一種礦用本安型環網交換機的製作方法
2023-08-07 08:38:26
專利名稱：一種礦用本安型環網交換機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及交換機設備技術領域，具體涉及一種煤礦井下使用的本安型環網交換機。
背景技術：
隨著科學技術發展的日新月異，應用於煤礦工業的礦山綜合通信自動化系統被大力推行並廣泛應用，它是煤礦安全高效生產的重要保障，而通信網絡系統是礦山綜合通信自動化的基礎。當前，煤礦大多具有自己的工業乙太網，實現煤礦設備、人員以及集控中心的通信，而交換機作為通信系統中的一個重要組成部分，一旦發生故障，不僅給煤礦安全帶來影響，還會給煤礦生產帶來不可估量的損失。現今市面上的礦用交換機大多存在與現有煤礦工業監控系統設兼容困難、系統容量小、數據處理速度慢等，而且通信協議單一，無法實現多種現有設備的接入。還有，現有的交換機由於不提供上聯冗餘接口，也就不能組成具有自愈功能的環網，這樣當系統運行中出現故障時，很容易造成井下通信網的崩潰，信息傳輸的可靠性得不到有效保證；而且也不提供交換機管理配置功能，用戶也不能實時地監控交換機運行狀態。所以不適用於信息傳輸可靠性要求很高的煤礦井下使用。為了解決現有技術中的上述不足，本實用新型提出了一種新的解決方案。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是針對於現有技術的不足，提供一種礦用本安型環網交換機，該礦用本安型環網交換機構成一個安全、穩定、高速的網絡平臺，與煤礦工業監測監控系統組合後，可以實時傳輸井下圖像、語音、監測監控信息，豐富的網絡接口使其能夠實現多種設備的接入，為煤礦高效自動化開採、煤礦設備的遠程監管與故障診斷提供可靠的數據來源，還要適應性強，數據傳輸快，多臺礦用隔爆兼交稱機能夠組成具有自愈功能的環網，使得井下通信網的安全性能得到大大提高。為達到上述發明目的，本實用新型所採用的技術方案為提供一種礦用本安型環網交換機，其特徵在於包括電源模塊、交換模塊和MPU控制模塊；所述電源模塊分別與交換模塊和MPU控制模塊連接；所述交換模塊包括交換晶片、RS485接口、乙太網接口、串口轉乙太網模塊、工作狀態指示功能模塊和只讀存儲模塊；所述MPU控制模塊包括RISC微處理器、數據存儲模塊、電平轉換模塊和網絡控制模塊；所述RS485接口、乙太網接口、串口轉乙太網模塊、工作狀態指示功能模塊和只讀存儲模塊均與交換晶片連接；所述交換晶片與RISC微處理器連接；所述RISC微處理器與只讀存儲模塊連接；所述數據存儲模塊、電平轉換模塊和網絡控制模塊均與RISC微處理器連接；整個電路安裝在一本安型殼體內。進一步地，所述交換晶片為KS8999晶片。進一步地，所述乙太網接口設置有八路，包括四路乙太網光接口和四路乙太網電接口。[0009]進一步地，所述乙太網光接口中包括兩路環網光接口和兩路本地光接口。進一步地，所述串口轉乙太網模塊設置有四路。進一步地，所述電源模塊內設有交流電源模塊和備用電源模塊。綜上所述，本實用新型所提供的礦用本安型環網交換機相比於現有技術具有如下優點I、通過本實用新型在井下構成一個安全、穩定、高速的網絡平臺，與煤礦工業監測監控系統組合後，可以實現圖像、語音和監測監控信息的實時、高速傳輸，同時用戶在地面上通過上位機就可以完成對井下設備的管理。2、解決了現有交換機不能形成環網來確保通信的可靠性，豐富的網絡接口使其能夠很好的與現有監測監控系統設備兼容。·[0015]3、內部集成了多路高速乙太網接口，分別由四路光接口和四路電接口組成，與外部通信採用光接口，可以有效地避免由於不同節點的電位不同引起了設備燒毀和強電磁感應、高電壓引起的幹擾，同時地面至井下採用光纖傳輸可減少雷電等自然災害造成的損失。4、其中兩路光接口作為環網光接口來使用，使其支持環網冗餘技術，多臺本實用新型可以組成具有自愈功能的光纖環網，從而大大提高了井下通信系統的穩定性和信息傳輸的安全性。5、內部設置有四路串口轉乙太網模塊，具有TCP Server、TCP Client、UDP、虛擬串口和點對點連接等五種操作模式。6、通過工作狀態指示功能模塊，系統會將環路故障、電源故障、埠故障等信息及時上傳，便於用戶監控維護。7、用於連接系統設備，提供數據交換通道。
圖I為礦用本安型環網交換機的原理框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細地描述如圖所示，該礦用本安型環網交換機包括電源模塊、交換模塊和MPU控制模塊；所述電源模塊分別與交換模塊和MPU控制模塊連接；所述交換模塊包括交換晶片、RS485接口、乙太網接口、串口轉乙太網模塊、工作狀態指示功能模塊和只讀存儲模塊；所述MPU控制模塊包括RISC微處理器、數據存儲模塊、電平轉換模塊和網絡控制模塊；所述RS485接口、乙太網接口、串口轉乙太網模塊、工作狀態指示功能模塊和只讀存儲模塊均與交換晶片連接；所述交換晶片與RISC微處理器連接；所述RISC微處理器與只讀存儲模塊連接；所述數據存儲模塊、電平轉換模塊和網絡控制模塊均與RISC微處理器連接；整個電路安裝在一本安型殼體內。