專利名稱：礦用本安型無線交換機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種礦用本安型無線交換機，屬礦用無線通信設(shè)備。尤其適合在煤礦井下含瓦斯及煤塵較多的易燃易爆的環(huán)境中使用，可用于將移動設(shè)備的圖像通過無線傳輸?shù)焦潭c或者井上，便于實施查看、調(diào)配。
背景技術(shù)：
目前，無線交換機在人們的日常生活中是一種很常見的設(shè)備，它主要是提供無線工作站對有線局域網(wǎng)和從有線局域網(wǎng)對無線工作站的 訪問，在訪問接入點覆蓋范圍內(nèi)的無線工作站可以通過它進行相互通信。但是井下環(huán)境的苛刻性及危險性，導致一般的無線交換機是不能夠在井下使用的。在采煤工作面，為了加強和提高安全等級，需要實時的了解前方環(huán)境的具體情況，因為現(xiàn)場設(shè)備來回移動，沒有固定線纜槽；同時設(shè)備工作時，切割下來的固體物質(zhì)下落的方向具備不確定性，因此用有線的方式來傳輸圖像將會變得異常困難。如何有效、低成本的將移動設(shè)備前方的具體情況傳輸?shù)揭粋€固定的點上來觀看，采用無線方式來傳輸視頻信號將會變得方便、簡單。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供一種礦用本安型無線交換機，在煤礦井下可敷設(shè)線纜的地方將信號通過過電纜或者光纖傳送給交換機，通過信號處理，將電信號轉(zhuǎn)換成為無線電訊號發(fā)送出來，在設(shè)備周圍一定的范圍形成一個無線覆蓋的網(wǎng)絡(luò)，移動設(shè)備上安裝一臺帶有無線發(fā)射功能的攝像儀，該攝像儀的網(wǎng)絡(luò)信號通過無線接入交換機，實現(xiàn)將設(shè)備前方的圖像通過無線的方式傳輸?shù)接芯€網(wǎng)絡(luò)中，通過視頻顯示設(shè)備就可以清晰的看到現(xiàn)場環(huán)境的具體情況。本實用新型主要是以如下方案實現(xiàn)的一種礦用本安型無線交換機，包括密閉殼體和安裝在密閉殼體內(nèi)的控制電路，所述的控制電路包括電源模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊、CPU模塊、信號處理模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊、光纖接口、用于設(shè)置板卡信息的有線存儲器、用于通過計算機對無線交換機進行參數(shù)配置的RS232接口模塊、用于連接有線板卡與無線板卡的有線/無線連接器和用于處理接收到的無線信號無線芯片；電源模塊通過電壓轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換出合適的電壓給CPU模塊供電，信號處理模塊、有線存儲器和RS232接口模塊分別與CPU模塊連接，網(wǎng)絡(luò)接口模塊和光纖接口分別與用于處理網(wǎng)絡(luò)信號、光纖信號，以及完成有線和無線數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換的信號處理模塊連接，CPU模塊通過有線/無線連接器與無線芯片連接，無線芯片上連接一用于將接收或發(fā)射的信號進行增益處理的天線。本實用新型的有益效果是在井下快速移動的設(shè)備中安裝本交換機，可以通過無線的方式采集、傳輸視頻信號，具有傳輸速度快、性能穩(wěn)定、可靠性高、信號傳輸穩(wěn)定且覆蓋范圍廣、接線方便、便于維護和軟件升級等優(yōu)點，脫離傳統(tǒng)的有線傳輸視頻信號的方式，對煤礦安全生產(chǎn)具有深遠的意義。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖I是本實用新型原理框圖；圖2是12V本安電源板原理圖；圖3是電壓轉(zhuǎn)換模塊原理圖；圖4是CPU模塊原理圖；圖5是信號處理模塊原理圖；圖6是網(wǎng)絡(luò)接口原理圖；圖7是光纖接口原理圖；圖8是RS232接口模塊原理圖；圖9是有線存儲器原理圖；

