一種礦用隔爆兼本安型網絡交換的製造方法
2023-07-26 18:37:21 2
一種礦用隔爆兼本安型網絡交換的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種礦用隔爆兼本安型網絡交換機，包括電源模塊、核心交換機模塊、交換機通信主板和顯示模塊；交換機通信主板具有6路獨立RS485模塊、信號轉換模塊，以及6路網口信號模塊，實現井下設備RS485信號與網口信號轉換功能；交換機通信主板通過8路網口接口與核心交換機模塊以及外部設備進行通訊；所述的信號轉換模塊由6個獨立的CPU以及外圍電路組成，所述CPU為LM3S8962，信號轉換模塊還與顯示模塊連接。核心交換機模塊組網靈活，具有VLAN功能以及信號匯聚功能，實現對礦山安全監控、人員定位、礦井通信系統、視頻監控的系統優化和多系統融合，使系統的結構更為簡單，安裝維護更方便，可以極大的降低生產安全監控的成本。
【專利說明】一種礦用隔爆兼本安型網絡交換機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種多功能網絡交換機，適用於礦山安全監控及人員定位、礦井通信系統、視頻監控多系統。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著科學技術不斷進步，各種先進技術設備不斷應用於礦山安全生產管理領域，為確保礦山安全生產起到了積極作用。例如，礦用網絡交換機首先要求具備交換等功能，和地面用普通交換機相似；其次，礦用網絡交換機做了安全處理，使之適合在煤礦井下使用而不會引起爆炸。一般做成隔爆兼本安型網絡交換機。隔爆型就是產生電火花的電器與工作環境相隔，從而起到防爆的效果。而本安型就是電器本身就不會產生引起爆炸的火花，使工作環境變得安全，起得防爆的效果。
[0003]但是，目前的礦用網絡交換機存在接口種類少、數量不足、組網方式單一的缺點，以及交換機線路繁雜，附屬設備眾多，維修麻煩，管理繁瑣等不足，已難以滿足礦山安全生產全方位監控及多系統融合的需求。
實用新型內容
[0004]針對現有礦用網絡交換機存在接口種類少、數量不足、組網方式單一的不足，本實用新型的目的是提出一種改進的礦用隔爆兼本安型網絡交換機，實現接口種類豐富，而且支持靈活組網，採用高可靠、易維護結構，具備礦山安全監控、人員定位、礦井通信系統、視頻數據接入及數據傳輸等多種功能，對礦山綜合數位化系統優化和多系統融合。
[0005]實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:一種礦用隔爆兼本安型網絡交換機，包括電源模塊、備用電源模塊、核心交換機模塊、交換機通信主板和顯示模塊；其特徵在於:所述電源模塊將交流轉換成直流再經過DC/DC轉換模塊形成直流電源，一方面直流電源給隔爆腔內核心交換機模塊供電；另一方面直流電源接2路18V本安電源，然後供給本安腔內交換機通信主板和其他模塊；
[0006]交換機通信主板具有6路獨立RS485模塊、信號轉換模塊，以及6路網口信號模塊，實現井下設備RS485信號與網口信號轉換功能；交換機通信主板通過8路網口接口與核心交換機模塊以及外部設備進行通訊；
[0007]所述的信號轉換模塊由6個獨立的CPU以及外圍電路組成，所述CPU為LM3S8962，信號轉換模塊還與顯示模塊連接；
[0008]所述的顯示模塊由LED顯示，顯示驅動電路及外圍電路組成。
[0009]進一步，所述核心交換機模塊採用模塊化設計，光口和電口數量和靈活配置，最大支持4個1000M光口，24個百兆光口或者電口。
[0010]相比現有技術，本實用新型具有如下優點:
[0011]1、本實用新型組網靈活，可組成1000M光纖自愈環網、超級乙太網自愈環網或光電組合環網，系統在出現故障時環網冗餘自愈時間小於20ms。核心交換機模塊支持網管功能，並支持SNMP等管理功能，還具有VLAN功能以及信號匯聚功能，具備良好的擴展性，實現對礦山安全監控、人員定位、礦井通信系統、視頻監控的系統優化和多系統融合，使系統的結構更為簡單，安裝維護更方便，可以極大的降低生產安全監控的成本。
[0012]2、本實用新型數據通信及處理採用相互獨立的6路信號轉換模塊，多個通信數據並發執行，有效的提升了數據的採集速度、減小了巡檢周期，且一個模塊故障不影響其他模塊數據傳輸，降低系統故障風險。同時，信號轉換模塊支持網管功能，使用和維護方便。
[0013]3、本實用新型中，採用模塊化設計，核心交換機模塊的光口和電口數量和靈活配置，最大支持4個1000M光口，24個百兆光口或者電口。6路信號轉換模塊可相互替代。
[0014]4、本實用新型採用採用電源與數據交換一體化的設計，接線和管理簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型礦用隔爆兼本安型網絡交換機框圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。本實用新型的交換機是礦山安全生產系統的關鍵設備，可以實現大量數據採集。
[0017]參見圖1，本實用新型礦用隔爆兼本安型網絡交換機，包括電源模塊、備用電源模塊、核心交換機模塊、交換機通信主板和顯示模塊等；
[0018]所述電源模塊將交流轉換成直流再經過DC/DC轉換模塊形成直流電源，一方面直流電源給隔爆腔內核心交換機模塊供電；另一方面直流電源接2路18V本安電源，然後供給本安腔內交換機通信主板和其他模塊；
