专利名称：通信模块的数据中继装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通信模块的数据中继装置。尤其涉及一种将具有两个输入输出以 太网通信端口的多个通信模块，利用线性拓扑(line topology)方式连接组成的网络中，多 个通信模块中若有不工作的通信模块时，中继单元将发送至不工作的通信模块输入输出端 口的数据进行中继，从而使正常工作的多个通信模块之间能正常进行数据通信的通信模块 的输入输出端口中继装置。
背景技术：
FA (Factory Automation :工厂自动化)系统中输入输出设备通常使用直接连接 进行驱动的方法。 最近，由于通信技术的发展、设置的方便性以及减少费用等原因，将多个设备通过 网络进行连接使相互之间可以进行通信。 上述网络中有作为通信模块使用以太网(Ethernet)将多个设备进行连接的方
式。上述以太网因具有速度快、媒体的大众化、熟悉性以及相对于现场总线通信模块设置费
用低，而且还能与办公网络进行连接等很多优点，在产业现场中被广泛使用。 并且，具有两个输入输出端口的以太网，设有串联每个通信模块的切换功能，解决
了星形拓扑结构的缺点，即中央集中型因开关故障而引起全部网络无法工作等问题，并且
因线性拓扑的布线方便而备受瞩目。 上述将以太网作为通信模块，利用线性拓扑构成网络时，与现有的现场总线通信 模块方式不同，当中间位置的某一通信模块不工作时，不工作的通信模块不会对接收的数 据进行中继，从而使正常工作的通信模块也无法进行数据通信。 因此为了兼顾上述具有切换功能的两个输入输出端口的以太网通信模块和现有 的现场总线性拓扑构成的优点，在通信模块无法正常工作时，有必要对两个输入输出端口 接收的数据进行中继。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通信模块的数据中继装置，该装置具有中继数据的数 据中继单元，当通信模块不进行正常工作时，上述数据中继单元将通过第一输入输出端口 接收的数据输出并中继给第二输入输出端口 ，而通过第二输入输出端口接收的数据输出并 中继给第一输入输出端口 ，从而使正常工作的多个通信模块之间能正常进行数据通信。
另外，本发明旨在提供一种通信模块的数据中继装置，上述数据中继单元将电池 的充电电压作为动作电压提供，从而即使发生停电等现象，数据中继单元也能正常工作并 对数据进行中继。 本发明所要解决的技术问题，不限于上述提供的技术问题，未涉及的技术问题本 领域的普通技术人员将在下述材料中能明确理解。 根据本发明通信模块的数据中继装置，通信模块具备数据中继单元。上述数据中
3继单元将电池的充电电压作为动作电压提供，从而即使发生停电也能正常工作。 另外，上述数据中继单元对上述通信模块是否正常工作进行判断。 通过上述通信模块的电源端子是否施加了动作电压来判断上述通信模块是否工
作。当上述通信模块的电源端子被施加了动作电压时，上述数据中继单元判断为通信模块
正常工作；而当上述通信模块的电源端子未被施加动作电压时，上述数据中继单元则判断
为通信模块停止工作。 另外，上述数据中继单元，除了通过提供给通信模块的动作电压以外，也可以通过 其它方法判断通信模块是否正常工作。 当判断为上述通信模块进行正常工作时，上述数据中继单元将第一输入输出端口 接收的数据输入到上述通信模块进行处理、增幅后，输出并中继至第二输入输出端口 ；而将 第二输入输出端口接收的数据输入到上述通信模块进行处理、增幅后，输出并中继给第一 输入输出端口。 当判断为上述通信模块不正常工作时，上述数据中继单元将第一输入输出端口接 收的数据进行增幅后，输出并中继给第二输入输出端口 ；将第二输入输出端口接收的数据 进行增幅后，输出并中继给第一输入输出端口 。 上述数据中继单元具有动作判断单元，动作判断单元接收上述通信模块的电源端 子的动作电压，来判断通信模块是否正常工作。 根据动作判断单元的判断信号，切换控制单元发出切换信号，切换多个切换元件， 并具有第一及第二增幅器，从而对通过第一输入输出端口及第二输入输出端口接收的规定 数据进行增幅。 本发明中的通信模块的数据中继装置，其特征在于，包括第一输入输出端口及第
