工业通信装置.pdf

本申请提供一种工业通信装置，包括通信装置本体以及设置在通信装置本体外的存储装置并通过可插拔接口连接；通信装置本体包括供电元件、中控元件、装置运行状态传感器以及通信接口，供电元件以及通信接口均与中控元件连接，装置运行状态传感器与中控元件连接，且装置运行状态传感器与供电元件和/或通信接口连接；存储装置包括非易失性存储器和通信装置的工作环境状态传感器，工作环境状态传感器与非易失性存储器连接，且非易失性存储器通过可插拔接口及中控元件与装置运行状态传感器连接。非易失性存储器存储运行及环境状态数据，可对工业通信装置的损坏原因进行事后分析，解决了现有技术难以确定工业通信装置损坏原因的技术难题。

权利要求书1.  一种工业通信装置，其特征在于，包括：通信装置本体(101) 以及设置在所述通信装置本体(101) 外的存储装置(102)，所述存储装置(102) 与所述通信装置本体(101) 之间通过可插拔接口(103) 连接；所述通信装置本体(101) 包括供电元件(1011)、中控元件(1012)、装置运行状态传感器(1013) 以及通信接口(1014)，所述供电元件(1011) 以及所述通信接口(1014) 均与所述中控元件(1012) 连接，所述装置运行状态传感器(1013) 与所述中控元件(1012) 连接，并且所述装置运行状态传感器(1013) 与所述供电元件(1011) 和/ 或所述通信接口(1014)连接；所述存储装置(102) 包括非易失性存储器(1021) 和所述通信装置的工作环境状态传感器(1022)，所述工作环境状态传感器(1022) 与所述非易失性存储器(1021) 连接，且所述非易失性存储器(1021) 通过所述可插拔接口(103) 以及所述中控元件(1012) 与所述装置运行状态传感器(1013) 连接。2.  根据权利要求1 所述的装置，其特征在于，所述工作环境状态传感器(1022) 包括下述传感器中的至少一种传感器：工作环境温度传感器、工作环境湿度传感器、工作环境振动传感器。3.  根据权利要求1 所述的装置，其特征在于，所述装置运行状态传感器(1013)，包括下述传感器中的至少一种传感器：与所述供电元件(1011) 连接的供电电压传感器(401) ；与所述通信接口(1014) 连接的瞬态传感器，所述瞬态传感器包括：瞬态电压传感器(501) 和/ 或瞬态电流传感器(601)。4.  根据权利要求1 ～ 3 中任一项所述的装置，其特征在于，所述可插拔接口(103) 为KEY-PLUG 接口(702)，所述存储装置(102) 为KEY-PLUG 装置(701)，所述KEY-PLUG 装置(701) 通过所述KEY-PLUG 接口(702) 与所述通信装置本体(101) 连接。5.  根据权利要求1 ～ 3 中任一项所述的装置，其特征在于，所述可插拔接口(103) 为C-PLUG 接口(802)，所述存储装置(102) 为C-PLUG 装置(801)，所述C-PLUG 装置(802) 通过所述C-PLUG 接口(802) 与所述通信装置本体(101) 连接。6.  根据权利要求1 ～ 3 中任一项所述的装置，其特征在于，所述可插拔接口(103) 为USB 接口(902)，所述存储装置(102) 为通用串行总线USB 存储装置(901)，所述USB 存储装置(901) 通过所述USB 接口(902) 与所述通信装置本体(101) 连接。7.  根据权利要求1 ～ 3 中任一项所述的装置，其特征在于，所述通信接口(1014)，包括下述接口中的至少一种接口：天线连接接口、以太网接口、无线网络接口。8.  根据权利要求1 ～ 3 中任一项所述的装置，其特征在于，所述工业通信装置为交换装置、无线接入点装置、网关装置。

说明书工业通信装置
技术领域
本申请涉及通信装置，尤其涉及一种工业通信装置。
背景技术
工业通信装置( 例如，以太网交换装置、无线接入点装置、网关装置等) 通常被设计为能够在较恶略的环境下工作。但是尽管如此，极端的环境( 例如极寒、酷暑、剧烈的振动等) 还是会导致工业通信装置的损坏。
