專利名稱：一種礦用信息傳輸分站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及礦井設(shè)備，尤其是涉及一種用于配接礦用監(jiān)控設(shè)備和人員定位設(shè)備的礦用信息傳輸分站。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)家對(duì)礦井安全的日益重視，礦井內(nèi)各種不同監(jiān)控設(shè)備和人員定位設(shè)備逐漸增多。監(jiān)控設(shè)備和人員定位設(shè)備通常采用RS485接口通過電纜連接，電纜具有鋪設(shè)靈活，維護(hù)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但是，采用RS485協(xié)議的電纜連接方式在傳輸距離和數(shù)據(jù)容量上都比較有限，出現(xiàn)了瓶頸，因此，主要只適合于支巷。為了解決傳統(tǒng)電纜連接存在的傳輸距離短和數(shù)據(jù)量小的缺陷，目前也有廠商在井下推廣光纖交換機(jī)，但是目前礦用的主流設(shè)備往往不支 持網(wǎng)口，而多數(shù)是支持RS485協(xié)議，因此，無法與很多主流設(shè)備進(jìn)行連接。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)監(jiān)控設(shè)備和人員定位設(shè)備采用電纜連接存在傳輸距離短和數(shù)據(jù)量小的缺陷，而采用光纖交換機(jī)由于主流設(shè)備往往不支持網(wǎng)口導(dǎo)致無法與很多主流設(shè)備進(jìn)行連接的技術(shù)問題，提供了一種礦用信息傳輸分站。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為設(shè)計(jì)一種礦用信息傳輸分站，所述礦用信息傳輸分站包括用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及處理的主板、與主板連接且用于連接RS485電纜的RS485板和與主板連接且用于連接光纖的光纖板，所述RS485板上設(shè)置有用于連接RS485電纜的RS485 口，所述光纖板板上設(shè)置有用于連接光纖的網(wǎng)口。所述主板包括ARM芯片、與ARM芯片連接的FPGA，所述RS485板和光線板均與所述FPGA連接。所述RS485板包括光耦和與光耦連接的485電平轉(zhuǎn)換芯片，所述光耦與所述FPGA連接。所述光耦采用芯片6N137，所述485電平轉(zhuǎn)換芯片采用芯片SN65HVD54。所述主板還包括與所述ARM芯片連接的網(wǎng)口芯片、與所述ARM芯片連接的SDRAM存儲(chǔ)器和與所述ARM芯片連接的FLASH存儲(chǔ)器。本實(shí)用新型通過在礦用信息傳輸分站上設(shè)置RS485板和光纖板,從而可利用礦用信息傳輸分站實(shí)現(xiàn)RS485電纜和光纖的連接，從而可以將礦井下日益增多的監(jiān)控設(shè)備和人員定位設(shè)備統(tǒng)一接入，利用光纖數(shù)據(jù)量大，傳輸遠(yuǎn)的特點(diǎn)，減少重復(fù)布線，減少中繼設(shè)備，從而減少系統(tǒng)總成本。利用本實(shí)用新型的礦用信息傳輸分站，在主主干網(wǎng)使用光纖連接，適合條件較好的主巷道；在終端接入使用電纜連接，適合條件有限的支巷，這個(gè)結(jié)構(gòu)既解決了數(shù)據(jù)量和傳輸距離的問題，又符合礦井維護(hù)的實(shí)際。

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明，其中[0011]圖I是本實(shí)用新型礦用信息傳輸分站的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本實(shí)用新型礦用信息傳輸分站的電源板的原理圖；圖3是本實(shí)用新型礦用信息傳輸分站的RS485板的原理圖；圖4是本實(shí)用新型礦用信息傳輸分站的光纖板的原理圖；圖5是本實(shí)用新型礦用信息傳輸分站的主板的原理圖；圖6是本實(shí)用新型礦用信息傳輸分站的一具體了連接實(shí)施例原理圖；圖7是利用本實(shí)用新型礦用信息傳輸分站構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)原理圖。
具體實(shí)施方式