二输入输出端口 ，用于接收传送数据；通信模块，对通过上述第一输入输出端口接收的数据
进行处理，并输出及中继给第二输入输出端口，以及对通过第二输入输出端口接收的数据
进行处理，并输出及中继给第一输入输出端口 ；数据中继单元，对上述通信模块是否正常工
作进行判断，当通信模块正常工作时，使上述通信模块对输入至上述第一输入输出端口及
第二输入输出端口的数据进行中继，而当上述通信模块不正常工作时，将通过上述第一输
入输出端口接收的数据输出并中继到第二输入输出端口，而将通过第二输入输出端口接收
的数据输出并中继至第一输入输出端口。 本发明的特征在于，上述通信模块为以太网。 本发明的特征在于，上述数据中继单元，根据上述通信模块的电源端子是否施加 了动作电压来判断上述通信模块是否工作。 本发明的特征在于，上述数据中继单元包括动作判断单元，用于判断上述通信模 块是否工作；切换控制单元，根据上述动作判断单元的输出信号而产生切换信号；多个切 换元件，根据上述切换控制单元的切换信号进行切换，从而由上述通信模块对通过第一输 入输出端口及第二输入输出端口接收的数据进行中继，或将通过上述第一输入输出端口和 第二输入输出端口接收的数据输出并中继给第二输入输出端口及第一输入输出端口。
本发明的特征在于，上述数据中继单元还包括第一增幅器，对通过上述第一输入 输出端口接收的数据进行增幅后，输出至第二输入输出端口 ；第二增幅器，对通过上述第二 输入输出端口接收的数据进行增幅后，输出至第一输入输出端口。
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本发明的特征在于，上述动作判断单元，根据上述通信模块的电源端子是否有动 作电压施加来判断上述通信模块是否工作。 本发明特征在于，上述数据通信单元以电池的充电电压进行动作。
以下参考附图，通过不限定本发明的实施例，对本发明进行详细说明，并对部分图 中的同一要素用同一符号代替。 图1为将一般的现场总线通信方式，以线性拓扑的形态(串级链Daisychain)连 接构成网络的简略图 图2为将多个以太网，以线性拓扑方式连接构成网络的图
图3为本发明中数据中继装置的理想实施例的构造图
具体实施例方式
以下对本发明实施例的附图进行详细说明，以便更简单明了地说明本发明的原理 和概念。 并且，只提供便于基本理解本发明的简单构造图，供本领域的普通技术人员理解 并实施本发明的各种实施方式。 图1为将一般的现场总线通信方式，以线性拓扑的形态(串级链Daisychain)连 接构成网络的简略图。其中，符号100-1、100-2、…、100-n为多个通信模块，上述多个通信 模块100-1、 100-2、…、100-n分别具有一个输入输出端口 102。 上述多个通信模块100-1、 100-2、…、100-n分别具备的输入输出端口 102，与一个
通信电缆104并联，构成了一种将拓扑通信方式以线性拓扑形态连接的网络。 上述图1的网络中，多个通信模块100-1、100-2、…、100-n中，即使一个以上的通
信模块没有供电或发生故障而无法工作时，正常工作的通信模块之间也可以正常进行数据通信。 即，多个通信模块100-1、100-2、…、100-n由一个通信电缆104并联，故正常工作 的通信模块之间可以正常进行数据通信。 图2为将多个以太网，以线性拓扑方式连接构成的网络的框图。其中，符号200-l、 200-2、…、200-n为多个通信模块，上述多个通信模块200_1、200_2、…、200-n例如为以太 网，多个通信模块200-l、200-2、…、200-n各自都具有第一输入输出端口 202及第二输入 输出端口 204。 另外，上述多个通信模块200-l、200-2、…、200-n各自具有的第一输入输出端口