由于近些年环境不断恶化，极端环境的出现愈加频繁，这也导致了工业通信装置使用寿命的大大缩减。针对这种情况，如何应对极端环境的出现、提高工业通信装置的使用寿命，成为了装置制造厂商亟待解决的问题。
然而，一旦出现了工业通信装置的损坏，技术人员很难确定致使装置损坏的原因，从而难以有针对性地对工业通信装置做进一步地改进，这也限制了工业通信装置生产制造业的发展。
发明内容
本申请提供一种工业通信装置，以克服现有工业通信装置损坏后难以确定损坏原因的问题。
本申请提供一种工业通信装置，包括：
通信装置本体以及设置在所述通信装置本体外的存储装置，所述存储装置与所述通信装置本体之间通过可插拔接口连接；
所述通信装置本体包括供电元件、中控元件、装置运行状态传感器以及通信接口，所述供电元件以及通信接口均与所述中控元件连接，所述装置运行状态传感器与所述中控元件连接，并且所述装置运行状态传感器与所述供电元件和/ 或通信接口连接；
所述存储装置包括非易失性存储器和所述通信装置的工作环境状态传感器，所述工作环境状态传感器与所述非易失性存储器连接，且所述非易失性存储器通过所述可插拔接口以及所述中控元件与所述装置运行状态传感器连接。
本申请，通过装置运行状态传感器采集工业通信装置的装置运行状态数据，工作环境状态传感器采集工业通信装置的工作环境状态数据，非易失性存储器存储装置运行状态数据以及工作环境状态数据，使得在工业通信装置损坏后还可以从非易失性存储器中读取装置运行状态数据以及工作环境状态数据，从而对工业通信装置的损坏原因进行分析，解决了现有技术难以确定工业通信装置损坏原因的技术问题。
进一步地，所述工作环境状态传感器包括下述传感器中的至少一种传感器：
工作环境温度传感器、工作环境湿度传感器、工作环境振动传感器。
通过工作环境温度传感器可以采集工业通信装置的环境温度数据，采集的工业通信装置的环境温度数据可用于分析环境温度对工业通信装置的影响。通过工作环境湿度传感器可以采集工业通信装置的环境湿度数据，采集的工业通信装置的环境湿度数据可用于分析环境湿度对工业通信装置的影响。通过工作环境振动传感器采集工业通信装置的环境振动数据，采集的工业通信装置的环境振动数据可用于分析环境振动对工业通信装置的影响。从而能够确定是否是因为环境温度的因素、或者是环境湿度的因素、再或者是因为环境振动的因素造成了工业通信装置的损坏。
进一步地，所述装置运行状态传感器，包括下述传感器中的至少一种传感器：
与所述供电元件连接的供电电压传感器；
与所述通信接口连接的瞬态传感器，所述瞬态传感器包括：瞬态电压传感器和/或瞬态电流传感器。
通过与供电元件连接的供电电压传感器采集供电电压数据，采集的供电电压数据可用于分析供电电压对工业通信装置的影响。通过与所述通信接口连接瞬态电压传感器采集通信接口的瞬态电压数据，采集的通信接口的瞬态电压数据可用于分析通信接口的瞬态电压对工业通信装置的影响。通过与所述通信接口连接瞬态电流传感器采集通信接口的瞬态电流数据，采集的通信接口的瞬态电流数据可用于分析通信接口的瞬态电流对工业通信装置的影响。从而能够确定是否是因为供电电压的因素、或者是瞬态电压的因素、再或者是因为瞬态电流的因素造成了工业通信装置的损坏。
进一步地，所述可插拔接口为KEY-PLUG 接口，所述存储装置为KEY-PLUG 装置，所述KEY-PLUG 装置通过所述KEY-PLUG 接口与所述通信装置本体连接。
在工业通信装置本体上设置KEY-PLUG 装置，进一步可以基于该KEY-PLUG 装置的KEY-PLUG 接口与工业通信装置本体连接，进而使得通信装置本体内部的装置运行状态传感器能够通过中控元件与该KEY-PLUG 接口连接，从而将采集到的装置运行状态数据传输到KEY-PLUG 装置中的非易失性存储器中进行存储。
进一步地，所述可插拔接口为C-PLUG 接口，所述存储装置为C-PLUG 装置，所述C-PLUG 装置通过所述C-PLUG 接口与所述通信装置本体连接。
