專利名稱：支持poe和雙電源的嵌入式接口板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信領域的接口板，具體是一款集成了具有POE供電功能的網絡 交換機和支持雙電源的接口板。
背景技術：
多樣性是嵌入式主板市場的特征，主板生產廠商基于相應的規(guī)范和協(xié)議開發(fā)出各 種類型的嵌入式主板，以滿足客戶的不同應用需求，提供更快的解決方案。作為多樣化嵌 入式主板中的一員，PC104主板是一種優(yōu)化的、小型、堆棧式結構的嵌入式控制系統(tǒng)，其小 型化的尺寸(90*96mm)，極低的功耗和堆棧的總線形式，使之在嵌入式領域流行開來。由于 PC104主板的接口都是以插針配合連接線的形式引出，將其放置于殼體之中后，不方便將接 口固定在殼體之上，并在殼體后面板引出。這樣必然會增加殼體設計難度和出現殼體內部 布線混亂等麻煩?？梢曊{度臺和觸摸屏調度臺都是基于網絡實現通信的，必須配備網絡交換機，實 現可視調度臺和觸摸屏調度臺的組網需求。由于可視調度臺和觸摸屏調度臺都需要接IP 話機，且使用到的IP話機支持POE供電，而可視調度臺還需要接攝像頭，攝像頭也支持POE 供電模式，所以就需要客戶配備一款帶有POE功能的網絡交換機。
發(fā)明內容為了解決上述存在的問題，本實用新型提供一種一方面能夠解決PC104主板對外 接口的引出問題；另一方面集成了具有POE供電功能，能夠用于POE網絡交換機的接口板。本實用新型的目的是通過下述技術方案實現的支持POE和雙電源的嵌入式接口 板，其特征在于在PCB板上集成了網絡連接器、網絡接口、AUDIO連接器、AUDIO插口、USB 連接器、USB接口、串口連接器、通用串口、VGA連接器、VGA接口、電源連接器、電源插口，其 中AUDIO插口包括音頻輸出插口和MIC插口，電源插口包括直流電源插口、交流電源插口， 網絡連接器與網絡接口相連，AUDIO連接器與音頻輸出插口和MIC插口相連，USB連接器與 USB接口相連，串口連接器與通用串口相連，VGA連接器與VGA接口相連，在PCB板上設有微 處理器、網絡模塊、POE模塊、電源模塊，其中微處理器包括微處理器芯片，網絡模塊包括集 成6端口網絡交換機，網絡模塊的信號線分別接入網絡連接器和網絡接口中；POE模塊包括 PSE芯片，POE模塊的信號線與網絡接口連接；電源模塊為微處理器、網絡模塊、POE模塊供 電，并為系統(tǒng)提供雙電源輸入模式，通過直流電源插口、交流電源插口外接電源。微處理器芯片的型號為C8051F340，網絡模塊的網絡交換機是由RTL8316B和 RTL8208B兩種芯片相配合實現的；微處理器芯片與網絡模塊的交換機芯片之間通過I2C總 線進行通信，PSE芯片型號為LTC4258。本實用新型的有益效果本實用新型采用上述結構，將帶有POE功能的交換機集 成于接口板上，為可視調度臺和觸摸屏調度臺的組網需求提供了解決方案，減少了外部網 絡設備的數量，使得整個產品具有較高的集成度，方便客戶安裝和使用。接口板上還支持雙電源供電功能，拓寬了可視調度臺和觸摸屏調度臺的使用環(huán)境，并且也可以達到雙電源冗余備份的目的。本實用新型還可以解決PC104主板對外接口的引出問題，使得產品更加一 體化，減小殼體設計的難度。并能夠根據PC104主板型號的不同，改變連接到接口板上的插 頭線序，從而達到支持多個主板生產廠家所生產的PC104主板的目的。

