(xiàn)象比較嚴(yán)重；分布式協(xié)議不能保證信息的及時(shí)傳送，不具有實(shí)時(shí)功能，站點(diǎn)必須有介質(zhì)訪問(wèn)控制功能，從而增加了站點(diǎn)的硬件和軟件開(kāi)銷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一實(shí)施方式提供一種基于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置，所述裝置包括：交換機(jī)和N個(gè)遠(yuǎn)端適配器，N為大于等于2的正整數(shù)；

所述交換機(jī)上配置交換機(jī)主網(wǎng)口和交換機(jī)副網(wǎng)口，任一個(gè)所述遠(yuǎn)端適配器均配置一個(gè)遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口和遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口；

所述交換機(jī)主網(wǎng)口與第一個(gè)遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口電性連接，所述交換機(jī)副網(wǎng)口與第N個(gè)遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口電性連接；第1個(gè)至第N個(gè)遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口與遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口依次電性連接，以形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置。

作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述交換機(jī)為嵌入式的WINCE設(shè)備。

作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述嵌入式的WINCE設(shè)備包括：電路板以及擴(kuò)展板；

所述電路板用于處理接收或發(fā)送的交換數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)交換數(shù)據(jù)的傳送狀態(tài)以及監(jiān)測(cè)整個(gè)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)。

作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電路板包括：嵌入式ARM處理器、SDRAM、NAND FLASH、NOR FLASH；

所述SDRAM與ARM處理器頻率同步，共享一個(gè)時(shí)鐘周期，包括兩個(gè)交錯(cuò)的存儲(chǔ)陣列；

所述NAND FLASH 用于快速存儲(chǔ)大型文件；

所述NOR FLASH 用于將應(yīng)用程序直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行。

作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述擴(kuò)展板包括：若干個(gè)外設(shè)接口；

所述擴(kuò)展板上的其中一個(gè)外設(shè)接口為交換機(jī)主網(wǎng)口或交換機(jī)副網(wǎng)口，以用于與所述遠(yuǎn)端適配器電性連接，采集及傳遞交換數(shù)據(jù)。

作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述外設(shè)接口具體包括：VGA口、交換機(jī)主網(wǎng)口/交換機(jī)副網(wǎng)口、第一供電電源；

所述VGA口與外部的顯示器相連，用于顯示所述交換機(jī)的配置操作界面；

所述交換機(jī)主網(wǎng)口/交換機(jī)副網(wǎng)口用于與所述遠(yuǎn)端適配器電性連接，以采集及傳遞交換數(shù)據(jù)；

第一供電電源，用于為所述交換機(jī)提供電源。

作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述外設(shè)接口還包括： USB接口；

所述USB接口與外部的鼠標(biāo)相連，用于操作交換機(jī)的WINCE操作系統(tǒng)。

作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述遠(yuǎn)端適配器包括：32位的ARM微控制器，2塊TCP/IP 嵌入式以太網(wǎng)控制器，遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口，遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口，IO量采集端口以及第二供電電源；

所述ARM微控制器與所述交換機(jī)和/或其他遠(yuǎn)端適配器電性連接，用于處理接收或發(fā)送的交換數(shù)據(jù)；

TCP/IP 嵌入式以太網(wǎng)控制器集成TCP/IP協(xié)議棧，10/100M以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層及物理層，提供外設(shè)串行接口，以與外設(shè)MCU整合；

所述遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口/交換機(jī)遠(yuǎn)端適配器用于與所述交換機(jī)和/或其它所述遠(yuǎn)端適配器電性連接，以采集及傳遞交換數(shù)據(jù)；

所述IO量采集端口用于采集外部的數(shù)據(jù)至所述遠(yuǎn)端適配器；

所述第二供電電源，用于為所述遠(yuǎn)端適配器提供電源。

作為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述32位的ARM微控制器的內(nèi)核為Cortex-M3。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸模式，不僅能夠減少部署交換機(jī)的數(shù)量和網(wǎng)線的布線量，同時(shí)能夠避免由于某段網(wǎng)線的突然斷掉而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題，在保障網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的前提下大大節(jié)約系統(tǒng)成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施方式中正常工作模式下，基于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中交換機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中遠(yuǎn)端適配器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是對(duì)應(yīng)圖1的基于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置發(fā)生故障時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖所示的具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本實(shí)用新型，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

如圖1所示，本實(shí)用新型一實(shí)施方式中，基于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置包括：交換機(jī)100和N個(gè)遠(yuǎn)端適配器200，N為大于等于2的正整數(shù)；所述交換機(jī)100上配置交換機(jī)主網(wǎng)口和交換機(jī)副網(wǎng)口，任一個(gè)所述遠(yuǎn)端適配器200均配置一個(gè)遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口和遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口；所述交換機(jī)主網(wǎng)口與第一個(gè)遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口電性連接，所述交換機(jī)副網(wǎng)口與第N個(gè)遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口電性連接；第1個(gè)至第N個(gè)遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口與遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口依次電性連接，以形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置。