在工业通信装置本体上设置C-PLUG 装置，进一步可以基于该C-PLUG 装置的C-PLUG 接口与工业通信装置本体连接，进而使得通信装置本体内部的装置运行状态传感器能够通过中控元件与该C-PLUG 接口连接，从而将采集到的装置运行状态数据传输到C-PLUG 装置中的非易失性存储器中进行存储。
进一步地，所述可插拔接口为USB 接口，所述存储装置为通用串行总线USB 存储装置，所述USB 存储装置通过所述USB 接口与所述通信装置本体连接。
在工业通信装置本体上设置USB 存储装置，进一步可以基于该USB 存储装置的USB接口与工业通信装置本体连接，进而使得通信装置本体内部的装置运行状态传感器能够通过中控元件与该USB 接口连接，从而将采集到的装置运行状态数据传输到USB 存储装置中的非易失性存储器中进行存储。
进一步地，所述通信接口，包括下述接口中的至少一种接口：
天线连接接口、以太网接口、无线网络接口。
通过天线连接接口、或者通过以太网接口、再或者通过无线网络接口，可以将装置运行状态传感器采集的装置运行状态数据以及工作环境状态传感器采集的工作环境状态数据传输给远端的控制系统，供技术人员监控工业通信装置的状态，而且，该接口多样化，可以适用于各种通信传输方式。
进一步地，所述工业通信装置为交换装置、无线接入点装置、网关装置。
该工业通信装置可以对交换装置、无线接入点装置以及网关装置的装置运行状态
数据、工作环境状态数据进行采集，并通过存储在非易失性存储器中存储的装置运行状态
数据、工作环境状态数据，进而可以基于存储的这些数据分析装置运行状态、工作环境状态对工业通信装置的影响，从而确定是何种原因造成了工业通信装置的损坏，而且即使装置故障，依然不影响从非易失性存储器中获取数据进行故障分析的过程。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本申请的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本申请的上述及其它特征和优点，附图中：
图1 为本申请工业通信装置实施例一的第一结构示意图；
图2 为本申请工业通信装置实施例一的第二结构示意图；
图3 为本申请工业通信装置实施例一的第三结构示意图；
图4 为本申请工业通信装置的装置运行状态传感器为供电电压传感器的结构示意图；
图5 为本申请工业通信装置的装置运行状态传感器为瞬态电压传感器的结构示意图；
图6 为本申请工业通信装置的装置运行状态传感器为瞬态电流传感器的结构示意图；
图7 为本申请工业通信装置的存储装置为KEY-PLUG 装置的结构示意图；
图8 为本申请工业通信装置的存储装置为C-PLUG 装置的结构示意图；
图9 为本申请工业通信装置的存储装置为USB 存储装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本申请进一步详细说明。
图1、图2、图3 分别为本申请工业通信装置实施例一的第一结构示意图、第二结构示意图、第三结构示意图。如图1、图2、图3 所示，本实施例的工业通信装置可以包括：通信装置本体101、设置在所述通信装置本体外的存储装置102。
所述存储装置102 通过可插拔接口103 与所述通信装置本体101 可插拔连接；
通信装置本体101，具体包括：供电元件1011、中控元件1012、装置运行状态传感器1013 以及通信接口1014。
其中，供电元件1011 以及通信接口1014 均与所述中控元件1012 连接，装置运行状态传感器1013 与中控元件1012 连接，并且装置运行状态传感器1013 与供电元件1011和/ 或通信接口1014 连接。需要说明的是，图1 中示出的是装置运行状态传感器1013 与供电元件1011 连接的结构，图2 中示出的是装置运行状态传感器1013 与通信接口1014 连接的结构，图3 中示出的是装置运行状态传感器1013 即与供电元件1011 连接、又与通信接口1014 连接的结构。