·[0018]請(qǐng)參見圖I至圖7。本實(shí)用新型礦用信息傳輸分站包括電源板、主板、RS485板和光纖板，其中電源板與主板、RS485板和光纖板均連接，主要用于為各板提供合適的工作電源。在本具體實(shí)施例中，電源板的輸入電壓為18V，通過降壓DC-DC變換到5V，再利用第一級(jí)LDO(low dropout regulator,意為低壓差線性穩(wěn)壓器)將5V降壓至3. 3V,最后通過第二級(jí)LDO(low dropout regulator,意為低壓差線性穩(wěn)壓器)將3. 3V降壓至I. 2V。5V電壓主要供給RS485板使用，I. 2V用于提供主板上ARM芯片和FPGA的核心電壓，其他部分使用3. 3V電壓。在本具體實(shí)施例中，降壓DC-DC選用凌特公司的LT3480，第一級(jí)LDO選用凌特公司的LT1764，第二級(jí)LDO選用仙童的FANl 112。主板主要用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及處理。在本具體實(shí)施例中，主板主要芯片包括ARM芯片及其外圍的SDRAM存儲(chǔ)器和FLAH存儲(chǔ)器，F(xiàn)PGA及其加載FLASH存儲(chǔ)器、網(wǎng)口芯片。網(wǎng)口芯片、FPGA、SDRAM存儲(chǔ)器和FLAH存儲(chǔ)器均與ARM芯片連接。FPGA與所述RS485板和光線板連接。其中ARM芯片選用三星的S3C2440，其外圍SDRAM存儲(chǔ)器選用Hyundia的HY57V561620，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)器選用三星的K9F1208 ;FPGA選用Xilinx的S3C1200E，其加載FLASH存儲(chǔ)器選用 Atmel 的 AT45DB041D ;網(wǎng)口芯片選用 Davicom 的 DM9000AEP。其中，F(xiàn)PGA 主管 RS485 與光纖的鏈路層協(xié)議轉(zhuǎn)換，維護(hù)鏈路的穩(wěn)定性，以及完成數(shù)據(jù)速率自適應(yīng)功能;ARM芯片負(fù)責(zé)尋址、路由、應(yīng)用層協(xié)議解析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。RS485板與主板連接且用于連接RS485電纜，其主要包括光耦和與光耦連接的485電平轉(zhuǎn)換芯片，所述光耦與所述FPGA連接。在本具體實(shí)施例中，485電平轉(zhuǎn)換芯片選用TI公司的芯片SN65HVD54，光耦選用安捷倫的芯片6N137。該485板使用5V供電。RS485板上設(shè)置有用于連接RS485電纜的RS485 口，以連接RS485電纜。光纖板與主板連接且用于連接光纖，光纖板可采用百兆光模塊來實(shí)現(xiàn)，其一端連接主板的FPGA，另一端連接光纖。所述光纖板板上設(shè)置有用于連接光纖的網(wǎng)口，以連接光纖。請(qǐng)一并參見圖6。在本具體連接實(shí)施例中，礦用信息傳輸分站的對(duì)外接口包括8個(gè)RS485 口，RS485 口可配置成為全雙工或者半雙工，支持總線形式，主要用于礦用監(jiān)控設(shè)備和人員定位設(shè)備(合稱“終端設(shè)備”)的接入；4個(gè)百兆光纖模塊，用于信息傳輸分站的互聯(lián)；1個(gè)百兆網(wǎng)口，用于信息傳輸分站與工控機(jī)的互聯(lián)。請(qǐng)一并參見圖7。在本具體實(shí)施例中，利用礦用信息傳輸分站構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，其主干由一個(gè)或多個(gè)礦用信息傳輸分站利用光纖互聯(lián)而成，每一級(jí)光纖最長(zhǎng)40km。可以連接成樹狀結(jié)構(gòu)或者鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。礦用監(jiān)控設(shè)備和人員定位設(shè)備通過RS485電纜(支持半雙工或者全雙工的RS485，支持總線)接入到礦用信息傳輸分站，隨數(shù)據(jù)速率不同，接入距離為2 10km不等。位于井上的礦用信息傳輸分站通過網(wǎng)口與工控機(jī)相連?，F(xiàn)有技術(shù)如果使用光纖交換機(jī)，則要求所有監(jiān)控設(shè)備和人員定位設(shè)備都支持網(wǎng)口，但是目前礦井此類產(chǎn)品的主流是采用485 口的。另外，網(wǎng)口接入距離短，不能覆蓋整個(gè)支巷。如果將光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)布到支巷內(nèi)，則光纖不易維護(hù)的特性就凸顯出來。也可以使用簡(jiǎn)單的485至光纖轉(zhuǎn)換模塊。這種轉(zhuǎn)換模塊只適用于單個(gè)設(shè)備的傳輸，也就是說每個(gè)設(shè)備都需要一對(duì)光纖。如果井內(nèi)設(shè)備較多，就需要使用很多的轉(zhuǎn)換模塊和大量的光纖，帶來總成本的提高和維護(hù)困難。