圖1為本接口板整體結構圖；圖2為本接口板內部功能模塊原理圖；圖3為本接口板與PC104主板連接示意具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進一步描述。支持POE和雙電源的嵌入式接口板，如圖1所示，在PCB板(印制線路板)上設置 一個網絡連接器、五個網絡接口、一個AUDIO連接器、AUDIO插口包括音頻輸出插口和MIC 插口、兩個USB連接器、兩個USB接口、一個串口連接器、一個通用串口、一個VGA連接器、一 個VGA接口、一個電源連接器、一個直流48V電源接口、三個交流220V電源接口。其中網絡 連接器、AUDIO連接器、USB連接器、串口連接器、VGA連接器和電源連接器用于連接PC104 主板的相應信號。五個網絡接口采用RJ45接口，其中網絡接口 11為單個RJ45接口，用于 連接外部網絡；網絡接口 13、12為雙排RJ45接口，且?guī)в蠵OE功能，分別連接攝像頭和IP 話機。音頻輸出插口用于連接耳麥或音箱的，MIC插口用于連接耳麥的麥克風插入口。USB 接口為雙層USB接口，用于連接USB外設。通用串口為9針公插頭，用于連接觸摸屏驅動模 塊。VGA接口為15針母插孔，用于連接觸摸屏顯示器。直流48V電源接口為直流48V電源 輸入端。交流220V電源接口為三個鏟形端子構成，分別接入交流電源的零線、火線和地線。PCB板上還集成了電源模塊、微處理器、網絡模塊和POE模塊。各個模塊具體功能如下微處理器實現交換機的鏡像功能。微處理器的微處理芯片C8051F340，與網絡模 塊中的網絡交換機芯片RTL8316B之間是通過I2C總線進行通信的，微處理器對網絡交換機 芯片進行初始化、鏡像端口配置等操作，使得網絡交換機具備端口鏡像功能。通過微處理器 可以任意配置交換機鏡像的目的端口和源端口，端口配置完成后，源端口的數據流量將復 制到目的端口中，嵌入式主板通過對目的端口的數據分析，實現網絡監(jiān)聽和網絡錄音等功 能。網絡模塊功能接口板內部集成一個6端口網絡交換機。使用RTL8316B和 RTL8208B兩種芯片相配合，實現一個6端口網絡交換機，滿足可視調度臺和觸摸屏調度臺 內部器件之間的通信和外部組網的需求。POE模塊功能實現POE供電功能。POE系統(tǒng)包括供電設備PSE端和受電設備PD 端。接口板中采用專用的供電設備PSE芯片LTC4258配合其外圍電路，實現PSE供電功能， 并將其集成于網絡交換機上，使得網絡交換機具備POE供電功能。在與受電設備PD相連時 只需一條標準網線，便可達到對受電設備PD供電和網絡通信的目的。供電設備PSE具有檢 測、分級等功能，保證只對受電設備PD進行供電，供電安全可靠，并且使得網絡布線簡潔方便。電源模塊功能接口板上的電源系統(tǒng)支持交流220V和直流48V兩種電源輸入模 式。雙電源可以同時使用，達到雙電源備份的目的，也可以獨立使用，雙電源之間的切換不 影響可視調度臺和觸摸屏調度臺的正常運行。輸入電壓經過電源模塊的相應轉換，為整個 接口板提供5V、3. 3V和1.8V直流電壓。圖2為本接口板內部功能模塊原理圖，說明如下。微處理器是接口板的控制中心，它通過SCLK和SDA兩條信號線與網絡模塊中的 RTL8316B相連接，并使用I2C總線協(xié)議對RTL8316B進行初始化和端口設置等操作。網絡模塊為一個6端口網絡交換機，具體實現原理是由REALTEK公司生產的 RTL8316B和RTL8208B兩種網絡芯片，其中RTL8316B為交換機控制芯片，RTL8208B為以太 網PHY芯片，他們之間是通過SMII (Serial Media Independent Interface)協(xié)議進行通 信的。圖2中的1 6為網絡信號，即為4條信號線RX+，RX-, TX+, TX-，分別接入網絡連 接器和網絡接口中。其中1接入網絡連接器的1，2，3，4腳上，2，3，5分別接入到網絡接口 (RJ45)11，12，13 的 1，2，3，6 腳上，4，6 分別接入網絡接口 12，13 的 9，10，11，14 腳上。POE模塊的實現原理，由Linear公司生產的LTC4258配合其外圍器件實現POE供 電功能。