存储装置102，具体包括：非易失性存储器1021 和通信装置的工作环境状态传感器1022。
其中，工作环境状态传感器1022 与非易失性存储器1021 连接，并且非易失性存储器1021 通过所述可插拔接口103 以及所述中控元件1012 与装置运行状态传感器1013 连接。
供电元件1011，具体地，由电阻、电容、电感以及半导体器件组成，例如二极管、双极型晶体管(Bipolar Junction Transistor，简称BJT)、金属氧化物半导体场效应晶体管
(Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor，简称MOSFET)、J 型场效应管
(Junction gate Field Effect Transistor，简称JFET)、V型槽场效应管(Vertical Metal
Oxide Semiconductor，简称VMOS) 等。供电元件1011 可实现将交流电压转换为直流电压、将高压电转换为低压电的功能，用以为中控元件1012 提供工作电压。本领域技术人员可以根据实际需要对供电元件1011 进行设计，此处不再赘述。
中控元件1012，具体地，可以为CPU、CPLA、FPGA 等任何可以实现运算、控制的实体芯片或芯片组。
装置运行状态传感器1013，可以感应装置运行状态，并将其转换为装置运行状态数据，然后经由中控元件1012、可插拔接口103 储存在非易失性存储器1021 中。具体地，可以为任何厂家生产的、任何型号的、能够采集装置运行状态的传感器，其中，以体积小、性能稳定者为佳。
通信接口1014，工业通信装置可以通过通信接口1014 接收、发送数据。具体地，可以为任何厂家生产的通信接口，其中，以性能稳定、行业规定的标准接口为佳。工业通信装置被损坏之前，由工作环境状态传感器1022 采集的工作环境状态数据能够经由非易失性存储器1021、可插拔接口103、中控元件1012 传输至通信接口1014，由装置运行状态传感器1013 采集的装置运行状态数据能够经由中控元件1012 传输至通信接口1014，然后通过通信接口1014 将工作环境状态数据以及装置运行状态数据传输给远端的控制系统，供技术人员监控工业通信装置的状态。
存储装置102，设置在通信装置本体101 外，通过可插拔接口103 与通信装置本体101 可插拔连接。具体地，可以为任何厂家生产的、任何型号的存储装置102，其中，以性能稳定、体积小、容量大者为佳。
非易失性存储器1021(non-volatile memory，简称NVRAM) 是指当电流关掉后，所存储的数据不会消失的存储器，具体地，可以为只读存储器(Read-only memory，简称ROM)、可编程只读存储器(Programmable read-only memory，简称PROM)、电可改写只读存储器(Electrically alterable read only memory，EAROM)、可擦可编程只读存储器(Erasable programmable read only memory，简称EPROM)、电可擦可编程只读存储器(Electrically erasable programmable read only memory，简称EEPROM)、闪存(Flash memory) 等。由于装置运行状态传感器1013 通过接口103 与非易失性存储器1021 连接，非易失性存储器1021 可以存储由装置运行状态传感器1013 采集的装置运行状态数据，由于工作环境状态传感器1022 与非易失性存储器1021 连接，非易失性存储器1021 还可以存储由工作环境状态传感器1022 采集的工作环境状态数据，并且在掉电后装置运行状态数据以及工作环境状态数据仍然能够完好的存储在非易失性存储器1021 中。技术人员可将非易失性存储器1021 连接到相应的读取装置上，读出存储在非易失性存储器1021 中的数据，进而对工业装置的损坏原因进行分析。
