CN102780597B - 一种工作面综合接入器 - Google Patents

Abstract

一种工作面综合接入器，包括外壳、电路模块和语音机构，电路模块和语音机构设置在外壳中；外壳上设置有两个8芯接口、多个4芯接口和多个扩展接口，所述多个4芯接口包括电源接口、视频以太网接口和视频电源接口；所述电路模块包括处理器、以太网交换机、无线AP模块，所述以太网交换机包括至少四个以太网接口；所述语音机构包括语音芯片、送话按钮、麦克风、功放电路和喇叭；所述以太网接口中第一以太网接口和第二以太网接口分别连接所述两个8芯接口，第三以太网接口连接处理器，第四以太网接口连接所述视频以太网接口；所述处理器分别串行连接所述以太网交换机和所述无线AP和所述语音芯片。

Description

一种工作面综合接入器

技术领域

本发明涉及一种工作面综合接入器，尤其涉及一种带有网络接入功能的煤矿井下工作面综合接入系统。

背景技术

20世纪90年代以来，世界煤矿工业向高效集约化生产迅猛发展，工作面自动化、信息化程度不断升级。我国有数百个大型煤矿，数万个中小煤矿，对高效生产设备和安全装备的需求很大。广大煤矿企业从国际国内先进矿井的经验中已经看到，走高效自动化采掘之路，是煤矿企业的必由之路。

在通常的自动化采掘中，需要随时采掘工作面及其它井下井上的设备人员信息，并随时准备进行设备管理、人员调度、突发情况通知等工作。因此，在煤矿井下作业中，需要在井下乃至井上布置多个节点，以完成上述功能。

在现有技术中，各节点的结构往往比较简单，其功能也比较单一。如CN201163441Y公开的节点仅具有无线数据处理转发功能、CN201078242Y公开的节点仅是一种网络传输的中继点、CN201577201U公开的节点仅具有无线AP处理功能。在这种情况下，为满足井下自动化采掘的需要，就必须设置另外的设备，这不但占用了井下的空间，还容易带来兼容性的问题。因此，本领域就需要一种功能齐全，不需要外加设备就可以直接实现自动化采掘需要的综合节点，也就是一种综合接入器，同时，也需要该接入器可以互相联网，使井下各接入器可以形成一个整体的网络。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种工作面综合接入器，包括外壳、电路模块和语音机构，电路模块和语音机构设置在外壳中；外壳上设置有两个8芯接口、多个4芯接口和多个扩展接口，所述多个4芯接口包括电源接口、视频以太网接口和视频电源接口；所述电路模块包括处理器、以太网交换机、无线AP模块，所述以太网交换机包括至少四个以太网接口；所述语音机构包括语音芯片、送话按钮、麦克风、功放电路和喇叭；所述以太网接口中第一以太网接口和第二以太网接口分别连接所述两个8芯接口，第三以太网接口连接处理器，第四以太网接口连接所述视频以太网接口；所述处理器分别串行连接所述以太网交换机、所述无线AP和所述语音芯片。

优选所述以太网交换机还包括第五以太网接口，其连接所述无线AP模块，所述无线AP模块还串行连接所述处理器并受所述处理器控制，所述外壳上还设置有天线，所述天线电气连接所述无线AP模块。

优选所述扩展接口至少有四个，所述以太网交换机还具有第六以太网接口、第七以太网接口和第八以太网接口，所述第六以太网接口、第七以太网接口和第八以太网接口分别与一个扩展接口连接，其余扩展接口与所述处理器连接。4、如权利要求1所述的工作面综合接入器，其中所述处理器为ARM处理器。

优选所述多个4芯接口中还包括人机界面接口，用于连接人机交互系统进行在线编程。

优选工作面综合接入器还包括闭锁按钮，所述闭锁按钮连接所述处理器。

优选工作面综合接入器通过处理器控制以太网交换机实现数据传输的优先级控制，优先级控制为控制信号优先、语音信号次之、视频信号再次之。

优选所述喇叭为两个，分别布置在外壳的两侧。

本发明所述的工作面综合接入器其优点在于：

1、接入器具有网络功能，便于实现井下工作面网络覆盖，且其中网线、控制线和语音线设置于同一主电缆中，有利于井下的布线；

2、高度集成，将扩音电话(传统)、本安型交换机、ARM控制器、无线AP节点集成；

3、双喇叭双向设计，在保证送音量的同时，有效的减小了设备的体积；

4、具有分级传输功能，保证信号传输的可靠性；

5、可插拔模块化设计。包括ARM核心管理模块、以太网交换机模块、语音模块、无线AP模块，可以根据具体的需求进行定制；

6、具有在线编程功能，即可使用网络管理又可使用手持式人机交互装置管理。

附图说明

附图1为本发明所述工作面综合接入器的外观示意图；

附图2为本发明所述工作面综合接入器的电气连接示意图。

附图标记如下：

1-8芯接口；2-视频以太网接口；3-视频电源接口；4-电源接口；5-人机界面接口；6-喇叭；7-扩展接口；8-天线。

具体实施方式

参见附图1-2，其描述了根据本发明的一种工作面综合接入器的优选实施例，包括外壳、电路模块和语音机构。电路模块和语音机构设置在外壳中；外壳上设置有两个8芯接口、四个4芯接口和六个扩展接口，8芯接口用于多个工作面综合接入器之间或工作面综合接入器与计算机之间的连接，8芯的8根线中至少包括4根网线；四个4芯接口包括电源接口、视频以太网接口、视频电源接口和人机界面接口，分别用于连接供电电源、连接视频摄像头的视频输出、连接摄像头的电源和连接人机界面交互装置；扩展接口用于提供一些扩展功能，例如控制工作面设备、读取工作面设备实时数据等，扩展接口可以连接以太网交换机上的以太网接口作为网络数据传输接口，也可以连接处理器作为输入/输出口，其总数和作为网络数据传输接口、输入/输出口的扩展接口数量可以根据实际情况自由选定。

