專利名稱：串行通信自動切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及串行通信領(lǐng)域，具體是一種的串行通信自動切換裝置。
背景技術(shù)：
隨著企業(yè)信息化的發(fā)展，各種生產(chǎn)監(jiān)測、監(jiān)控、計量系統(tǒng)在煤礦進行大規(guī)模的推廣 和使用，如KJ90型煤礦監(jiān)控系統(tǒng)、KJ95型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng)、KJ69井下人員定位跟蹤系 統(tǒng)、核子稱自動計量系統(tǒng)、電子軌道衡等等。這些系統(tǒng)大多可分為兩部分，即工業(yè)監(jiān)測、控制 部分和數(shù)據(jù)采集傳輸、計算機信息網(wǎng)絡(luò)部分。其中數(shù)據(jù)采集傳輸部分多采用RS232串行總 線或RS232轉(zhuǎn)RS485總線。計算機信息網(wǎng)絡(luò)部分由于受到病毒感染、硬件損壞、系統(tǒng)死機等 各種因素的影響，易發(fā)生故障，多采用井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機同時工作的方法來保證系 統(tǒng)的安全，但是井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)傳輸線路的切換多采 用手工拔插電纜的方式完成，這就造成許多問題1、如井上監(jiān)控主機或監(jiān)控備用機數(shù)據(jù)采 集軟件無法響應(yīng)、死機等問題無法及時發(fā)現(xiàn)，會導(dǎo)致手工切換遲后，進而造成數(shù)據(jù)采集、傳 輸中斷；2、在對井上監(jiān)控主機或監(jiān)控備用機進行整理、殺毒、數(shù)據(jù)備份時，人工切換井上監(jiān) 控主機、監(jiān)控備用機，繁瑣、費時；3、由于工業(yè)控制線路電壓不穩(wěn)，對數(shù)據(jù)通信電纜進行熱拔 插可能損壞井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機，如果關(guān)機后切換再重開機，又比較費時。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了解決目前井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機的切換方式費時、不利系統(tǒng) 數(shù)據(jù)傳輸、且損壞井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機可能性較高等問題，針對基于串行通信接口標(biāo) 準(zhǔn)的監(jiān)控系統(tǒng)，提供了一種串行通信自動切換裝置。 本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的串行通信自動切換裝置，包括單片機、輸 出端與單片機連接的電平轉(zhuǎn)換器、得電與否受單片機控制的多路繼電器、用于與井下監(jiān)控 網(wǎng)絡(luò)的串行通信接口連接的連接器CN1、分別用于與井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機的串行通信 接口連接的連接器CN2和連接器CN3，連接器CN1的各引腳分別經(jīng)多路繼電器的轉(zhuǎn)換型觸點 與連接器CN2、連接器CN3的相對應(yīng)引腳相連，電平轉(zhuǎn)換器的輸入端與連接器CN1的接收數(shù) 據(jù)信號引腳(RXD)、發(fā)送數(shù)據(jù)信號引腳(TXD)相連。 使用時，如圖2所示，將本裝置的連接器CN2、 CN3、 CN1分別通過串行數(shù)據(jù)傳輸電 纜與井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機、井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信接口連接，多路繼電器轉(zhuǎn)換型觸 點的初始狀態(tài)使連接器CN2與連接器CN1對應(yīng)引腳相連，即建立了井上監(jiān)控主機與井下監(jiān) 控網(wǎng)絡(luò)的串行通信連接，實現(xiàn)了井上監(jiān)控主機對井下狀況的監(jiān)測控制；與此同時，井上監(jiān)控
主機與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之間的通訊狀況受本裝置內(nèi)單片機的實時監(jiān)控，即井上監(jiān)控主機與井 下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號會經(jīng)電平轉(zhuǎn)換器電平轉(zhuǎn)換后，傳輸至單片機，由單片機進 行監(jiān)測，如井上監(jiān)控主機工作正常，單片機會接收到有序脈沖信號，則單片機不改變多路繼 電器的得失電狀態(tài)，即保持多路繼電器轉(zhuǎn)換型觸點的初始狀態(tài)，使連接器CN2與連接器CN1 的保持連接，井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)可以繼續(xù)將監(jiān)測信號向井上監(jiān)控主機上傳；反之，如井上監(jiān)控主機工作不正常，單片機將接收不到信號或者接收到雜亂脈沖信號，則單片機改變多路繼電 器的得失電狀態(tài)，轉(zhuǎn)換多路繼電器轉(zhuǎn)換型觸點的狀態(tài)，使連接器CN3與連接器CN1的保持連 接，建立井上監(jiān)控備用機與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信連接，實現(xiàn)井上監(jiān)控備用機對井下狀 況的監(jiān)測控制，井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測信號向監(jiān)控備用機上傳。同理，如監(jiān)控備用機工作正 常，則保持井上監(jiān)控備用機與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信連接；如監(jiān)控備用機工作不正常，則 切換至井上監(jiān)控主機與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信連接；如井上監(jiān)控主機與監(jiān)控備用機皆工 作不正常，則井上與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信連接一直在井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機之間 切換。 為顯示本裝置的工作狀態(tài)，以便判斷當(dāng)前井上、井下的串行通信連接，單片機輸出 端還連接有分別用于指示當(dāng)前與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)串行通信連接的是井上監(jiān)控主機、還是監(jiān)控 備用機的發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2。