圖10是有線/無線連接器原理圖；圖11是無線芯片原理圖；圖12是礦用本安型無線交換機密封殼體圖。圖中U1、電源模塊，U2、電壓轉(zhuǎn)換模塊，U3、CPU模塊，U4、信號處理模塊，U5、網(wǎng)絡(luò)接口模塊，U6、光纖接口，U7、有線存儲器，U8、RS232接口模塊，U9、有線/無線連接器，UlO、無線芯片，U11、天線。
具體實施方式
如圖I所示，礦用本安型無線交換機由密閉殼體和安裝在密閉殼體內(nèi)的控制電路組成。控制電路包括電源模塊U1、電壓轉(zhuǎn)換模塊U2、CPU模塊U3、信號處理模塊U4、網(wǎng)絡(luò)接口模塊U5、光纖接口 U6、用于設(shè)置板卡信息的有線存儲器U7、用于通過計算機對無線交換機進行參數(shù)配置的RS232接口模塊U8、用于連接有線板卡與無線板卡的有線/無線連接器U9和用于處理接收到的無線信號無線芯片U10。電源模塊Ul通過電壓轉(zhuǎn)換模塊U2轉(zhuǎn)換出合適的電壓給CPU模塊U3供電，信號處理模塊U4、有線存儲器U7和RS232接口模塊U8分別與CPU模塊U3連接，網(wǎng)絡(luò)接口模塊U5和光纖接口 U6分別與用于處理網(wǎng)絡(luò)信號、光纖信號，以及完成有線和無線數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換的信號處理模塊U4連接，CPU模塊U3通過有線/無線連接器U9與無線芯片UlO連接，無線芯片UlO上連接一用于將接收或發(fā)射的信號進行增益處理的天線UlI。采用本安的DC12V供電，電源接入后，通過電壓轉(zhuǎn)換模塊U2進行電壓的轉(zhuǎn)換，以便能使芯片等外圍正常工作，CPU模塊U3在整個產(chǎn)品中為核心器件，數(shù)據(jù)的傳輸、轉(zhuǎn)換等都通過此模塊進行控制，本接收裝置為方便井下數(shù)據(jù)的傳輸，預留6個網(wǎng)口及兩個光口作為有線數(shù)據(jù)的傳輸接口，有線板與無線板之間用有線/無線連接器連接，使數(shù)據(jù)通過該連接器可以進行相互的傳輸，在有線板上有信號處理模塊，用于處理無線板卡傳輸過來的信號、網(wǎng)絡(luò)信號、光纖信號，在無線板中，核心器件為無線芯片，其為一個高速的信號轉(zhuǎn)換芯片，將接收到的信號通過編譯以后采用無線的方式傳輸出去，在有線板有存儲器，用于存儲有線IP與無線IP數(shù)據(jù)及各自的MAC地址等，在有線板上還有一個RS232接口模塊U8，可用于設(shè)置有線及無線的IP等信息，通過超級終端進行訪問，也可以通過RJ45接口進行設(shè)置。如圖2所示，本實用新型為礦用本安型，因此在電源模塊Ul為隔爆兼本安型電源。隔爆兼本安型電源采用兩級過流保護，分別為三極管Ql與Q2，當輸出端發(fā)生短路故障時，通過三極管Ql與Q2可以將輸出電流恒定在一個固定值，通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Rl_v及R2_V可以是輸出電壓增大或減小，但是由于穩(wěn)壓管Zl及Z2的存在，當電壓升高到某一個值時將不在升高，由此實現(xiàn)電源的兩級過壓保護。如圖3所示，J4端子接到12V本安電源板的輸出端，電路中采用Tl進行變壓器隔離，并且在變壓器的副繞組輸出合適的電壓，并且對電流進行放大，Q2、Q3為兩個過流保護芯片，以防止通過變壓器的輸出以后電流太大對后續(xù)電路造成影響，電路中還有兩個電壓調(diào)節(jié)芯片，分別為U2、U3，可以調(diào)節(jié)輸出電壓及超電壓時進行保護，D17為3. 9V的穩(wěn)壓二極管，可以保證Jl的輸出端不高于3. 9V，Jl為電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端子，該端子接到有線板及無線板上，以供兩塊板子的正常工作。