工作环境状态传感器1022，可以感应工业通信装置的工作环境状态，并将其转换为工作环境状态数据，然后存储在非易失性存储器1021 中。具体地，可以为任何厂家生产的、任何型号的、能够采集工作环境状态的传感器，其中，以体积小、性能稳定为佳。
本实施例，通过在存储装置中设置与非易失性存储器连接的通信装置的工作环境状态传感器、在通信装置本体中设置的经由可插拔接口与非易失性存储器连接的装置运行状态传感器，分别采集通信装置的工作环境状态数据、装置运行状态数据，并且将通信装置的工作环境状态数据、装置运行状态数据存储在非易失性存储器中，由于工业通信装置的损坏不会导致非易失性存储器中存储的通信装置的工作环境状态数据以及装置运行状态数据的丢失，因此，在工业通信装置损坏后，可以从非易失性存储器中读取通信装置的工作环境状态数据、装置运行状态数据，并对通信装置的工作环境状态数据、装置运行状态数据进行分析，从而找出导致工业通信装置损坏的原因。进而针对导致工业通信装置的原因，有的放矢地对工业通信装置进行改进，从而有效的提升工业通信装置的寿命，解决了现有技术中难以确定工业通信装置损坏原因的技术问题。另外，在工业通信是装置未被损坏之前，还可以通过通信接口将工作环境状态数据、装置运行状态数据传送给远端的控制系统，供技术人员对工业通信装置的状态进行监控。
下面采用几个具体的实施例，对实施例一的技术方案进行详细说明。
在上述实施例的基础上，进一步地，工作环境状态传感器，具体可以为工作环境温度传感器、可以为工作环境湿度传感器、可以为工作环境振动传感器、还可以为以上三种工作环境状态传感器中的任意组合。
其中，工作环境温度传感器可以感应环境温度，并将其转换为工作环境温度数据。工作环境湿度传感器可以感应环境湿度，并将其转换为工作环境湿度数据。工作环境振动传感器可以感应环境湿度，并将其转换为工作环境振动数据。
本领域技术人员可以根据实际需要选择工作环境状态传感器的种类。如果，技术人员更加关心气温对工业通信装置的影响，那么可以设置工作环境温度传感器对工业通信装置的坏境温度进行采集。如果，技术人员更加关心环境的湿度对工业通信装置的影响，那么可以设置工作环境湿度传感器对工业通信装置周围的坏境湿度进行采集。如果，技术人员更加关心环境的振动对工业通信装置的影响，例如该工业通信装置被设置在列车上、或者地震频繁的地震带区域，那么可以设置工作环境振动传感器对工业通信装置的坏境振动强度进行采集。如果，技术人员即关心环境的湿度对工业通信装置的影响，又关心环境的振动对工业通信装置的影响，那么就分别设置工作环境湿度传感器和工作环境振动传感器。
通过设置的工作环境温度传感器、工作环境湿度传感器、工作环境振动传感器可以分别确定工作环境温度、工作环境湿度以及工作环境振动对工业通信装置的影响。
在上述实施例的基础上，进一步地，装置运行状态传感器可以为与供电元件连接的供电电压传感器401( 如图4 所示)、可以为与通信接口连接的瞬态电压传感器501( 如图5 所示)、可以为与通信接口连接的瞬态电流传感器601( 如图6 所示)、还可以为以上三种装置运行状态传感器中的任意组合。
其中，供电电压传感器可以感应供电元件提供的电压，并将其转换为供电电压数据。瞬态电压传感器可以感应瞬间的电压变化，并将其转换为瞬态电压数据。瞬态电流传感器可以感应瞬间的电流变化，并将其转换为瞬态电流数据。
本领域技术人员可以根据实际需要选择装置运行状态传感器的种类。如果，技术人员更加关心供电电压对工业通信装置的影响，那么可以设置与供电元件连接的供电电压传感器对供电元件提供的电压进行采集。如果，技术人员更加关心瞬态电压对工业通信装置的影响，那么可以设置与通信接口连接的瞬态电压传感器对通信接口的电压瞬间变化值进行采集。如果，技术人员更加关心瞬态电流对工业通信装置的影响，那么可以设置与通信接口连接的瞬态电流传感器对通信接口的电流瞬间变化值进行采集。本领域技术人员可以理解，还可以同时设置与供电元件连接的供电电压传感器以及与通信接口连接的瞬态电压传感器，本实施例对此不作限定。
