專利名稱：礦用隔爆兼本安型網(wǎng)絡交換機的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及礦用隔爆兼本安型網(wǎng)絡交換機，即一種礦用網(wǎng)絡通信設備，尤其適用于煤礦井下含瓦斯等惡劣氣體的環(huán)境中使用的網(wǎng)絡傳輸設備。
二背景技術：
目前我國井下的通信系統(tǒng)大多仍然是各監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)專用的網(wǎng)絡，很少有統(tǒng)一的信息平臺，這樣的通信網(wǎng)絡結構造成了很多難以解決的問題(1)沒有統(tǒng)一的通信協(xié)議，有的使用總線FSK，有的使用同步差分四相碼，有的系統(tǒng)使用基帶半雙工傳輸方式等。各系統(tǒng)與其它系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)很困難，難以做到數(shù)據(jù)共享，不能滿足今后全礦井綜合監(jiān)控的需要。(2)網(wǎng)絡結構不規(guī)范，不同廠家的設備無法接入，不能共用傳輸電纜、光纜，造成設備的重復投資，浪費大量的人力、物力和財力。(3)現(xiàn)有煤礦生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)傳輸速率都較低，均在4800bps以下，不能同時傳輸數(shù)據(jù)、圖像、語音的多媒體綜合信息。
三、技術內容(1)發(fā)明目的本實用新型的目的是提供一種礦用隔爆兼本安型網(wǎng)絡交換機，是構建煤礦井下多媒體綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的關鍵設備，用于解決煤礦井下長期以來通信網(wǎng)絡多樣且通信標準不一的問題，建立全礦井統(tǒng)一的信息網(wǎng)絡平臺，并提高信息傳輸?shù)乃俣取?br> (2)技術方案本實用新型礦用隔爆兼本安型網(wǎng)絡交換機，由以太網(wǎng)二層交換芯片、以太網(wǎng)接口變壓器、網(wǎng)絡接口和工作狀態(tài)指示燈電連接組成，交換芯片的8-32個口分別連接作為狀態(tài)指示燈用的發(fā)光二極管的負極，發(fā)光二極管的正極通過電阻與電源相連，電阻起限制電流作用。交換芯片的RXP1-RXP8、RXM1-RXM8、TXP1-TXP8、TXM1-TXM8分別連接以太網(wǎng)接口變壓器芯片的RXP1-RXP8、RXM1-RXM8、TXP1-TXP8、TXM1-TXM8端，以太網(wǎng)接口變壓器的CT1-CT4端分兩路，一路通過電容與地相連，另一路與電源相連，以太網(wǎng)接口變壓器的TX1M-TX8M、TX1P-TX8P、RX1M-RX8M、RX1P-RX8P端分別連接網(wǎng)絡接口TX1M-TX8M、TX1P-TX8P、RX1M-RX8M、RX1P-RX8P端，以太網(wǎng)接口變壓器的CMT1-CMT8端與地相連。整個電路安裝在一個密封殼體中，容器符合煤礦井下安全規(guī)范的金屬或非金屬制成。
以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀從網(wǎng)絡接口中某個接口傳送到以太網(wǎng)接口變壓器芯片，在其中經(jīng)過碼型轉換和波形整形之后，發(fā)送給交換芯片，交換芯片負責解析以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，通過查閱數(shù)據(jù)幀中的目的地址，確定數(shù)據(jù)應當發(fā)送至哪個以太網(wǎng)接口，或者以廣播的形式發(fā)送至若干以太網(wǎng)接口，經(jīng)傳輸電纜發(fā)往目的主機。
