專利名稱：具有自動(dòng)切換有線和無線傳輸模式功能的礦用通信基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通信設(shè)備，屬于一種礦用通信基站。
背景技術(shù)：
礦井下工作環(huán)境惡劣，水、火、瓦斯、冒頂?shù)炔话踩蛩囟?，人員、設(shè)備流動(dòng)性大，當(dāng)遇到礦井突發(fā)事故，由于通信網(wǎng)絡(luò)不暢、通信手段單一、網(wǎng)絡(luò)承受能力差，往往造成地面層與地下層之間、地下層與地下層之間信息不通、地面領(lǐng)導(dǎo)層指揮不靈，極易造成重大事故損失，因此，煤礦井下的通信手段必須穩(wěn)定完善，特別是對(duì)井下應(yīng)急通信系統(tǒng)及無線通信系統(tǒng)提出的要求更是高。當(dāng)前，同時(shí)具有無線接入和光纖有線接入的礦用通信基站不在少數(shù)，但是通信基站在光纖有線因?yàn)楦鞣N意外損害而斷線后，通信基站就無法和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接從而導(dǎo)致通信中斷，能夠自動(dòng)切換有線和無線傳輸模式功能的礦用通信基站尚未出現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有礦井下通信基站在光纖斷線時(shí)會(huì)引起通信中斷的不足，提供一種具有自動(dòng)切換有線和無線傳輸模式功能的礦用通信基站。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種具有自動(dòng)切換有線和無線傳輸模式功能的礦用通信基站，包括電源管理模塊、中央控制模塊、無線通信模塊和接口控制模塊，中央控制模塊分別與電源管理模塊、無線通信模塊和接口控制模塊連接，無線通信模塊與天線連接；所述接口控制模塊中包括相互連接的光纖監(jiān)控電路和光模塊電路，所述光纖監(jiān)控電路連接所述中央控制模塊。電源管理模塊用于給系統(tǒng)提供電源，中央控制模塊用于實(shí)現(xiàn)通信控制功能，無線通信模塊用于利用無線射頻技術(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)出或接收射頻信號(hào)，接口控制模塊用于控制光纖接口、對(duì)光纖有線進(jìn)行檢測和光模塊電路控制，光模塊電路用于控制光纖接口收發(fā)光纖數(shù)據(jù)。作為一種改進(jìn)，還包括外殼，在外殼內(nèi)設(shè)有電路板，所述各模塊均設(shè)于電路板上；直流電源接口通過保險(xiǎn)絲和限流電阻與電源管理模塊相連，并通過電源管理模塊連接至其它各模塊。作為一種改進(jìn)，所述電源管理模塊由電源管理芯片和LDO芯片組成。作為一種改進(jìn)，所述光模塊電路與光纖連接。作為一種改進(jìn)，所述無線通信模塊包括依次連接的無線通信主芯片、功率放大器和射頻開關(guān)，其中無線通信主芯片連接中央控制模塊，射頻開關(guān)連接天線。本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思為該礦用通信基站包括有外殼；在采用礦用直流電源供電，通過電源管理模塊和電路板上其它模塊相連，中央控制模塊與無線通信模塊相連，無線通信模塊連接有天線，接口控制模塊模塊和中央控制模塊相連。在通信基站中，除了能與目前市面上所推出的一般礦用通信基站一樣能實(shí)現(xiàn)基本
3的光纖接入、無線接入、數(shù)據(jù)交換等功能外，利用新設(shè)計(jì)定義的接口控制電路可以實(shí)現(xiàn)光纖斷線后基站自動(dòng)切換到無線傳輸模式以維持整個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的通信正常。在日常通信工作中，礦井的基站互相連接，井下的設(shè)備連接在基站的光纖端口或者通過無線連接在基站上，最終數(shù)據(jù)通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳遞到地面的監(jiān)控中心。由于礦下情況復(fù)雜，容易出現(xiàn)各種意外事故和故障導(dǎo)致光纖網(wǎng)絡(luò)被損壞，這樣通過光纖所連接的基站和各種設(shè)備都會(huì)出現(xiàn)通信中斷，該基站在光纖故障時(shí)會(huì)自動(dòng)監(jiān)測并切換到無線數(shù)據(jù)傳輸模式上，保證了通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸正常，對(duì)于工業(yè)安全和生產(chǎn)非常有用并且具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在增強(qiáng)基站功能，具有光纖斷線后自動(dòng)切換到無線傳輸模式功能，避免整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)因此而中斷。

圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的電路模塊框圖及天線示意圖。圖2是電源管理的工作原理框圖。圖3是中央控制模塊的工作原理框圖。圖4是無線通信模塊的工作原理框圖。圖5是本實(shí)用新型的工作原理框圖。
具體實(shí)施方式
首先需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述產(chǎn)品是由各種電路或電路組成的功能模塊構(gòu)成。其中，絕大多數(shù)電路或功能模塊都可以通過市購的方式獲得。即便是無法市購的，本領(lǐng)域技術(shù)人員也根據(jù)本實(shí)用新型對(duì)相關(guān)電路或功能模塊的介紹，利用其掌握的技術(shù)手段輕易實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型不存在無法理解或無法再現(xiàn)的問題，故對(duì)各電路或功能模塊具體的電子元件組合方式不再贅述。
以下結(jié)合附圖1 5對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。具有自動(dòng)切換有線和無線傳輸模式功能的礦用通信基站，包括電源管理模塊、中央控制模塊、無線通信模塊和接口控制模塊，中央控制模塊分別與電源管理模塊、無線通信模塊和接口控制模塊連接，無線通信模塊與天線連接；所述接口控制模塊中包括相互連接的光纖監(jiān)控電路和光模塊電路，所述光纖監(jiān)控電路連接所述中央控制模塊。本實(shí)用新型具有自動(dòng)切換有線和無線傳輸模式功能的礦用通信基站，在外殼內(nèi)設(shè)有電路板，采用外部直流電源供電，直流電電源管理模塊和主板上其它模塊相連，中央控制模塊與無線通信模塊、接口控制模塊相連，無線通信模塊連接有天線，接口控制模塊連接有光纖。電源管理模塊由電源管理芯片和LDO芯片組成。外部直流電源通過保險(xiǎn)絲和限流電阻與電源管理模塊相連，并且通過電源管理芯片IC30和LDO芯片IC31、IC32變換成系統(tǒng)所需要的供電電壓。外部直流電源開啟后，電源管理芯片IC30開始工作，并立即使能LDO芯片IC31、IC32開始輸出，電源管理芯片IC30同時(shí)給中央控制模塊提供復(fù)位信號(hào)，隨后中央控制模塊開始啟動(dòng)，并反饋信號(hào)給電源管理芯片IC30表示輸出電壓沒有問題，電源管理芯片130收到反饋信號(hào)后正常工作。若電源管理芯片IC30不能收到中央控制模塊的反饋信號(hào)，則電源管理芯片IC30隨即切斷所有供電。在電源管理芯片IC30和LDO芯片IC31、IC32打開后，系統(tǒng)其它模塊等待中央控制模塊的命令。電源通過電阻連到中央控制模塊的ADC管腳上，作為電源檢測，如電源的電壓波動(dòng)范圍不在系統(tǒng)設(shè)定的范圍之內(nèi)，則中央控制模塊會(huì)通知電源管理芯片IC30強(qiáng)行關(guān)機(jī)。中央控制模塊的主芯片是一款32位處理器，它是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，可以通過地址線和數(shù)據(jù)線以及SPI，lie, UART等接口和外圍模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和控制。在本實(shí)用新型中，中央控制模塊以SPI接口和無線通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，和電源管理模塊通信則通過IIC的方式進(jìn)行，和接口控制模塊通過中斷和GPIO 口來實(shí)施控制和數(shù)據(jù)交互，由于自身具有A/D轉(zhuǎn)換接口，所以可以對(duì)電源進(jìn)行檢測。無線通信模塊包括依次連接的無線通信主芯片、功率放大器和射頻開關(guān)，無線通信主芯片是一款無線射頻模塊，支持IEEE802. Ilb和IEEE802. Ilgo IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)是符合IEEE規(guī)范的國際標(biāo)準(zhǔn)，它工作于2. 4GHz免授權(quán)頻段，支持13個(gè)最大速率54Mbps的信道。中央控制模塊通過SPI接口、GPIO 口和無線通信主芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，無線通信主芯片被成功配置之后處于收發(fā)或待機(jī)狀態(tài)。在發(fā)射狀態(tài)下，中央控制模塊將要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過SPI接口傳輸給無線通信主芯片，無線通信主芯片的內(nèi)部進(jìn)行編碼調(diào)制，經(jīng)過功率放大器放大，經(jīng)過射頻開關(guān)，再由天線發(fā)射出去。