本實(shí)用新型通過在礦用信息傳輸分站上設(shè)置RS485板和光纖板,從而可利用礦用信息傳輸分站實(shí)現(xiàn)RS485電纜和光纖的連接，從而可以將礦井下日益增多的監(jiān)控設(shè)備和人員定位設(shè)備統(tǒng)一接入，利用光纖數(shù)據(jù)量大，傳輸遠(yuǎn)的特點(diǎn)，減少重復(fù)布線，減少中繼設(shè)備，從而減少系統(tǒng)總成本。利用本實(shí)用新型的礦用信息傳輸分站，在主主干網(wǎng)使用光纖連接，適合條件較好的主巷道；在終端接入使用電纜連接，適合條件有限的支巷，這個(gè)結(jié)構(gòu)既解決了數(shù)據(jù)量和傳輸距離的問題，又符合礦井維護(hù)的實(shí)際。本實(shí)用新型礦用信息傳輸分站支持全雙工或者半雙工的RS485接入，然后通過光纖進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。這樣就能方便地接入各種主流的礦用監(jiān)控設(shè)備和定位設(shè)備。電纜具有鋪設(shè)靈活，維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但是數(shù)據(jù)量和傳輸距離都比較有限，適合支巷；光纖數(shù)據(jù)量大，傳輸距離長(zhǎng)，但是維護(hù)不易，適合條件較好的主巷。通過這種結(jié)合，就能大大擴(kuò)展傳統(tǒng)通過電纜連接的礦用設(shè)備的傳輸距離和系統(tǒng)容量，減少大量的中繼設(shè)備，降低系統(tǒng)總成本。本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)I、能夠接入各種支持RS485的礦井監(jiān)控設(shè)備和人員定位設(shè)備，并通過光纖統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)。2、終端采用電纜接入，適合支巷；主干使用光纖接入，適合主巷道。3、采用FPGA主管RS485與光纖的鏈路層協(xié)議轉(zhuǎn)換，維護(hù)鏈路的穩(wěn)定性，以及完成數(shù)據(jù)速率自適應(yīng)功能；ARM芯片負(fù)責(zé)尋址、路由、應(yīng)用層協(xié)議解析和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種礦用信息傳輸分站，其特征在于所述礦用信息傳輸分站包括用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及處理的主板、與主板連接且用于連接RS485電纜的RS485板和與主板連接且用于連接光纖的光纖板，所述RS485板上設(shè)置有用于連接RS485電纜的RS485 口，所述光纖板板上設(shè)置有用于連接光纖的網(wǎng)口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用信息傳輸分站，其特征在于所述主板包括ARM芯片、與ARM芯片連接的FPGA，所述RS485板和光線板均與所述FPGA連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用信息傳輸分站，其特征在于所述RS485板包括光耦和與光耦連接的485電平轉(zhuǎn)換芯片，所述光耦與所述FPGA連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦用信息傳輸分站，其特征在于所述光耦采用芯片6N137，所述485電平轉(zhuǎn)換芯片采用芯片SN65HVD54。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用信息傳輸分站，其特征在于所述主板還包括與所述ARM芯片連接的網(wǎng)口芯片、與所述ARM芯片連接的SDRAM存儲(chǔ)器和與所述ARM芯片連接的FLASH存儲(chǔ)器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種礦用信息傳輸分站，旨在提供一種可擴(kuò)展傳輸距離和系統(tǒng)容量，減少大量的中繼設(shè)備，降低系統(tǒng)總成本的礦用信息傳輸分站，所述礦用信息傳輸分站包括用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及處理的主板、與主板連接且用于連接RS485電纜的RS485板和與主板連接且用于連接光纖的光纖板，所述RS485板上設(shè)置有用于連接RS485電纜的RS485口，所述光纖板板上設(shè)置有用于連接光纖的網(wǎng)口。本實(shí)用新型可用于連接礦井的監(jiān)控設(shè)備和人員定位設(shè)備。
文檔編號(hào)H04L12/28GK202535379SQ20122009494
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
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