通过设置的供电电压传感器、瞬态电压传感器、瞬态电流传感器可以确定供电电压、瞬态电压以及瞬态电流对工业通信装置的影响。
在上述实施例的基础上，进一步地，存储装置为KEY-PLUG 装置701，KEY-PLUG 装置701 通过KEY-PLUG 接口702 与通信装置本体101 连接( 如图7 所示)。KEY-PLUG 接口技术是西门子工业产品已证实的非常稳定的适于工业应用的接口技术。
具体地，在工业通信装置本体101 上设置KEY-PLUG 装置701，进一步可以基于该KEY-PLUG 装置701 的KEY-PLUG 接口与工业通信装置本体101 连接，进而使得通信装置本体101 内部的装置运行状态传感器1013 能够通过中控元件1012 与该KEY-PLUG 接口连接，从而将采集到的装置运行状态数据传输到KEY-PLUG 装置701 中的非易失性存储器1021 中进行存储。
或者，在上述实施例的基础上，进一步地，存储装置为C-PLUG 装置801，C-PLUG 装置801 通过C-PLUG 接口802 与通信装置本体101 连接( 如图8 所示)。C-PLUG 接口技术是西门子工业产品已证实的非常稳定的适于工业应用的接口技术。
具体地，在工业通信装置本体101 上设置C-PLUG 装置801，进一步可以基于该C-PLUG 装置801 的C-PLUG 接口与工业通信装置本体101 连接，进而使得通信装置本体101内部的装置运行状态传感器1013 能够通过中控元件1012 与该C-PLUG 接口连接，从而将采集到的装置运行状态数据传输到C-PLUG 装置801 中的非易失性存储器1021 中进行存储。
再或者，在上述实施例的基础上，进一步地，存储装置为通用串行总线USB 存储装置901，USB 存储装置901 通过USB 接口902 与通信装置本体101 连接( 如图9 所示)。
具体地，在工业通信装置本体101 上设置USB 存储装置901，进一步可以基于该USB 存储装置901 的USB 接口与工业通信装置本体101 连接，进而使得通信装置本体101 内部的装置运行状态传感器1013 能够通过中控元件1012 与该USB 接口连接，从而将采集到的装置运行状态数据传输到USB 存储装置901 中的非易失性存储器1021 中进行存储。
在上述实施例的基础上，进一步地，通信接口可以为天线连接接口、可以为以太网接口、可以为无线网络接口、还可以为以上三种通信接口的任意组合。本领域技术人员可以根据实际需要设置通信接口的数量以及种类。例如，可以设置两个天线连接接口，或者设置一个以太网接口以及一个无线网络接口，再或者设置是个以太网接口、两个天线连接接口以及十二个无线网络接口，需要说明的是，以上设置仅为示例性地，本实施例对此不作限定。工业通信装置未被损坏的时候，由工作环境状态传感器采集的工作环境状态数据能够经由非易失性存储器、可插拔接口、中控元件传输至通信接口，由装置运行状态传感器采集的装置运行状态数据能够经由中控元件传输至通信接口，然后通过通信接口可以将工作环境状态数据以及装置运行状态数据传输给远端的控制系统，供技术人员监控工业通信装置的状态，而且，该接口多样化，可以适用于各种通信传输方式。
在上述实施例的基础上，进一步地，工业通信装置可以为交换装置、可以为无线接入点装置、还可以为网关装置。
具体地，当工业通信装置具体为交换装置时，相应地，通信装置本体则是实现交换功能的实体部分。类似的，当工业通信装置具体为无线接入点装置时，相应地，通信装置本体则是实现无线接入点功能的实体部分。当工业通信装置具体为网关装置时，相应地，通信装置本体则是实现网关功能的实体部分。
该工业通信装置可以对交换装置、无线接入点装置以及网关装置的装置运行状态数据、工作环境状态数据进行采集，并通过存储在非易失性存储器中存储的装置运行状态数据、工作环境状态数据，进而可以基于存储的这些数据分析装置运行状态、工作环境状态对工业通信装置的影响，从而确定是何种原因造成了工业通信装置的损坏，而且即使装置故障，依然不影响从非易失性存储器中获取数据进行故障分析的过程。