進一步地，所述交換晶片為KS8999晶片；所述乙太網接口設置有八路，包括四路乙太網光接口和四路乙太網電接口 ；所述乙太網光接口中包括兩路環網光接口和兩路本地光接口 ；所述串口轉乙太網模塊設置有四路；所述電源模塊內設有交流電源模塊和備用電源模塊。[0024]交換模塊的核心選用了 KS8999晶片，它是KENDIN公司推出的一款物理層交換晶片，KS8999晶片的所具有的特點非常符合網絡交換機對交換模塊的功能要求。MPU控制模塊核心是是Samsung公司推出的一個16 / 32位的低耗高效的RISC微處理器，它帶有8KB的Cache / SRAM、12C接口、乙太網控制器、HDLC、GDMA、UART、時鐘、可編程的I / O埠和中斷控制器等，非常適合網絡應用。連接數據存儲模塊作為最小系統的數據、程序存儲空間和內存空間。內部集成了多路高速乙太網接口，分別由四路光接口和四路電接口組成，與外部通信採用光接口，可以有效地避免由於不同節點的電位不同引起了設備燒毀和強電磁感應、高電壓引起的幹擾，同時地面至井下採用光纖傳輸可減少雷電等自然災害造成的損失；其中兩路光接口為環網接口，使其支持環網冗餘技術，多臺本實用新型可以組成具有自愈功能的光纖環網，從而大大提高了井下通信系統的穩定性和信息傳輸的安全性；同時內部還包括了 4路串口乙太網網橋轉換模塊，使本實用新型具有TCP Server,TCP Client、UDP,虛擬串口和點對點連接等五種操作模式；通過工作狀態指示功能模塊，系統會將環路故障、電源故障、埠故障等信息及時上傳，便於用戶監控維護；通過本實用新型在井下構成一個·安全、穩定、高速的網絡平臺，與煤礦工業監測監控系統組合後，可以實現圖像、語音和監測監控信息的實時、高速傳輸，同時用戶在地面上通過上位機就可以完成對井下設備的管理。多臺礦用隔爆兼交稱機能夠組成具有自愈功能的環網，使得井下通信網的安全性能得到大大提高。系統支持Web遠程瀏覽、管理和系統軟體的在線升級，同時具有隔爆兼本質安全性。綜上所述，利用本實用新型所提供的礦用本安型環網交換機構成一個安全、穩定、高速的網絡平臺，與煤礦工業監測監控系統組合後，可以實時傳輸井下圖像、語音、監測監控信息，豐富的網絡接口使其能夠實現多種設備的接入，為煤礦高效自動化開採、煤礦設備的遠程監管與故障診斷提供可靠的數據來源，且適應性強，數據傳輸快，多臺礦用隔爆兼交稱機能夠組成具有自愈功能的環網，使得井下通信網的安全性能得到大大提高。雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行了詳細地描述，但不應理解為對本專利的保護範圍的限定。在權利要求書所描述的範圍內，本領域技術人員不經創造性勞動即可做出的各種修改和變形仍屬本專利的保護範圍。
權利要求1.一種礦用本安型環網交換機，其特徵在於包括電源模塊、交換模塊和MPU控制模塊；所述電源模塊分別與交換模塊和MPU控制模塊連接；所述交換模塊包括交換晶片、RS485接口、乙太網接口、串口轉乙太網模塊、工作狀態指示功能模塊和只讀存儲模塊；所述MPU控制模塊包括RISC微處理器、數據存儲模塊、電平轉換模塊和網絡控制模塊；所述RS485接口、乙太網接口、串口轉乙太網模塊、工作狀態指示功能模塊和只讀存儲模塊均與交換晶片連接；所述交換晶片與RISC微處理器連接；所述RISC微處理器與只讀存儲模塊連接；所述數據存儲模塊、電平轉換模塊和網絡控制模塊均與RISC微處理器連接；整個電路安裝在一本安型殼體內。
2.根據權利要求I所述的礦用本安型環網交換機，其特徵在於所述交換晶片為KS8999 晶片。
3.根據權利要求I所述的礦用本安型環網交換機，其特徵在於所述乙太網接口設置有八路，包括四路乙太網光接口和四路乙太網電接口。
4.根據權利要求3所述的礦用本安型環網交換機，其特徵在於所述乙太網光接口中包括兩路環網光接口和兩路本地光接口。
5.根據權利要求I所述的礦用本安型環網交換機，其特徵在於所述串口轉乙太網模塊設置有四路。
6.根據權利要求I所述的礦用本安型環網交換機，其特徵在於所述電源模塊內設有交流電源模塊和備用電源模塊。
專利摘要本實用新型公開了一種礦用本安型環網交換機，包括電源模塊、交換模塊和MPU控制模塊；電源模塊分別與交換模塊和MPU控制模塊連接；交換模塊與MPU控制模塊連接；整個電路安裝在一本安型殼體內。該礦用本安型環網交換機構成一個安全、穩定、高速的網絡平臺，與煤礦工業監測監控系統組合後，可以實時傳輸井下圖像、語音、監測監控信息，豐富的網絡接口使其能夠實現多種設備的接入，為煤礦高效自動化開採、煤礦設備的遠程監管與故障診斷提供可靠的數據來源，且適應性強，數據傳輸快，多臺礦用隔爆兼交稱機能夠組成具有自愈功能的環網，使得井下通信網的安全性能得到大大提高。
文檔編號H04L12/42GK202713349SQ20122032755
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月9日 優先權日2012年7月9日
發明者吳子利, 宋德福, 倪雲濤, 趙濤, 葉小亮, 陳啟勇, 黃鑫, 黃金林, 楊樂菲 申請人:成都金自天正智能控制有限公司