如圖4所示，為CPU模塊U3中Y2為66M的時鐘，用于保證CPU模塊U3的正常工作，模塊上的MII_BUS用于連接無線板，RS232信號也直接接到CPU模塊U3上，在CPU上有與信號處理模塊及數(shù)據(jù)存儲器的引腳，通過CPU來控制其它各模塊的正常工作。如圖5所示，信號處理模塊U4的核心芯片為88E6095F-LG01，該模塊可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號與光信號的轉(zhuǎn)換，CPU模塊主要用于控制，而信號處理模塊主要是進行信號的轉(zhuǎn)換等過程，通過CPU模塊的控制，能夠事實的對信號進行轉(zhuǎn)換，同時，無線數(shù)據(jù)與有線數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換也是在該模塊上實現(xiàn)。如圖6所示，網(wǎng)絡(luò)信號通過Tl及T2進行隔離，防止外部的網(wǎng)絡(luò)信號發(fā)生浪涌等故障時造成信號處理模塊的損害，XFATM8Q25可承受AC1500V的耐壓，該本安型無線交換機共有6個RJ45接口(圖7中還有兩個網(wǎng)口)，為用戶的使用提供方便，并且可以將多臺無線交換機通過RJ45 口連接一起后傳輸?shù)骄峡刂剖业?，方便實時的調(diào)看井下情況。如圖7所示，U200、U201、U202、U203分別為光纖接口，信號分別通過TXN6、TXP6、RXN6、RXP6、TXN7、TXP7、RXN7、RXP7及SDET6、SDET7傳輸?shù)叫盘柼幚砟K中，通過信號處理模塊，可以將信號傳輸?shù)紺PU模塊中進行處理，還可以將信號轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)信號，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號與光信號轉(zhuǎn)換。該光模塊百兆光口，封裝形式為GBIC。如圖8所示，RS232接口模塊U8中所使用的芯片為MAX3221/IS0，是美信公司的RS-232標準串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，芯片的11腳及8腳直接接到CPU模塊的URT1_RXD及URT1_TXD管腳中，實現(xiàn)RS232的直接訪問CPU方式，在遺忘主板的IP地址等信息的時候，可以利用串口采用超級終端進行訪問主板，以便能在上面更改IP地址等信息。如圖9所示，有線存儲器U7具有128MB的存儲容量。有線存儲器U7采用的芯片為ATMEL公司的通用閃存，芯片中的SA0-SA10、DQ0-DQ15直接訪問CPU模塊，該模塊采用66M晶振，管腳CLK直接接到CPU模塊上，用于讀取CPU的信息，然后直接進行存儲，所使用為128MB的存儲。如圖10所示，J600即為有線/無線連接器U9，10腳至27腳接到CPU模塊之上，該連接器采用25MHz的晶振，由U600提供，通過連接器，可以將無線信號傳輸?shù)紺PU模塊及信號處理模塊中，然后進行傳輸。如圖11所示，無線芯片UlO采用P0SEIC0公司生產(chǎn)、型號為AR2317-AC1A的無線芯片，主要功能是將經(jīng)過處理以后的無線信號加強以后通過天線傳輸，該芯片工作電壓為3. 3V，有電壓轉(zhuǎn)換模塊提供，ANTl及ANT2即為天線接口。[0032]如圖12所示，密閉殼體為金屬或非金屬制成，符合煤礦井下安全規(guī)范，共有14個喇叭口，其中一個喇叭口用于接入DC12V電源，另一個喇叭口用于接出天線，其他幾個喇叭口分別用于接出網(wǎng)線、光纜。