(3)技術效果本實用新型礦用隔爆兼本安型網(wǎng)絡交換機，最適用于煤礦井下含瓦斯等惡劣氣體的環(huán)境中使用的網(wǎng)絡傳輸設備，采用以太網(wǎng)二層交換芯片、以太網(wǎng)接口變壓器、網(wǎng)絡接口和工作狀態(tài)指示燈電連接組合，在井下建立寬帶的多媒體綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音和圖像的實時、高速傳輸，傳輸速率達到10-100Mbps，同時可以在遠程對設備進行檢測和控制，從根本上解決了礦井通信標準不一的問題，對煤礦生產(chǎn)具有深遠意義，其安裝及維護簡單，可靠性高，效果好，具有廣泛的實用性。
四

圖1是本實用新型結構框圖；圖2是本實用新型電路原理圖圖中U2交換芯片，U4、U5以太網(wǎng)物理層變壓器芯片，U3、U10以太網(wǎng)接口，OSC225M晶振，D3-D9以太網(wǎng)接口狀態(tài)指示燈。U11指示燈上拉電阻阻排。
五具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步說明本實用新型礦用隔爆本安型網(wǎng)絡交換機，電路主要由以太網(wǎng)二層交換芯片U2、以太網(wǎng)接口變壓器U1、U4、網(wǎng)絡接口U3、U10和工作狀態(tài)指示燈D3-D10電連接組成。交換芯片U2的LED1[0..3]和LED2[0..3]接口分別連接發(fā)光二極管D3-D9的負極，D3-D9的正極與電阻排U10的2-9引腳連接后與電源V2.0相連，交換芯片U2的RXP1-RXP8分別連接以太網(wǎng)接口變壓器芯片U4和U1的RXP1-RXP8端，U2的RXM1-RXM8分別連接U4和U1的RXM1-RXM8端，U2的TXP1-TXP8分別連接U4和U1的TXP1-TXP8端，U2的TXM1-TXM8分別連接U4和U1的TXM1-TXM8端，以太網(wǎng)接口變壓器U4和U1的CT1-CT4端分兩路，一路通過電容C與地F相連，另一路與電源V2.0相連，以太網(wǎng)接口變壓器U4和U1的TX1M-TX8M、TX1P-TX8P、RX1M-RX8M和RX1P-RX8P端分別連接網(wǎng)絡接口U3和U10的TX1M-TX8M、TX1P-TX8P、RX1M-RX8M和RX1P-RX8P端，以太網(wǎng)接口變壓器U4和U1的CMT1-CMT8端與地F相連。使用的以太網(wǎng)交換芯片為KENDIN公司的KS8999，以太網(wǎng)接口變壓器為PULSE公司的H1164，指示燈為普通LED發(fā)光二極管，阻排為8×330Ω，作為發(fā)光二極管的上拉電阻。電路安裝在一個密封殼體中，容器采用符合煤礦井下安全規(guī)范金屬或非金屬制成。
以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀從U3或U10中某個接口傳送到U4或U1以太網(wǎng)接口變壓器芯片，在其中經(jīng)過碼型轉換和波形整形之后，發(fā)送給U2交換芯片，交換芯片負責解析以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀，通過查閱數(shù)據(jù)幀中的目的地址，確定數(shù)據(jù)應當發(fā)送至哪個端口，或者以廣播的形式發(fā)送至其它所有端口。數(shù)據(jù)轉發(fā)至U4或U1以太網(wǎng)接口變壓器進行碼型轉換和整形，發(fā)送至U3或U10以太網(wǎng)接口，經(jīng)傳輸電纜發(fā)往目的主機。U4、U5以太網(wǎng)物理層變壓器芯片，每個元件包含4個變壓器組，實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流的碼行轉換和整形。U3、U10以太網(wǎng)接口，每個元件包含4個接口，是以太網(wǎng)5類雙絞線RJ45接頭的連接器。OSC225M晶振，負責產(chǎn)生25MHz時鐘脈沖信號。D3-D10以太網(wǎng)接口狀態(tài)指示燈。