接收時(shí)，射頻信號(hào)經(jīng)過射頻開關(guān)送至無線通信主芯片處理，得到數(shù)字信號(hào)，再由SPI接口送給中央控制模塊，中央控制模塊根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容或做其它處理。在接口控制模塊中，除了正常的光模塊電路外，還額外設(shè)計(jì)了一個(gè)光纖監(jiān)控電路。光纖斷線后自動(dòng)切換到無線傳輸模式的功能是為適應(yīng)煤礦工作環(huán)境而專門開發(fā)的。當(dāng)光纖正常連接時(shí)，光纖監(jiān)控電路監(jiān)控光模塊電路的工作狀態(tài)，然后將工作狀態(tài)每隔10秒鐘通過IO 口報(bào)告給中央控制模塊，然后中央控制模塊會(huì)發(fā)送確認(rèn)光纖正常消息給控制接口模塊再通過光纖傳給監(jiān)控中心。當(dāng)光纖工作不正常時(shí)，光纖監(jiān)控電路監(jiān)測到光模塊電路的工作狀態(tài)不正常時(shí)，會(huì)通過中斷立即通知中央控制模塊，然后中央控制模塊通過無線通信模塊和天線以無線方式發(fā)送“建立無線連接請(qǐng)求”的消息給相鄰的基站，相鄰基站接收到此消息后，會(huì)發(fā)送“建立無線連接確認(rèn)”的消息給基站，同時(shí)相鄰基站會(huì)通過光纖發(fā)送“發(fā)生自動(dòng)切換”的消息給監(jiān)控中心。監(jiān)控中心收到發(fā)生自動(dòng)切換的消息后會(huì)在監(jiān)控屏幕上顯示以提示光纖有線發(fā)生故障并且工作模式發(fā)生切換。當(dāng)光纖恢復(fù)正常工作時(shí)，光纖監(jiān)控模塊監(jiān)控到光模塊電路的工作狀態(tài)恢復(fù)正常后，通過中斷立即報(bào)告給中央控制模塊，然后中央控制模塊會(huì)斷開與相鄰基站的無線連接，并通過光纖有線發(fā)送“建立有線連接請(qǐng)求”消息給相鄰基站，相鄰基站通過光纖有線發(fā)送“建立有線連接確認(rèn)”消息給基站，同時(shí)相鄰基站會(huì)通過光纖發(fā)送“發(fā)生自動(dòng)切換”的消息給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心收到發(fā)生自動(dòng)切換的消息后會(huì)在監(jiān)控屏幕上顯示光纖有線恢復(fù)正常，工作模式發(fā)生切換。以此完成基站的自動(dòng)切換有線和無線傳輸模式功能。
權(quán)利要求1.一種具有自動(dòng)切換有線和無線傳輸模式功能的礦用通信基站，包括電源管理模塊、中央控制模塊、無線通信模塊和接口控制模塊，中央控制模塊分別與電源管理模塊、無線通信模塊和接口控制模塊連接，無線通信模塊與天線連接；其特征在于，所述接口控制模塊中包括相互連接的光纖監(jiān)控電路和光模塊電路，所述光纖監(jiān)控電路連接中央控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用通信基站，其特征在于，還包括外殼，在外殼內(nèi)設(shè)有電路板，所述各模塊均設(shè)于電路板上；直流電源接口通過保險(xiǎn)絲和限流電阻與電源管理模塊相連，并通過電源管理模塊連接至其它各模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用通信基站，其特征在于，所述電源管理模塊由電源管理芯片和LDO芯片組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用通信基站，其特征在于，所述光模塊電路與光纖連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用通信基站，其特征在于，所述無線通信模塊包括依次連接的無線通信主芯片、功率放大器和射頻開關(guān)，其中無線通信主芯片連接中央控制模塊，射頻開關(guān)連接天線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及通信設(shè)備，旨在提供一種具有自動(dòng)切換有線和無線傳輸模式功能的礦用通信基站。該基站包括電源管理模塊、中央控制模塊、無線通信模塊和接口控制模塊，中央控制模塊分別與電源管理模塊、無線通信模塊和接口控制模塊連接，無線通信模塊與天線連接；所述接口控制模塊中包括相互連接的光纖監(jiān)控電路和光模塊電路，所述光纖監(jiān)控電路連接中央控制模塊。本實(shí)用新型能夠增強(qiáng)基站功能，具有光纖斷線后自動(dòng)切換到無線傳輸模式功能，避免整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)因此而中斷。
文檔編號(hào)H04W88/08GK202340315SQ201120462349
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者李欽, 林黎明, 汪青, 錢克勤 申請(qǐng)人:鎂思銻科技(杭州)有限公司