存储单元，各自运行独立的操作系统和应用系统。其中一端的主机系统为控制端，负责接入到工业控制网(内网)；另一端为信息端，负责接入到信息网络(外网)。每端主机的硬件均采用高性能PowerPC处理器，底板上各有多个以太网口用来连接要隔离的两个网络。每侧主机的总线上各安装一块专用存储介质和调度控制电路隔离通信卡实现双机之间的物理连接，存储介质作为数据缓冲区。对数据进行病毒检测、防火墙、入侵防护等安全检测后剥离出“纯数据”，然后根据自定义协议将“纯数据”打包进行内外网的数据交换。
【附图说明】
[0018]图1为多数据集成服务平台的板卡组成框图。
[0019]图2为集成网关的背板互联设计原理图。其中，第一板卡槽位1、第二板卡槽位2、第三板卡槽位3、第四板卡槽位4、第五板卡槽位5、第六板卡槽位6。
[0020]图3为冗余电源设计原理图。
[0021]图4为主控板卡设计原理图。其中，交叉开关网络功能块7，标准开关网络功能块8、交叉开关网络接口 9、标准开关网络接口 1。
[0022]图5为多数据集成服务平台的安全隔离板卡隔离设计原理
【具体实施方式】
[0023]—、多数据集成服务平台的整体功能
[0024]该平台由具有网络交换、数据集成和信息安全三大部分功能:实现高速网络数据交换，具备的板卡可实现的本地数据交换，三层核心数据数据汇聚交换，配有强大的路由表可实现远程路由；数据集成是平台的核心功能，可实现对各种总线计量仪表数据采集、音视频流媒体数据集成，实时和历史数据存储、无线数据远程发布以及基于工况监控、设备诊断等相关的业务信息管理服务;信息安全是整个平台的稳定可靠性保障，通过物理隔离硬件和加密数据传送的方式实现，同时将工业各种协议基于白名单的方式实现协议过滤。
[0025]平台具有启动自检机制，在启动时，各板卡会启动自检机制，并将自检结果上报主控板卡，主控板卡根据自检结果判断各子板卡工作状态。在每个软件模块都有自己独立的看门狗机制，当软件进入死循环时看门狗机制就会自动启动，使故障板卡重新启动，软件恢复到正常工作模式。软件版本备份机制:在主控模块上具有各板卡最终程序备份，当各板卡软件发生故障或损坏时，主控板卡会降该板卡最终程序下载到响应板卡，使得故障板卡软件系统工作得到恢复。故障诊断定位机制:当板卡工作发生异常时，主控模块会向故障板卡发送检测指令，主控模块能够根据检测指令返回信息，分析板卡发生故障的原因，并将监测结果上报网管系统处理。见图1多数据集成服务平台的板卡组成框图。
[0026]该平台由多个功能槽位构成，可根据需要针对现场总线接口板卡、1采集板卡、视频采集显示板卡等板卡数量进行增减。在该装置中由冗余电源板卡、冗余高速数据集成融合板卡、通讯业务板卡卡、网络安全管理板卡、加密无线通讯板卡以及背板组成，其中通讯业务板卡可实现业务槽位功能互换；同时在板卡下方配有风扇，可根据现场环境的应用需要灵活配置。
[0027]多业务数据通讯板卡是用于异构网络数据交换的接口板卡，包括支持1信号采集板卡，prof ibus、Lonworks、Can、FF等多种现场总线的异构数据交换板卡，和Zigbee、WIA的自组网无线物联网络通讯板卡，以及CDMA/GPRS的远程通讯板卡。这些板卡用于采集现场仪表和设备数据，通过板卡的高速背板总线实现与主控板数据集成与融合。
[0028]主控板卡实现高速数据集成融合，对多个业务通讯板卡的数据集成、交换和融合。主控板卡通过简单配置实现对所有业务办卡的数据融合管理。
[0029]安全隔离网闸板卡，该网关有2块安全隔离网闸板卡，2个板卡之间通过光纤物理连接实现，其中一个作为内网通讯板卡，内网板卡与主控板卡之间的数据交换通过高速背板通讯实现，另一个作为外网板卡，实现与外网的通讯连接。安全隔离网卡设计采用2+1的硬件结构。