當(dāng)發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2快速切 換閃爍，表明井上監(jiān)控主機與監(jiān)控備用機皆工作不正常。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)串 行通信連接時的通訊狀態(tài)判斷井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機的工作狀態(tài)(即是否工作正常)， 并通過控制多路繼電器轉(zhuǎn)換型觸點動作實現(xiàn)井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機的切換，保證井上 監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機中工作正常的那一個與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)串行通信連接，實現(xiàn)井上、井下 之間的不間斷通訊。 本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、合理，使用效果好，實現(xiàn)了井上、井下之間的不間斷通訊，提 高了井上、井下間通訊的穩(wěn)定性。

圖1為本實用新型的一具體電路原理圖； 圖2為本實用新型的應(yīng)用狀態(tài)示意圖。
具體實施方式針對基于RS-232串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)控系統(tǒng)，所述串行通信自動切換裝置包 括單片機、輸出端與單片機連接的電平轉(zhuǎn)換器、得電與否受單片機控制的多路繼電器、用于 與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信接口連接的連接器CN1、分別用于與井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機 的串行通信接口連接的連接器CN2和連接器CN3，連接器CN1的各引腳分別經(jīng)多路繼電器 的轉(zhuǎn)換型觸點與連接器CN2、連接器CN3的相對應(yīng)引腳相連，電平轉(zhuǎn)換器的輸入端與連接器 CN1的接收數(shù)據(jù)信號引腳RXD、發(fā)送數(shù)據(jù)信號引腳TXD相連。單片機輸出端還連接有分別用 于指示當(dāng)前與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)串行通信連接的是井上監(jiān)控主機、還是監(jiān)控備用機的發(fā)光二極 管LED1、發(fā)光二極管LED2。 具體實施時，如圖1所示，單片機采用AT89C55型單片機；電平轉(zhuǎn)換器采用電平轉(zhuǎn) 換芯片MAX232 ;連接器CN1、連接器CN2、連接器CN3采用DB-9型連接器；采用4路繼電器 Kll、 K12、 K21、 K21，且繼電器Kll、 K12、 K21、 K21的轉(zhuǎn)換型觸點為雙開雙閉觸點，單片機對 4路繼電器的控制是通過基極與單片機連接的三極管Tl、 T2實現(xiàn)的，即每兩路繼電器并聯(lián) 后，分別串接于三極管T1、T2的集電極。 經(jīng)在KJ90型煤礦監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用驗證，本裝置針對當(dāng)前應(yīng)用中的井上監(jiān)控主機或監(jiān)控備用機的數(shù)據(jù)采集軟件無法響應(yīng)、死機等問題，可以在三十秒內(nèi)自動切換至正常工
作的監(jiān)控備用機或井上監(jiān)控主機，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)傳輸。而且在對井
上監(jiān)控主機或監(jiān)控備用機進行整理、殺毒、數(shù)據(jù)備份時，可自動切換至監(jiān)控備用機或井上監(jiān)
控主機，無需手工拔插，避免了熱拔插可能損壞井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機的情況。 考慮到目前各種生產(chǎn)監(jiān)測、監(jiān)控、計量系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸部分的原理皆大同小異，因
此，本裝置可以廣泛應(yīng)用于上述系統(tǒng)中。
權(quán)利要求一種串行通信自動切換裝置，其特征在于包括單片機、輸出端與單片機連接的電平轉(zhuǎn)換器、得電與否受單片機控制的多路繼電器、用于與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信接口連接的連接器CN1、分別用于與井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機的串行通信接口連接的連接器CN2和連接器CN3，連接器CN1的各引腳分別經(jīng)多路繼電器的轉(zhuǎn)換型觸點與連接器CN2、連接器CN3的相對應(yīng)引腳相連，電平轉(zhuǎn)換器的輸入端與連接器CN1的接收數(shù)據(jù)信號引腳、發(fā)送數(shù)據(jù)信號引腳相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行通信自動切換裝置，其特征在于單片機輸出端還連接 有分別用于指示當(dāng)前與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)串行通信連接的是井上監(jiān)控主機、還是監(jiān)控備用機的 發(fā)光二極管LED1、發(fā)光二極管LED2。
專利摘要本實用新型涉及串行通信領(lǐng)域，具體是一種的串行通信自動切換裝置。解決了目前井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機的切換方式費時、不利系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、損壞主機可能性較高等問題，含單片機、輸出端與單片機連接的電平轉(zhuǎn)換器、得電與否受單片機控制的多路繼電器、用于與井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的串行通信接口連接的連接器CN1、分別用于與井上監(jiān)控主機、監(jiān)控備用機的串行通信接口連接的連接器CN2和連接器CN3，連接器CN1的各引腳分別經(jīng)多路繼電器的轉(zhuǎn)換型觸點與連接器CN2、連接器CN3的相對應(yīng)引腳相連，電平轉(zhuǎn)換器的輸入端與連接器CN1的接收數(shù)據(jù)信號引腳、發(fā)送數(shù)據(jù)信號引腳相連。結(jié)構(gòu)簡單、合理，使用效果好，實現(xiàn)了井上、井下之間的不間斷通訊，提高了井上、井下間通訊的穩(wěn)定性。
文檔編號G05B19/418GK201440218SQ20092010410
公開日2010年4月21日 申請日期2009年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月13日
發(fā)明者劉立中, 李晉, 王永紅, 邢波 申請人:山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司