一种基于微控制器的有线和无线切换控制系统及切换控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种基于微控制器的有线和无线切换控制系统及方法，属于有线TCP/IP通讯和无线GPRS通讯技术领域。以有线通讯为常规通讯，无线通讯为备用通讯，实现常规通讯到备用通讯、备用通讯到常规通讯的切换。适用于任何对通讯实时性要求高的场合。
【背景技术】
[0002]在这个“大数据”的时代，通讯和数据传输是基础，有一个良好的通讯环境就显得尤为重要。
[0003]有线TCP/IP通讯具有传输速率快、传输距离远、抗干扰能力强等特点，但有线通讯过程受光缆、网线、布线等限制，一旦通讯线路受损则通讯瘫痪。
[0004]无线GPRS通讯具有永久在线，按量计费，传输数率高等特点。但无线GPRS存在丢包现象，无线GPRS分组通过不同的方向发送数据，最终达到相同的目的地，数据在通过无线链路传输的过程中就可能发生一个或几个分组丢失或出错的情况。
[0005]鉴于以上两种技术的特点，需要一种以有线TCP/IP通讯为常规通讯，无线GPRS做备用通讯的通讯方式。在有线TCP/IP通讯断开连接后，迅速开启无线GPRS保证通讯的正常连接，等有线TCP/IP恢复通讯后，由无线GPRS通讯自动切换为有线TCP/IP通讯，保障通讯联络的畅通。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一个结构组合合理，使用方便可靠，能充分利用现有有线和无线两种通讯模式的优势进行有效的模式控制和切换，保障通讯网络的不间断，节约资源，降低使用成本的基于微控制器的有线和无线切换控制系统及切换控制方法。
[0007]本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种基于微控制器的有线和无线切换控制系统，它主要包括有线通讯TCP/IP模块和无线通讯GPRS模块，所述的有线通讯TCP/IP模块主要以DP83848模块为核心，与微控制器ARM相连接，进行TCP/IP的连接并建立和数据传输；
无线通讯GPRS模块主要以S頂900通讯模块为核心，通过串口控制方式与微控制器ARM相连接，并通过AT指令进行S頂900的控制，建立网络连接；
所述的微控制器ARM分别连接有线通讯TCP/IP模块和无线通讯GPRS模块实现有线通讯TCP/IP和无线通讯GPRS的控制和切换。
[0008]本发明所述的有线通讯TCP/IP模块还包括网络接口电路；所述的无线通讯GPRS模块还包括S頂卡电路，状态指示灯电路，外围天线；所述的微控制器ARM通过设置通讯模式和判断当前通讯模式来调用所述有线通讯TCP/IP模块和无线通讯GPRS模块中的一个模块，并在间隔一定时间检查有线通讯TCP/IP模块是否恢复正常。
[0009]本发明所述无线通讯GPRS模块中的卡槽S頂卡安装有GPRS客户识别模块，在无线通讯GPRS模块中的GPRS通讯电路还包括S頂900通讯模块，该S頂900通讯模块的TXD、RXD、PWRKEY引脚连接所述微控制器，SM_VDD、SIM_DATA^ SIM_RST^ SIM_CLK引脚通过卡槽SIM卡与GPRS客户识别模块连接，RF_ANT引脚连接GPRS发射天线Pl，STATUS、NETLIGHT弓丨脚和状态指示灯相连；
所述有线通讯TCP/IP模块的DP83848模块，该模块的TX_EN、TXD_0、TXD_1、RESET_N、MD10、MDC、CRS、RX_ER、RXD_0、RXD_1引脚与微控制器ARM相连接，XI引脚接晶振，TD+、TD_、RD+、RD-、LED-LINK、LED_ACK 引脚连网络接口。
[0010]一种利用上述基于微控制器的有线和无线切换控制系统进行切换控制的方法，所述的切换控制方法主要是通过微控制器ARM切换通讯模式来调用对应的通讯模块；正常情况下，通讯模式设为有线通讯TCP/IP模式，微控制器ARM通过通讯模式判断调用有线通讯TCP/IP模块完成数据传输；
当有线通讯TCP/IP模块发送异常，网络连接断开，数据传输失败并且重发超时，则设置通讯模式为无线通讯GPRS ;轮询进入下一轮数据传输时，ARM通过通讯模式判断调用无线通讯GPRS模块并完成以后的数据传输；
当有线通讯TCP/IP模块断开网络连接达到一定时间间隔后，将通讯模式设置为有线通讯TCP/IP模式；轮询进入下一次通讯模式时调用有线通讯TCP/IP模块，检查该模块是否已恢复正常通讯，若恢复正常则继续以该模块传输数据；若该模块异常则把通讯模式设为无线通讯GPRS模式，继续以无线通讯GPRS模块传输数据。
[0011 ] 本发明所述切换控制方法的具体步骤是:
步骤1:对微控制器ARM进行相应的初始化操作。初始化定时器，为通讯过程中判断重发超时和定时超时提供定时服务。重发超时用于判断有线通讯TCP/IP是否已断开网络连接；定时超时用于定时巡检有线通讯TCP/IP是否已恢复连接；初始化通讯模式为有线通讯TCP/IP 模式；