202及第二输入输出端口 204分别通过通信电缆206串联，构成线性拓扑。 g卩，多个通信模块200-l、200-2、…、200-n所具有的第二输入输出端口 204，各自
通过通信电缆206连接在通信模块200-2、200-3、…、200-n中的第一输入输出端口 202，从
而构成线性拓扑。 由此构成的线性拓扑网络中，多个通信模块200-1、200-2、…、200-n，各自对通过 第一输入输出端口 202接收的规定数据进行处理、增幅后，输出给第二输入输出端口 204， 并通过通信电缆206再传送给其它通信模块200-2 、200-3、…、200-n。
另外，上述多个通信模块200-n、200-n-l、…、200-2对通过第二输入输出端口 204 接收的规定数据进行处理、增幅后，输出给第一输入输出端口 202，从而通过通信电缆206 再传送给其它通信模块200-n-l、200-n-2、…、200-1。 如上所述，具有两个输入输出端口 202、204的多个通信模块200-l、200-2、…、 200-n组成的线性拓扑网络中，多个通信模块200-l、200-2、…、200-n能够快速向双方向传 送规定的数据。 但构成线性拓扑的多个通信模块200-n、200-n-l、…、200-2中，任何一个通信模 块200-n、200-n-l、…、200-2因没有提供动作电压等原因无法正常工作时，正常工作的通 信模块也无法传送规定的数据。 例如，通信模块200-2没有被提供动作电压而无法工作时，通信模块200-1和通信 模块200-3、200-4、…、200-n之间无法传送规定的数据。 故即使通信模块200-l、200-2、…、200-n无法工作时，也有必要将通过第一输入 输出端口 202接收的数据中继到第二输入输出端口 204，而通过第二输入输出端口 204接收 的数据中继到第一输入输出端口 202，从而使正常工作的通信模块之间能正常进行数据通信。 图3为本发明中的数据中继装置的理想实施例构造图。符号200为通信模块，上
述通信模块200接收通过上述第一输入输出端口 202接收的规定数据，并提供给控制装置
(图中没有显示)进行处理的同时，增幅后输出给第二输入输出并中继到端口 204。 另外，上述通信模块200接收通过第二输入输出端口 204接收的规定数据，并提供
给控制装置进行处理的同时，增幅后输出并中继到第一输入输出端口 202。 符号310为数据中继单元，对通过上述第一输入输出端口 202及第二输入输出端
口 204接收的数据进行中继。不同于通信模块200，数据中继单元310用电池的充电电压进
行工作。 另外，上述数据中继单元310，对上述通信模块200是否正常工作进行判断，当上 述通信模块200正常工作时，上述通信模块200输入通过输入输出端口 202、204输入输出 的数据并进行中继。 而当上述通信模块200不工作时，上述数据中继单元310，将通过上述第一输入输
出端口 202接收的数据进行增幅后，输出给第二输入输出端口 204，而对通过第二输入输出
端口 204接收的数据进行增幅后，输出并中继给第一输入输出端口 202。 上述数据控制单元310包括动作判断单元312 ;切换控制单元314 ;第一增幅器
316 ;第二增幅器318 ;第一至第四切换元件314-1、314-2、314-3、314-4。 上述动作判断单元312对上述通信模块200是否正常工作进行判断。例如，上述
动作判断单元312判断在通信模块200的电源端子是否施加有动作电压。判断结果，若通
信模块200的电源端子施加有动作电压时，判断通信模块200为正常工作；而若电源端子上