[0019]交換機通信主板具有6路獨立RS485模塊，信號轉換模塊，以及6路網口信號模塊，通信協議支持TCP、UDP、HTTP、ICMP等網絡通信，實現井下設備RS485信號與網口信號轉換功能，交換機通信主板通過8路網口接口與核心交換機模塊以及外部設備進行通訊；
[0020]所述的信號轉換模塊由6個獨立的CPU以及外圍電路組成，所述CPU為LM3S8962，信號轉換模塊還與顯示模塊連接；
[0021]所述顯示模塊由LED顯示，顯示驅動電路及外圍電路組成,包括電源狀態指示燈電路、通信狀態指示燈電路。
[0022]核心交換機模塊最大支持4路1000M光口，24路百兆光口(或者電口)，採用模塊化設計，光口和電口數量和靈活配置。本實用新型中，交換機組網靈活，可組成1000M光纖自愈環網、超級乙太網自愈環網或光電組合環網，系統在出現故障時環網冗餘自愈時間小於20ms。交換機可網管，支持SNMP等管理功能，具有VLAN功能。
[0023]本實施例中，各功能模塊的配置為:
[0024](I)電源模塊:寬幅電源輸入，能夠滿足目前井下不同等級的電源供電，電源輸入支持127V/220V/380V/660V交流電。電源模塊將交流電轉變為適合交換機內部各模塊和配接設備使用的24V、18V、5V、3.3V等直流電壓電源，確保交換機高效、穩定的工作。
[0025](2)備用電源模塊:採用鎳氫電池組，交流電源中斷後可靠切換為電池組供電，能維持交換機工作時間大於2小時。備用電源模塊採用專業智能充放電管理技術，同時可實現交直流電源自動切換及電池充放電管理功能。[0026](3)核心交換機模塊:核心交換機模塊採用千兆交換機核心，接口類型和接口數量豐富，最大支持4個1000M光口，24個百兆光口(或者電口)。核心交換機模塊採用模塊化設計方案，靈活配置光口和網口數量，還可以選擇交換機動態路由功能(L3P)。所有的光口SFP插槽支持熱插拔。核心交換機模塊完全符合IEEE 802.3u Ethernet標準，提供1000M快速乙太網的能力，可以組成光纖自愈環網，系統在出現故障時環網冗餘自愈時間小於20ms，提聞了系統可罪性。
[0027](4)信號轉換模塊:信號轉換模塊基於ARM Cortex-M3內核控制器，具有高性能32位數據運算能力，運算速度快。模塊晶片將CPU、快閃記憶體、乙太網信號接口全部集成在一塊晶片中，大大簡化了外圍電路，使整體性能得到進一步優化。信號轉換模塊主要實現RS485信號與網口信號之間相互轉換，進行雙向數據通信。通信數據採用冗餘校驗容錯，極大提高通信的可靠性和抗幹擾能力。交換機的6路信號轉換模塊相互獨立，多個通信數據並發執行，從而大大減少系統巡檢周期，且一個模塊故障不影響其他模塊數據傳輸，降低系統故障風險。電路由CPU、晶振電路、復位電路、下載及調試埠組成。
[0028](5)顯示模塊為數碼管顯示，具有通信狀態指示和設備狀態指示功能；
[0029](6)8路網口接口為純電口 RJ45接口轉換設備，實現RJ45網絡信號之間的轉換。
[0030](7)本實用新型具備獨立工作功能。監控中心站下發初始化數據和巡檢數據後，交換機就可以按照保存的通信數據對RS485設備進行巡檢；
[0031](8)具備良好的擴展性，方便用戶隨時添加光口、網口以及RS485設備接入交換機。同時，交換機抗幹擾能力較強，系統設備接入方便靈活，巡檢周期短，安全性較高。
[0032](9)本實用新型採用電源與數據交換一體化的設計，為防爆兼本安型結構，具有現場適用性強、穩定性高等特點。該交換機最大支持4個1000M光口，24個百兆光口(或者電口)和6路RS485通訊口，可實現大量數據採集。交換機採用冗餘網絡、解環自愈，極大的滿足煤礦井下複雜惡劣的工作環境。
[0033]最後需要說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和範圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種礦用隔爆兼本安型網絡交換機，包括電源模塊、備用電源模塊、核心交換機模塊、交換機通信主板和顯示模塊；其特徵在於: 所述電源模塊將交流轉換成直流再經過DC/DC轉換模塊形成直流電源，一方面直流電源給隔爆腔內核心交換機模塊供電；另一方面直流電源接2路18V本安電源，然後供給本安腔內交換機通信主板和其他模塊； 交換機通信主板具有6路獨立RS485模塊、信號轉換模塊，以及6路網口信號模塊，實現井下設備RS485信號與網口信號轉換功能；交換機通信主板通過8路網口接口與核心交換機模塊以及外部設備進行通訊； 所述的信號轉換模塊由6個獨立的CPU以及外圍電路組成，所述CPU為LM3S8962，信號轉換模塊還與顯示模塊連接； 所述的顯示模塊由LED顯示,顯示驅動電路及外圍電路組成。
2.根據權利要求1所述礦用隔爆兼本安型網絡交換機，其特徵在於，所述核心交換機模塊採用模塊化設計，光口和電口數量可靈活配置，最大支持4路IOOOM光口，24路百兆通信接口 ；所述的24路百兆通信接口可以是光口或者電口。
【文檔編號】H04B10/27GK203632695SQ201320886639
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】李章軍, 全太鋒, 劉熾, 程俞瀚, 郎代志 申請人:重慶梅安森科技股份有限公司