工作過程井下交流電源AC127V通過電源模塊U1，輸出DC12V為本安電源，為電壓轉(zhuǎn)換模塊U2供電，通過電壓轉(zhuǎn)換模塊U2 ，輸出合適的電壓供給CPU模塊U3及其它外圍，CPU模塊U3用于處理各種數(shù)據(jù)的傳輸及交換，信號處理模塊U4用于處理網(wǎng)絡(luò)信號及光信號，以便能在CPU對各種信號進行處理，網(wǎng)絡(luò)信號通過RJ45 口傳輸，信號處理模塊上有光纖接口 U6，可以在兩個無線交換機之間或者將視頻信號通過光纜的方式傳輸?shù)骄希瑢崿F(xiàn)遠距離、可靠的傳輸，有線板與無線板之間采用有線/無線連接器進行數(shù)據(jù)的傳輸，信號通過無線芯片UlO進行編碼等一系列的處理，最終將有線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無線數(shù)據(jù)在空間中進行傳輸。
權(quán)利要求1.一種礦用本安型無線交換機，包括密閉殼體和安裝在密閉殼體內(nèi)的控制電路，其特征是所述的控制電路包括電源模塊(Ul)、電壓轉(zhuǎn)換模塊(U2)、CPU模塊(U3)、信號處理模塊(U4)、網(wǎng)絡(luò)接口模塊(U5)、光纖接口(U6)、用于設(shè)置板卡信息的有線存儲器(U7)、用于通過計算機對無線交換機進行參數(shù)配置的RS232接口模塊(U8)、用于連接有線板卡與無線板卡的有線/無線連接器(U9)和用于處理接收到的無線信號無線芯片(UlO);電源模塊(Ul)通過電壓轉(zhuǎn)換模塊(U2)轉(zhuǎn)換出合適的電壓給CPU模塊(U3)供電，信號處理模塊(U4)、有線存儲器(U7)和RS232接口模塊(U8)分別與CPU模塊(U3)連接，網(wǎng)絡(luò)接口模塊(U5)和光纖接口(U6)分別與用于處理網(wǎng)絡(luò)信號、光纖信號，以及完成有線和無線數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換的信號處理模塊(U4)連接，CPU模塊(U3)通過有線/無線連接器(U9)與無線芯片(UlO)連接，無線芯片(UlO)上連接一用于將接收或發(fā)射的信號進行增益處理的天線(Ull)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用本安型無線交換機，其特征是所述的電源模塊(Ul)為隔爆兼本安型電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的礦用本安型無線交換機，其特征是所述的有線存儲器(U7)具有128MB的存儲容量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的礦用本安型無線交換機，其特征是所述的密閉殼體為金屬或非金屬制成，符合煤礦井下安全規(guī)范，共有14個喇叭口，其中一個喇叭口用于接入DCl2V電源，另一個喇叭口用于接出天線，其他幾個喇叭口分別用于接出網(wǎng)線、光纜。
專利摘要本實用新型公開了一種礦用本安型無線交換機，屬礦用無線通信設(shè)備。無線交換機包括密閉殼體以及安裝在殼體內(nèi)的控制電路；控制電路包括電源模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊、CPU模塊、信號處理模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊、光纖接口、用于設(shè)置板卡信息的有線存儲器、用于通過計算機對無線交換機進行參數(shù)配置的RS232接口模塊、用于連接有線板卡與無線板卡的有線/無線連接器、用于處理接收到的無線信號無線芯片和用于將接收或發(fā)射的信號進行增益處理的天線。優(yōu)點是具有傳輸速度快、性能穩(wěn)定、可靠性高、信號傳輸穩(wěn)定且覆蓋范圍廣、接線方便、便于維護和軟件升級等優(yōu)點。
文檔編號H04W88/14GK202475781SQ20112057749
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者丁如勇, 劉年勝, 賀廣強 申請人:徐州中礦大華洋通信設(shè)備有限公司