没有施加动作电压时，判断为通信模块不工作。 另外，上述动作判断单元312，除了通过上述通信模块200是否施加有动作电压以 外，还可以使用其它方法来判断上述通信模块是否正常工作。 上述切换控制单元314根据上述动作判断单元312发出的判断信号，生成切换 信号，对上述多个切换元件314-1 314-4进行切换。例如，若上述动作判断单元312判断为上述通信模块200正常工作时，上述切换控制单元314使上述第一至第四切换元件 314-1 314-4的可动端子接触到一侧固定端子a上。而若上述动作判断单元312判断为 上述通信模块200不工作时，上述切换控制单元314使上述第一至第四切换元件314-1 314-4的可动端子接触到另一侧固定端子b上。 上述第一增幅器316，对上述第一输入输出端口 202的接收端子RX1接收的数据进 行增幅后，输出给第二输入输出端口 204的发送端子TX2。 上述第二增幅器318，对上述第二输入输出端口 204的接收端子RX2接收的数据进 行增幅后，输出到第一输入输出端口 202的发送端子TX1。 上述第一切换元件314-1 ，对上述第一输入输出端口 202的接收端子RX1接收的数
据进行切换，并选择性地输入到上述通信模块200或上述第一增幅器316。 上述第二切换元件314-2，对上述通信模块200输出给上述第一输入输出端口 202
的数据和第二增幅器318输出的数据中进行选择后，输出到第一输入输出端口 202的发送
端子TX1。 上述第三切换元件314-3，对上述通信模块200输出给上述第二输入输出端口 204 的数据和第一增幅器316输出的数据中进行选择后，输出给第二输入输出端口 204的发送 端子TX2。 上述第四切换元件314-4，对输入至上述第二输入输出端口 204的接收端子RX2的
数据进行切换，并选择性地输入到上述通信模块200或上述第二增幅器316。 具有这种构成的本发明的中继装置中，将电池220的充电电压作为动作电压施加
到数据中继单元310的状态下，动作判断单元312判断通信模块200是否正常工作，并发出
判断信号。 例如，上述动作判断单元312输入上述通信模块200的电源端子电压，从而判断通 信模块200是否施加有正常的动作电压。 判断结果，若上述通信模块200的电源端子有正常的动作电压供给时，上述动作 判断单元312判断上述通信模块200为正常工作，而若上述通信模块200的电源端子没有 正常的动作电压供给时，上述动作判断单元312判断为上述通信模块200不正常工作。
上述判断结果，当通信模块200正常工作时，根据动作判断单元312的控制，切换 控制单元314使第一至第四切换元件314-1 314-4的可动端子接触到固定端子a。
由此，第一输入输出端口 202的接收端子RX1接收的规定数据，通过切换元件 314-1被输入到通信模块200中进行处理，被输入的数据在通信模块200中增幅后，通过切 换元件314-3输出到第二输入输出端口 204的发送端子TX2，然后通过通信电缆206再传送 给其它通信模块200。 另外，被输入到第二输入输出端口 204的接收端子RX2的规定数据，通过切换元件 314-4输入到通信模块200中处理，而输入的数据在通信模块200中被增幅后，通过切换元 件314-2输出到第一输入输出端口 202的发送端子TX1 ，然后通过通信电缆206再传送给其 它通信模块200。 S卩，当通信模块200正常工作时，本发明的中继装置使通信模块200处理第一输入 输出端口及第二输入输出端口 202、204输入输出的规定数据，同时增幅并进行中继。
另外，当上述动作判断单元312的判断结果为，上述通信模块200不工作时，根据动作判断单元312的控制，切换控制单元314使第一至第四切换元件314-1 314-4的可 动端子接触到另一侧的固定端子b。 由此，被输入到第一输入输出端口 202的接收端子RX2的规定数据，通过第一切换 元件314-1被输入到第一增幅器316并被增幅后，通过第三切换元件314-3输出到第二输 入输出端口 204的发送端子TX2，再传送给其它通信模块200。 而被输入到第二输入输出端口 204的接收端子RX2的规定数据，通过第四切换元 件314-4被输入到第二增幅器318并被增幅后，通过第二切换元件314-2输出到第一输入 输出端口 202的发送端子TX1，再传送给其它通信模块200。 S卩，本发明中，当上述通信模块200不工作时，被输入到第一输入输出端口 202的
