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)：
隨著國家對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，維護簡單的優(yōu)點，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，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)備進行連接。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了解決現(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，本實用新型采用的技術(shù)方案為設(shè)計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存儲器和與所述ARM芯片連接的FLASH存儲器。本實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，傳輸遠的特點，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，又符合礦井維護的實際。

下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型進行詳細說明，其中[0011]圖I是本實用新型礦用信息傳輸分站的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本實用新型礦用信息傳輸分站的電源板的原理圖；圖3是本實用新型礦用信息傳輸分站的RS485板的原理圖；圖4是本實用新型礦用信息傳輸分站的光纖板的原理圖；圖5是本實用新型礦用信息傳輸分站的主板的原理圖；圖6是本實用新型礦用信息傳輸分站的一具體了連接實施例原理圖；圖7是利用本實用新型礦用信息傳輸分站構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)原理圖。
具體實施方式
·[0018]請參見圖I至圖7。本實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。在本具體實施例中，降壓DC-DC選用凌特公司的LT3480，第一級LDO選用凌特公司的LT1764，第二級LDO選用仙童的FANl 112。主板主要用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及處理。在本具體實施例中，主板主要芯片包括ARM芯片及其外圍的SDRAM存儲器和FLAH存儲器，F(xiàn)PGA及其加載FLASH存儲器、網(wǎng)口芯片。網(wǎng)口芯片、FPGA、SDRAM存儲器和FLAH存儲器均與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存儲器選用Hyundia的HY57V561620，F(xiàn)LASH存儲器選用三星的K9F1208 ;FPGA選用Xilinx的S3C1200E，其加載FLASH存儲器選用 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芯片負責尋址、路由、應(yīng)用層協(xié)議解析和數(shù)據(jù)存儲。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。請一并參見圖6。在本具體連接實施例中，礦用信息傳輸分站的對外接口包括8個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個百兆光纖模塊，用于信息傳輸分站的互聯(lián)；1個百兆網(wǎng)口，用于信息傳輸分站與工控機的互聯(lián)。請一并參見圖7。在本具體實施例中，利用礦用信息傳輸分站構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，其主干由一個或多個礦用信息傳輸分站利用光纖互聯(lián)而成，每一級光纖最長40km。可以連接成樹狀結(jié)構(gòu)或者鏈式結(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)口與工控機相連。現(xiàn)有技術(shù)如果使用光纖交換機，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，不能覆蓋整個支巷。如果將光纖環(huán)網(wǎng)交換機布到支巷內(nèi)，則光纖不易維護的特性就凸顯出來。也可以使用簡單的485至光纖轉(zhuǎn)換模塊。這種轉(zhuǎn)換模塊只適用于單個設(shè)備的傳輸，也就是說每個設(shè)備都需要一對光纖。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困難。本實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，傳輸遠的特點，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，又符合礦井維護的實際。本實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，維護簡單的特點，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，但是維護不易，適合條件較好的主巷。通過這種結(jié)合，就能大大擴展傳統(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。本實用新型具有以下特點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芯片負責尋址、路由、應(yīng)用層協(xié)議解析和數(shù)據(jù)存儲。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(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存儲器和與所述ARM芯片連接的FLASH存儲器。
專利摘要本實用新型公開了一種礦用信息傳輸分站，旨在提供一種可擴展傳輸距離和系統(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H04L12/28GK202535379SQ20122009494
公開日2012年11月14日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者文智力, 楊加萌, 翁凱利 申請人:深圳市翌日科技有限公司