LTC4258可支持4路POE供電，即圖2中的7，8，9，10四路信號，每路包括-48V和 GND48電源信號線。7，9分別接入網絡接口 12，13的4，5和7，8腳上，其中GND48接4，5 腳，-48乂接7，8腳。8，10分別接入網絡接口 12，13的12，13和15，16腳上，其中GND48接 12，13 腳，-48V 接 15，16 腳。電源模塊支持雙電源輸入，即直流48V和交流220V，輸入電源經過電源模塊的轉 換，可以輸出直流5V，3. 3V和1.8V。其中連接到電源連接器上的地、為POE模塊供電的地以 及為微處理器和網絡模塊供電的地是相互隔離的，分別命名為GND1、GND48和GND。為微處 理器模塊提供直流3. 3V電源(VCC)，為網絡模塊提供直流3. 3V和1. 8V電源，為POE模塊提 供直流3. 3V電源，為嵌入式主板提供直流5V電源。圖3為本接口板與PC104主板連接示意圖，說明如下。接口板與PC104主板是通過網絡連接線、音頻連接線、串口連接線、USB連接線、電 源連接線和VGA連接線相連接的。這些連接線，一端是接PC104主板上連接器的插頭，另一 端是接在接口板上的插頭。本實用新型可以解決PC104主板對外接口的引出問題，使得產 品更加一體化，減小殼體設計的難度。還可以根據PC104主板型號的不同，改變連接到接口 板上的插頭線序，從而達到支持多個主板生產廠家所生產的PC104主板的目的。
權利要求支持POE和雙電源的嵌入式接口板，其特征在于在PCB板上集成了網絡連接器、網絡接口、AUDIO連接器、AUDIO插口、USB連接器、USB接口、串口連接器、通用串口、VGA連接器、VGA接口、電源連接器、電源插口，其中AUDIO插口包括音頻輸出插口和MIC插口，電源插口包括直流電源插口、交流電源插口，網絡連接器與網絡接口相連，AUDIO連接器與音頻輸出插口和MIC插口相連，USB連接器與USB接口相連，串口連接器與通用串口相連，VGA連接器與VGA接口相連，在PCB板上設有微處理器、網絡模塊、POE模塊、電源模塊，其中微處理器包括微處理器芯片，網絡模塊包括集成6端口網絡交換機，網絡模塊的信號線分別接入網絡連接器和網絡接口中；POE模塊包括PSE芯片，POE模塊的信號線與網絡接口連接；電源模塊為微處理器、網絡模塊、POE模塊供電，并為系統(tǒng)提供雙電源輸入模式，通過直流電源插口、交流電源插口外接電源。
2.根據權利要求1所述的支持POE和雙電源的嵌入式接口板，其特征在于微處理器 芯片的型號為C8051F340，網絡模塊的網絡交換機是由RTL8316B和RTL8208B兩種芯片相配 合實現的；微處理器芯片與網絡模塊的交換機芯片之間通過I2C總線進行通信，PSE芯片型 號為 LTC4258。
專利摘要支持POE和雙電源的嵌入式接口板，涉及通信領域的接口板，其結構為在PCB板上集成了網絡連接器、網絡接口、AUDIO連接器、AUDIO插口、USB連接器、USB接口、串口連接器、通用串口、VGA連接器、VGA接口、電源連接器、電源插口，網絡連接器與網絡接口相連，AUDIO連接器與音頻輸出插口和MIC插口相連，USB連接器與USB接口相連，串口連接器與通用串口相連，VGA連接器與VGA接口相連，在PCB板上設有微處理器、網絡模塊、POE模塊、電源模塊。本實用新型將帶有POE功能的交換機集成于接口板上，能夠解決PC104主板對外接口的引出問題；還為可視調度臺和觸摸屏調度臺的組網需求提供了解決方案，使得整個產品具有較高的集成度，方便客戶安裝和使用。
文檔編號H04L12/04GK201623720SQ20102016659
公開日2010年11月3日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權日2010年4月22日
發(fā)明者孫小冬, 邵志鵬 申請人:沈陽帝信通信電子工程有限公司