電路圖中的8個指示燈分為兩組，D3-D6為一組，用于指示端口1的工作狀態(tài)，D7-D10為一組，指示端口2的工作狀態(tài)，這樣的指示燈根據(jù)需要可以有1-8組，分別指示端口1-8的工作狀態(tài)。各指示燈狀態(tài)表示如下(以端口1指示燈為例)D3以太網(wǎng)接口速率指示燈，如果接口已正常連接，則燈亮表示速度為100Mbps，滅表示速度為10Mbsp；D4全雙工/半雙工指示燈，接口正常連接后，該燈亮表示網(wǎng)絡為全雙工模式，滅表示為半雙工模式；D5鏈接/傳輸指示燈，該燈亮表示網(wǎng)絡正常連接，如果在該端口有數(shù)據(jù)傳輸，則指示燈閃爍；D6沖突檢測指示燈，如果有數(shù)據(jù)沖突，指示燈亮，否則為滅。U11指示燈上拉電阻阻排，提供各端口指示燈的供電電流，每個阻排可以接8個指示燈。
權利要求1.一種礦用隔爆兼本安型網(wǎng)絡交換機，其特征在于它主要由以太網(wǎng)二層交換芯片(U2)、以太網(wǎng)接口變壓器(U1、U4)、網(wǎng)絡接口(U10、U3)和工作狀態(tài)指示燈(LED)電連接組成，交換芯片的8-32個接口分別連接發(fā)光二極管的負極，發(fā)光二極管的正極經(jīng)過電阻與電源相連，交換芯片(U2)通過以太網(wǎng)接口變壓器芯片(U1、U4)與網(wǎng)絡接口(U10、U3)連接，整個電路安裝在一個符合煤礦井下安全規(guī)范的金屬或非金屬制成的密封殼體中。
2.根據(jù)權利要求1所述的礦用隔爆兼本安型網(wǎng)絡交換機，其特征在于所述交換芯片(U2)的(RXP1-RXP8)分別連接以太網(wǎng)接口變壓器芯片(U4)和(U1)的(RXP1-RXP8)端，(U2)的(RXM1-RXM8)分別連接(U4)和(U1)的(RXM1-RXM8)端，(U2)的(TXP1-TXP8)分別連接(U4)和(U1)的(TXP1-TXP8)端，(U2)的(TXM1-TXM8)分別連接(U4)和(U1)的(TXM1-TXM8)端，以太網(wǎng)接口變壓器(U4)和(U1)的(CT1-CT4)端分兩路，一路通過電容(C)與地(F)相連，另一路與電源(V2.0)相連，以太網(wǎng)接口變壓器(U4)和(U1)的(TX1M-TX8M、TX1P-TX8P、RX1M-RX8M)和(RX1P-RX8P)端分別連接網(wǎng)絡接口(U3)和(U10)的(TX1M-TX8M、TX1P-TX8P、RX1M-RX8M)和(RX1P-RX8P)端，以太網(wǎng)接口變壓器(U4)和(U1)的(CMT1-CMT8)端與地(F)相連。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的礦用隔爆兼本安型網(wǎng)絡交換機，其特征在于以太網(wǎng)交換芯片采用KS8999，以太網(wǎng)接口變壓器采用H1164，指示燈為普通LED發(fā)光二極管。
專利摘要一種礦用隔爆本安型網(wǎng)絡交換機，它主要由以太網(wǎng)二層交換芯片、以太網(wǎng)接口變壓器、網(wǎng)絡接口和工作狀態(tài)指示燈電連接組成，可以實時將視頻圖像轉化為數(shù)字信號，并在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)上傳輸，網(wǎng)絡帶寬可復用，傳輸圖像品質好，穩(wěn)定性高。由于本安型網(wǎng)絡視頻服務器為本質安全型，故可以用于煤礦井下，為煤礦井下和地面的監(jiān)控調度，提供了有效的視頻信息傳遞平臺，其結構簡單，易于安裝，性能可靠，效果好，具有廣泛的實用性。
文檔編號H04L12/44GK2672971SQ20032012347
公開日2005年1月19日 申請日期2003年12月17日 優(yōu)先權日2003年12月17日
發(fā)明者錢建生, 陳治國, 高守樂, 李鵬, 李智濤 申請人:中國礦業(yè)大學