結(jié)合圖2所示，本實(shí)用新型一具體實(shí)施方式中，所述交換機(jī)100為嵌入式的WINCE設(shè)備；所述WINCE設(shè)備的交換機(jī)主網(wǎng)口和交換機(jī)副網(wǎng)口分別與第一個(gè)和最后一個(gè)遠(yuǎn)端適配器200電性連接，以形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置。其中，所述嵌入式的WINCE設(shè)備包括：電路板11以及擴(kuò)展板12。

所述電路板11用于處理接收或發(fā)送的交換數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)交換數(shù)據(jù)的傳送狀態(tài)以及監(jiān)測(cè)整個(gè)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)；其包括：嵌入式ARM處理器111、SDRAM112、NAND FLASH113、NOR FLASH114；所述SDRAM與ARM處理器頻率同步，共享一個(gè)時(shí)鐘周期，包括兩個(gè)交錯(cuò)的存儲(chǔ)陣列；當(dāng)嵌入式ARM處理器111從一個(gè)存儲(chǔ)陣列訪問(wèn)數(shù)據(jù)的同時(shí)，另一個(gè)存儲(chǔ)陣列已準(zhǔn)備好讀寫數(shù)據(jù)，通過(guò)兩個(gè)存儲(chǔ)陣列的緊密切換，讀取效率得到成倍提高；所述NAND FLASH 用于快速存儲(chǔ)大型文件；所述NOR FLASH 用于將應(yīng)用程序直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行，如此，不必再把代碼讀到SDRAM中。

本實(shí)用新型具體實(shí)施方式中，所述擴(kuò)展板12用于采集及傳遞交換數(shù)據(jù)；包括：若干個(gè)外設(shè)接口，所述擴(kuò)展板12其中一個(gè)外設(shè)接口為交換機(jī)主網(wǎng)口或交換機(jī)副網(wǎng)口，以用于與所述遠(yuǎn)端適配器200電性連接，采集及傳遞交換數(shù)據(jù)。

所述外設(shè)接口包括：VGA口121、交換機(jī)主網(wǎng)口/交換機(jī)副網(wǎng)口122、第一供電電源123、USB接口124；所述VGA口121與外部的顯示器（未具體圖示）相連，用于顯示所述交換機(jī)的配置操作界面；；所述交換機(jī)主網(wǎng)口/交換機(jī)副網(wǎng)口122用于與所述遠(yuǎn)端適配器電性連接，以采集及傳遞交換數(shù)據(jù)；所述USB接口123與外部的鼠標(biāo)（未具體圖示）相連，用于操作交換機(jī)的WINCE操作系統(tǒng)；所述第一供電電源124，用于為整個(gè)交換機(jī)100提供電源。

結(jié)合圖3所示，所述遠(yuǎn)端適配器200為雙網(wǎng)口數(shù)據(jù)采集設(shè)備；其包括：32位的ARM微控制器21，2塊TCP/IP 嵌入式以太網(wǎng)控制器22，遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口23，遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口24，IO量采集端口25以及第二供電電源26。

所述ARM微控制器21與所述交換機(jī)100和/或其他遠(yuǎn)端適配器200電性連接，用于處理接收或發(fā)送的交換數(shù)據(jù)；本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式中，所述ARM微控制器21的內(nèi)核為Cortex-M3。所述TCP/IP 嵌入式以太網(wǎng)控制器22為硬件開(kāi)銷，其集成了TCP/IP協(xié)議棧，10/100M以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層（MAC）及物理層（PHY），提供了外設(shè)串行接口，能夠非常方便與外設(shè)MCU整合；而且，使用了新的高效SPI協(xié)議支持80MHz速率，從而能夠更好的實(shí)現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)通訊，提供了網(wǎng)絡(luò)喚醒模式及掉電模式，能夠減少系統(tǒng)能耗。所述IO量采集端口25用于采集外部的數(shù)據(jù)至所述遠(yuǎn)端適配器200；具體的，所述IO量采集端口25用于采集外部的數(shù)據(jù)至ARM微控制器21中，同時(shí)ARM微控制器21將IO量采集端口25采集的外部的數(shù)據(jù)以及遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口23或遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口24其中之一采集到的相鄰的遠(yuǎn)端適配器的交換數(shù)據(jù)發(fā)往遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口23或遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口24其中另一，以下將會(huì)詳細(xì)描述。所述第二供電電源26用于為整個(gè)遠(yuǎn)端適配器200提供電源。