步骤2:对有线通讯TCP/IP模块进行初始化，相应的管脚配置，使能设置，配置IP地址等网络?目息；
步骤3:对无线通讯GPRS模块进行初始化，相应的管脚配置，使能设置，串口初始化；步骤4:判断当前通讯模式；若为有线通讯TCP/IP模式，则进入步骤5 ;若为无线通讯GPRS模式，则进入步骤11 ;
步骤5:判断无线通讯GPRS是否已开启。若开启则进入步骤6 ;未开启则进入步骤7 ; 步骤6:关闭无线通讯GPRS，进入步骤7 ；
步骤7:通过有线通讯TCP/IP进行数据传输，进入步骤8 ;
步骤8:判断传输是否成功，网络连接是否正常；若正常，则进入4 ;不正常，则进入步骤
9 ；
步骤9:判断重发是否超时；若未超时，则进入步骤4 ;重发超时则进入步骤10 ;
步骤10:将当前通讯模式设为无线通讯GPRS模式；进入步骤4 ;
步骤11:判断无线通讯GPRS是否开启；若未开启，进入步骤12 ;开启则进入步骤13 ； 步骤12:开启无线通讯GPRS ;进入步骤13 ； 步骤13:通过无线通讯GPRS进行数据传输；进入步骤14 ;
步骤14:判断定时巡检有线通讯TCP/IP间隔是否超时；若未超时，进入步骤4 ;超时则进入步骤15 ;
步骤15:将当前通讯模式设为有线通讯TCP/IP模式；进入步骤4。
[0012]本发明具有结构组合合理，使用方便可靠，能充分利用现有有线和无线两种通讯模式的优势进行有效的模式控制和切换，保障通讯网络的不间断，节约资源，降低使用成本等特点。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的结构组成的框架示意图。
[0014]图2是本发明所述TCP/IP通讯电路原理图。
[0015]图3是本发明所述TCP/IP通讯电路的补充和网络接口的电路原理图。
[0016]图4是本发明所述的GPRS通讯电路原理图。
[0017]图5是本发明所述GPRS通讯电路的补充、工作指示灯和S頂卡电路原理图。
[0018]图6是本发明所述切换控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合附图对本发明作详细的介绍:图1所示，本发明所述的一种基于微控制器的有线和无线切换控制系统，它主要包括有线通讯TCP/IP模块1和无线通讯GPRS模块2，所述的有线通讯TCP/IP模块1主要以DP83848模块为核心，与微控制器ARM相连接，进行TCP/IP的连接并建立和数据传输；
无线通讯GPRS模块2主要以S頂900通讯模块为核心，通过串口控制方式与微控制器ARM相连接，并通过AT指令进行S頂900的控制，建立网络连接；
所述的微控制器ARM分别连接有线通讯TCP/IP模块1和无线通讯GPRS模块2实现有线通讯TCP/IP和无线通讯GPRS的控制和切换。
[0020]图2-5所示，本发明所述的有线通讯TCP/IP模块还包括网络接口电路；所述的无线通讯GPRS模块还包括S頂卡电路，状态指示灯电路，外围天线；所述的微控制器ARM通过设置通讯模式和判断当前通讯模式来调用所述有线通讯TCP/IP模块和无线通讯GPRS模块中的一个模块，并在间隔一定时间检查有线通讯TCP/IP模块是否恢复正常。
[0021]所述无线通讯GPRS模块中的卡槽S頂卡安装有GPRS客户识别模块，在无线通讯GPRS模块中的GPRS通讯电路还包括S頂900通讯模块，该S頂900通讯模块的TXD、RXD、PWRKEY引脚连接所述微控制器，SM_VDD、SIM_DATA^ SIM_RST^ SIM_CLK引脚通过卡槽S頂卡与GPRS客户识别模块连接，RF_ANT引脚连接GPRS发射天线Pl，STATUS、NETLIGHT引脚和状态指示灯相连；
所述有线通讯TCP/IP模块的DP83848模块，该模块的TX_EN、TXD_0、TXD_1、RESET_N、MD10、MDC、CRS、RX_ER、RXD_0、RXD_1引脚与微控制器ARM相连接，XI引脚接晶振，TD+、TD_、RD+、RD-、LED-LINK、LED_ACK 引脚连网络接口。
[0022]本发明所述的一种利用所述基于微控制器的有线和无线切换控制系统进行切换控制的方法，所述的切换控制方法主要是通过微控制器ARM切换通讯模式来调用对应的通讯模块；正常情况下，通讯模式设为有线通讯TCP/IP模式，微控制器ARM通过通讯模式判断调用有线通讯TCP/IP模块完成数据传输；
当有线通讯TCP/IP模块发送异常，网络连接断开，数据传输失败并且重发超时，则设置通讯模式为无线通讯GPRS ;轮询进入下一轮数据传输时，ARM通过通讯模式判断调用无线通讯GPRS模块并完成以后的数据传输；
当有线通讯TCP/IP模块断开网络连接达到一定时间间隔后，将通讯模式设置为有线通讯TCP/IP模式；轮询进入下一次通讯模式时调用