[0030]其中交换板卡主要为接入数据用户提供路由通信，实现不同业务不同网段之间的相互访问，刀片式服务器主要用户组态软件安装与数据采集监控存储、处理、网络配置管理等。现场总线板卡主要用于现场总线协议于以太网间通信。HDMI视频解码卡主要用于视频解码、大屏上墙等。外部网关主要用于无线加密、数据隔离。
[0031]二、多数据集成服务平台的背板互联设计
[0032]为保证多种业务通讯板卡的数据交换高速可靠，设计了点到点交叉开关的数据交换方式，该方法实现物理连接，可以高速进行数据交换。采用PCIE总线、双星型背板通讯方式，通过自定义协议实现包报文数据快速交换达到240Gbps板卡之间通过背板240G带宽的数据包交换方式实现。
[0033]背板总线通过自定义的包交换方式实现各业务板卡间数据融合。在板卡的每一个物理端口设置了合理大小的缓存空间，当突发数据流超出物理端口的带宽时，设备能够在一定的时间内保证数据不丢失。当板卡端口的数据超出端口带宽时，设备可以和终端设备进行协商，降低终端设备的发送速率，使系统不会出现因某个端口拥塞而造成数据的丢失。见图2集成网关的背板互联设计原理图。
[0034]图2所示，六个板卡槽位中第一板卡槽位1、第二板卡槽位2、第三板卡槽位3、第四板卡槽位4每个分别代表2个板卡槽位。内置电源接口为电源模块留出的对板卡槽位的供电接口，分别为第一板卡槽位1、第二板卡槽位2、第三板卡槽位3、第四板卡槽位4、第五板卡槽位5、第六板卡槽位6供电。J1J2J3J4J5作为各个板卡与背板的连接器，用于实现供电、包数据交换。第五板卡槽位5、第六板卡槽位6作为主控板卡槽位;第五板卡槽位5、第六板卡槽位6的两个主控板卡之间互为备份，正常情况下板卡槽位5的主控板卡工作，当板卡槽位5的主控板卡故障后板卡槽位6的主控板卡主动接替第五板卡槽位5的主控板卡进行数据传输转发，第五板卡槽位5的主控板卡与第五板卡槽位5的主控板卡之间通过心跳报文实现主控间的监控。
[0035]三、热备冗余电源和冗余主控板卡的低延迟设计
[0036]冗余电源设计为均流供电，满足工业四级输入。实现当一块电源发生故障时，整个设备不间断供电。在所有输出端安装有OR-1ng二极管，用于冗余运行，同时设有电源故障、压降、保护信号。通过选用LTC4352电源芯片和电源输出端滤波电路的设计，保证在干扰状态下整机电源系统的纹波参数不逾越交换芯片、接口芯片和CPU芯片对电源纹波的容限，保障系统能够正常工作，数据交换无丢包。
[0037]其中冗余电源板卡是整个集成网关的电源供应，保证整个集成网关正常工作的关键部分。冗余电源配置2个电源板卡。当I个电源板卡出现故障时，另一个电源板卡可以立刻投入，不中断网关的正常运行。该电源板卡设计采用热插拔及过、欠压保护的冗余电源设计。见图3冗余电源设计原理图。
[0038]图3所示为LTC4352构成的单路冗余电源电路，多个这样的电路并联可以构成多路冗余电源方案。LTC4352是一种除了过压、欠压保护外，还具备防护电源热插拔浪涌电流的单路冗余电源芯片。图中0V、UV分别为过压、欠压检测，该电路通过CPO悬空使芯片不能快速通断MOSFET，依靠欠压检测使GATE引脚在电源上电后延迟开通MOSFET，由Rl、C组成的阻容网络使电源输出的电压上升速度减慢，R2则有效防止了 Q的开关振荡，从而实现了一定的热插拔浪涌电流保护功能。
[0039]主控板卡是整个平台的核心，是整个装置的大脑，是一款交还与控制于一体的主控板，由一主一备实现通信支持双主控热备份。主控板卡A与主控板卡B互为备份，正常情况下主控板卡A工作，当主控板卡A故障后主控板卡B主动接替主控板卡A进行数据传输转发，主控板卡A与主控板卡B之间通过心跳报文实现主控间的监控。负责所有槽位交换管理，前面板提供一个管理接口:串口，千兆以太网调试接口，24个连接指示灯对应每个业务插槽。见图4主控板卡设计原理图。
[0040]如图4所示:交叉开关网络功能块7，标准开关网络功能块8、交叉开关网络接