本實(shí)用新型的基于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置的具體應(yīng)用示例；該基于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置包括1個(gè)具有雙網(wǎng)口的WINCE設(shè)備，以及N個(gè)遠(yuǎn)端適配器；N個(gè)遠(yuǎn)端適配器中，第一個(gè)遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口與WINCE設(shè)備的交換機(jī)主網(wǎng)口電性連接；第N個(gè)遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口與WINCE設(shè)備的交換機(jī)副網(wǎng)口電性連接。

結(jié)合圖1所示，正常工作模式下，各個(gè)相鄰的所述遠(yuǎn)端適配器均由其所述IO量采集端口采集外部的數(shù)據(jù)，并通過(guò)所述遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口采集相鄰遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口發(fā)送的數(shù)據(jù)；進(jìn)一步的，通過(guò)每個(gè)所述遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口將上述數(shù)據(jù)依次傳遞至其相鄰的所述遠(yuǎn)端適配器，最后，通過(guò)第1個(gè)遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口將數(shù)據(jù)發(fā)送至所述WINCE設(shè)備進(jìn)行處理；進(jìn)而形成一個(gè)逆時(shí)針的環(huán)路傳輸，如圖2箭頭所示方向傳輸。

當(dāng)環(huán)路中某一段網(wǎng)線出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，結(jié)合圖4所示，第一個(gè)遠(yuǎn)端適配器和第二個(gè)遠(yuǎn)端適配器之間的網(wǎng)線斷開(kāi)，導(dǎo)致第一個(gè)遠(yuǎn)端適配器和第二個(gè)遠(yuǎn)端適配器之間無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；此時(shí)，按照傳統(tǒng)的總線型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的傳輸裝置，則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中斷；而本實(shí)用新型中并不會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷，其具體工作流程如下所示：

第一個(gè)遠(yuǎn)端適配器仍按照原來(lái)的傳輸協(xié)議進(jìn)行傳輸；第二個(gè)遠(yuǎn)端適配器監(jiān)測(cè)到其數(shù)據(jù)發(fā)送方向的網(wǎng)線發(fā)生故障；此時(shí)，第二個(gè)遠(yuǎn)端適配器根據(jù)內(nèi)部程序的協(xié)議機(jī)制，將通過(guò)IO量采集端口采集到的數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)往其對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)端適配器主端口和遠(yuǎn)端適配器副端口，通過(guò)第二個(gè)遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器副端口發(fā)送指令通知其相鄰的遠(yuǎn)端適配器將遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口和遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口的功能對(duì)調(diào)，并將該遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口和遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口的功能對(duì)調(diào)指令從第二個(gè)遠(yuǎn)端適配器依次傳至第N個(gè)遠(yuǎn)端適配器，從而實(shí)現(xiàn)從第三個(gè)遠(yuǎn)端適配器開(kāi)始，每個(gè)遠(yuǎn)端適配器均將采集到的外部數(shù)據(jù)以及遠(yuǎn)端適配器副端口接收到的交換數(shù)據(jù)從其遠(yuǎn)端適配器主端口發(fā)送至下一遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器副端口，最后通過(guò)第N個(gè)遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器主端口將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳送到WINCE設(shè)備；從而避免了由于網(wǎng)線的突然斷掉，導(dǎo)致各個(gè)遠(yuǎn)端適配器的數(shù)據(jù)無(wú)法傳遞的問(wèn)題發(fā)生。

進(jìn)一步的，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)WINCE設(shè)備的數(shù)據(jù)接收狀況，以判斷整個(gè)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)是中是否發(fā)生鏈路中斷，以通知維護(hù)人員及時(shí)修理；當(dāng)中斷的鏈路恢復(fù)正常時(shí)，各個(gè)遠(yuǎn)端適配器根據(jù)自身的傳輸協(xié)議判斷其相應(yīng)的遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口、遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口均與相鄰的遠(yuǎn)端適配器的遠(yuǎn)端適配器主網(wǎng)口、遠(yuǎn)端適配器副網(wǎng)口重新建立連接，此時(shí)，當(dāng)前的遠(yuǎn)端適配器恢復(fù)正常模式下的傳輸機(jī)制，同時(shí)，通知其相鄰的遠(yuǎn)端適配器恢復(fù)正常的傳輸機(jī)制，并最終將該指令發(fā)送至WINCE設(shè)備，實(shí)現(xiàn)正常的工作模式，在此不做繼續(xù)贅述。

綜上所述，本實(shí)用新型的基于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸裝置，采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸模式，不僅能夠減少部署交換機(jī)的數(shù)量和網(wǎng)線的布線量，同時(shí)能夠避免由于某段網(wǎng)線的突然斷掉而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題，在保障網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的前提下大大節(jié)約系統(tǒng)成本。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本實(shí)用新型的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，它們并非用以限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡未脫離本實(shí)用新型技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。