电路模块包括处理器、以太网交换机和无线AP，处理器优选32位ARM处理器，其运算速度和处理能力基本可以满足工作面综合接入器工作的需要；以太网交换机包括多个以太网接口，优选八个以太网接口，分别为第一～第八以太网接口；无线AP用于实现语音信号的无线采集和传输，其连接处理器并受处理器控制；语音机构包括语音芯片、送话按钮、麦克风、功放电路和喇叭，语音芯片连接麦克风、功放电路和喇叭，实现模拟语音的输入和输出，并通过送话按钮的按下和弹起实现选择性的播放麦克风中输入的语音的功能；以太网接口中第一以太网接口和第二以太网接口分别连接两个8芯接口，多个工作面综合接入器可以通过8芯接口串联组网，第三以太网接口连接处理器，实现多个工作面综合接入器中处理器的互联，第四以太网接口连接所述视频以太网接口，视频以太网接口与视频摄像头连接，另外视频摄像头的电源也可以通过接入器供给，即通过视频电源接口连接供给，第五以太网接口连接所述无线AP模块，无线AP模块串行连接所述处理器并受所述处理器控制，外壳上还设置有天线，天线电气连接所述无线AP模块，实现无线语音采集、传输和播放，第六以太网接口、第七以太网接口和第八以太网接口分别连接一个扩展接口，用于连接其它网络设备或作为信号输出口；处理器分别串行连接所述以太网交换机和所述语音芯片，实现对交换机和语音的控制。

接入器中还可以包括闭锁按钮，所述闭锁按钮连接所述处理器，当有需要时，可以通过按下闭锁按钮快速关闭接入器和由接入器控制的井下设备。

喇叭优选为两个，分别布置在外壳的两侧，在保证语音输出效果的情况下，大大减小了工作面综合接入器的体积，适应井下狭窄环境的需要。在工作时，使用者按下送话按钮向麦克风喊话，声音通过语音芯片和功放电路处理，经语音线传输到所有连接的工作面综合接入器中或上位机中，通过喇叭播放出来。

在外壳的侧面，还包括有人机界面接口，该接口用于连接人机交互系统进行在线编程，读取工作面综合接入器的工作状况并对其工作参数进行设置。

为保证整个系统的安全，还可以对交换机中的信号采用VLAN提供的安全机制，可以限制特定用户的访问，控制广播组的大小和位置，甚至锁定网络成员的MAC地址，这样，就限制了未经安全许可的用户和网络成员对网络的使用。为了增加网络安全性，为每种业务分配一个不同的vlan，各个业务的数据只能在本业务VLAN中传输，隔离了全部的业务数据，防止业务数据间的相互干扰。

另外，由于传输的数据较多，还可以通过工作面综合接入器提供QoS保障，即将优先级较高的业务数据进行优先传输，并且提供了2种不同形式的优先传输方式：抢占式与权重式。当网络发生拥塞时，采用权重式，设置控制信号(闭锁)优先、语音信号次之、视频信号再次之的权重，优先传输占流量较小且对安全影响较大的控制信号和语音信号，保证系统的安全运行和基本功能的正常实现；当网络不发生拥塞时，业务数据不按照权重转发，而采用抢占式，各信号按照发生时序顺次传输。

以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种工作面综合接入器，其特征在于：包括外壳、电路模块和语音机构，电路模块和语音机构设置在外壳中；

外壳上设置有两个8芯接口、多个4芯接口和多个扩展接口，所述8芯接口的8芯的8根线中至少包括4根网线，所述8芯接口用于多个工作面综合接入器之间或工作面综合接入器与计算机之间的连接；所述多个4芯接口包括电源接口、视频以太网接口和视频电源接口；所述电路模块包括处理器、以太网交换机、无线AP模块，所述以太网交换机包括至少四个以太网接口；

所述语音机构包括语音芯片、送话按钮、麦克风、功放电路和喇叭；

所述以太网接口中第一以太网接口和第二以太网接口分别连接所述两个8芯接口，第三以太网接口连接处理器，第四以太网接口连接所述视频以太网接口；所述处理器分别串行连接所述以太网交换机、所述无线AP和所述语音芯片；

所述扩展接口至少有四个，所述以太网交换机还具有第六以太网接口、第七以太网接口和第八以太网接口，所述第六以太网接口、第七以太网接口和第八以太网接口分别与一个扩展接口连接，其余扩展接口与所述处理器连接。

2.如权利要求1所述的工作面综合接入器，所述以太网交换机还包括第五以太网接口，其连接所述无线AP模块，所述无线AP模块还串行连接所述处理器并受所述处理器控制，所述外壳上还设置有天线，所述天线电气连接所述无线AP模块。

3.如权利要求1所述的工作面综合接入器，其中所述处理器为ARM处理器。

4.如权利要求1所述的工作面综合接入器，其中所述多个4芯接口中还包括人机界面接口，用于连接人机交互系统进行在线编程。

5.如权利要求1所述的工作面综合接入器，其中还包括闭锁按钮，所述闭锁按钮连接所述处理器。

6.如权利要求1所述的工作面综合接入器，其中通过处理器控制以太网交换机实现数据传输的优先级控制。

7.如权利要求6所述的工作面综合接入器，其中所述的优先级控制为控制信号优先、语音信号次之、视频信号再次之。

8.如权利要求1-7其中之一所述的工作面综合接入器，其中所述喇叭为两个，分别布置在外壳的两侧。