规定数据，由数据中继单元310的第一增幅器316进行增幅后，输出并中继到第二输入输出
端口 204，而当上述通信模块200不工作时，被输入至第二输入输出端口 204的规定数据，由
数据中继单元310的第二增幅器318进行增幅后，中继到第一输入输出端口 202。 因此，在将多个通信模块利用线性拓扑方式连接构成的网络中，即使特定的通信
模块不工作时，也能对通过第一输入输出端口及第二输入输出端口传送的数据进行中继，
从而使正常工作的通信模块之间能进行正常的数据通信。 通过上述理想实施例，对本发明做了详细的说明，本领域的普通技术人员可以对 本发明进行修改、变形等。 故本发明的权利范围不限于说明的实施例，而这些修改变形均不脱离本发明的精 神和范围。
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权利要求
一种通信模块的数据中继装置，包括发送和接收数据的第一输入输出端口及第二输入输出端口；通信模块，对通过所述第一输入输出端口接收的数据进行处理的同时，输出并中继到第二输入输出端口，并对通过第二输入输出端口接收的数据进行处理的同时，输出并中继到第一输入输出端口；数据中继单元，对所述通信模块是否正常工作进行判断，当通信模块正常工作时，使所述通信模块对输入至第一输入输出端口及第二输入输出端口的数据进行中继，而当所述通信模块不正常工作时，将通过第一输入输出端口接收的数据，输出并中继到第二输入输出端口，而将通过第二输入输出端口接收的数据，输出并中继到第一输入输出端口。
2. 如权利要求1所述通信模块的数据中继装置，其特征在于，所述通信模块为以太网。
3. 如权利要求1所述通信模块的数据中继装置，其特征在于，所述数据中继单元，通过 在所述通信模块的电源端子是否施加有动作电压来判断所述通信模块是否工作。
4. 如权利要求1所述通信模块的数据中继装置，其特征在于，所述数据中继单元，包括动作判断单元，对所述通信模块是否工作进行判断； 切换控制单元，根据所述动作判断单元的输出信号而产生切换信号； 多个切换元件，根据所述切换控制单元的切换信号进行切换，从而由所述通信模块对 通过所述第一输入输出端口及第二输入输出端口接收的数据进行中继，或将通过所述第一 输入输出端口及第二输入输出端口接收的数据，输出并中继到所述第二输入输出端口及第 一输入输出端口。
5. 如权利要求4所述通信模块的数据中继装置，其特征在于，所述数据中继单元还包括第一增幅器，对通过所述第一输入输出端口接收的数据进行增幅后，输出到所述第二 输入输出端口；第二增幅器，对通过所述第二输入输出端口接收的数据进行增幅后，输出到所述第一 输入输出端口。
6. 如权利要求4所述通信模块的数据中继装置，其特征在于，所述动作判断单元根据 在所述通信模块的电源端子是否施加有动作电压来判断所述通信模块是否工作。
7. 如权利要求1所述通信模块的数据中继装置，其特征在于，所述数据通信单元通过 电池的充电电压进行工作。
全文摘要
本发明涉及一种通信模块的数据中继装置，在将具有两个输入输出端口的多个通信模块，利用线性拓扑方式连接构成的网络中，每个通信模块分别具有利用电池的充电电压工作的数据中继单元，当存在不工作的通信模块时，数据中继单元对通过不工作的通信模块的第一及第二输入输出端口接收的数据进行中继，从而使正常工作的其它通信模块之间能进行正常的数据通信。
文档编号H04L12/02GK101771589SQ20091017613
公开日2010年7月7日 申请日期2009年9月22日 优先权日2008年12月31日
发明者权大贤, 李寿康 申请人:Ls产电株式会社