CN106571976A - 地下矿山防爆破冲击网络系统 - Google Patents
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Abstract
地下矿山防爆破冲击网络系统，它涉及通信技术领域。主控芯片一通过RGMII接口与千兆交换机芯片连接，且主控芯片一分别与NAND FLASH模块、调试UART模块、JTAG模块、NOR FLASH模块、40MHZ晶振、32位DDR2模块连接，主控芯片一与2.4G功放/LNA/SWITCH模块连接，2.4G功放/LNA/SWITCH模块与2.4G天线连接；主控芯片一通过PCIe接口与主控芯片二连接，所述的主控芯片二与5G功放/LNA/SWITCH模块连接，5G功放/LNA/SWITCH模块与5G天线连接，电源部分为以上芯片及模块供电。稳定可靠、维护及时、灵活性好。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种地下矿山防爆破冲击网络系统。
背景技术
目前了解宝钢多个单位已经在复杂工业环境下地面通信进行了应用层开发应用。如针对钢铁行业库场恶劣环境研发的库场管理自动化系统，通过库场现场无线WIFI信号全覆盖、2个信道支持，实现较高可靠性的生产应用；针对钢铁行业环境监测研发的宝钢环境信息化系统中，通过采用无线WIFI信号采集方式，实现了环境监测自动监测数据实时采集；针对集团移动办公，开发的宝钢移动平台，采用了无线WIFI或WIFI+3G网络模式。目前宝钢关于地下矿山防爆破冲击网络尚无相关研发和应用。
梅山矿业公司地下开采由-220米转-420米，原矿产量每日月1.3万吨，为了实现精细化生产（产量平稳、质量稳定、资源可控、设备可靠等），在地下矿山进行了大量自动化、信息化相关探索：智能手持回采出矿跟踪、集中中孔凿岩、自动放矿等工作，但相关工作遇到了传统信息网络在频繁爆破生产环境下运行不可靠，维护代价大等困难，亟需地下矿山防爆破冲击网络支持。现有矿山传统井下网络有无法满足生产需求，具体体现在以下几个方面：
1、稳定性不可靠：传统矿山采用光纤靠近采区迎头，局部实现无线覆盖，但受地下频繁爆破冲击线路、铲运设备磕碰线路等影响，网路故障率、故障点范围明显高于地面，对现有两化系统的运行造成严重影响；
2、维护性不及时：由于传统网络无法进行远程管理，故障发现不及时，线路判断受环境影响大，且加之光纤维护熔接工艺复杂、现有无线节点设备复杂、井下现场技术或生产人员缺乏相关信息技术知识等，造成故障恢复时间长，严重影响系统使用，限制了地下两化工作的开展；
3、灵活性不适应：地下采矿由于在不同的水平，加之精细化生产需要，无轨设备移动开采频繁，现有有线方式铺设网络经常跟不上生产节奏变化，且退采过程对网络设备转移也增加了工作量，网络采区网络主干、迎头无线网络节点设备的部署无法适应生产节奏。
正由于上述传统网络传输困难，造成现有回采出矿轨迹跟踪由原先实时数据采集上传、在线显示跟踪方式，后又不得不采用移动手持设备由职工随身带上下井，地面进行数据传输采集，造成手持设备故障率较高，职工使用不方便，系统运行不连贯。回采出矿在线管理虽然解决了迎头数据采集，但实时传输瓶颈制约了继续研究和应用，这对及时的采区迎头多进路高低质量配矿、出矿吨位测量、溜井矿位测量、轨道运输调度和配矿影响极为关键，也是制约采矿现场生产精细化管理瓶颈之一。
地下矿山的信息化、自动化项目亟需稳定可靠、灵活方便的地下矿山防爆破冲击网络进行支撑，如何解决地下采区最后几百米网络覆盖是亟待解决的问题，也是目前所有采用爆破采矿技术矿山的“两化融合”工作开展的难点。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳定可靠、维护及时、灵活性好的地下矿山防爆破冲击网络系统。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：一种地下矿山防爆破冲击网络系统，它包含主控芯片一及主控芯片二，所述的主控芯片一通过RGMII接口与千兆交换机芯片连接，且主控芯片一分别与NAND FLASH模块、调试UART模块、JTAG模块、NORFLASH模块、40MHZ晶振、32位DDR2模块连接，主控芯片一与2.4G功放/LNA/SWITCH模块连接，2.4G功放/LNA/SWITCH模块与2.4G天线连接；主控芯片一通过PCIe接口与主控芯片二连接，所述的主控芯片二与5G功放/LNA/SWITCH模块连接，5G功放/LNA/SWITCH模块与5G天线连接，电源部分为以上芯片及模块供电。
作为本发明的进一步改进；所述的主控芯片一采用Atheros AR9344芯片，AR9344主控芯片通过RGMII接口与AR8327千兆交换机芯片相连，提供1个WAN千兆双绞线电口。
作为本发明的进一步改进；所述的主控芯片二采用AR9580芯片，AR9580芯片提供3T3R 450Mbps无线连接，通过5G功放/LNA/SWITCH模块与5G天线连接。
作为本发明的进一步改进；所述的电源部分外接DC 36V-38V电源，通过内部的转换稳压电路得到系统工作所需的DC 3.3V/2.5V/1.8V/1.2V等电源。
采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：
1、在地下爆破冲击恶劣环境下，设备在联络巷道内可正常使用一个月；
2、电压性能：支持36v井下工业电压,网络节点实时状态显示，包括电源状态、网络状态、故障信息信息指示；
3、研发网络支持多跳（最多4）跳数据传输，总传输网络距离达400米及以上；
4、工业无线通信采集及协议转换模块，对开放协议与提供API的设备，可实现信息的采集与协议转换，将数据通过WIFI上报。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的实施例的结构框图；
附图标记：
1—电源部分；2—千兆交换机芯片；3—NAND FLASH模块；4—调试UART模块；5—JTAG模块；6—NOR FLASH模块；7—40MHZ晶振；8—32位DDR2模块；9—RGMII接口；10—主控芯片一；11—2.4G功放/LNA/SWITCH模块；12—2.4G天线；13—主控芯片二；14—5G天线；15—5G功放/LNA/SWITCH模块；16—PCIe接口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种地下矿山防爆破冲击网络系统，它包含电源部分1、千兆交换机芯片2、NAND FLASH模块3、调试UART模块4、JTAG模块5、NOR FLASH模块6、40MHZ晶振7、32位DDR2模块8、RGMII接口9、主控芯片一10、2.4G功放/LNA/SWITCH模块11、2.4G天线12、主控芯片二13、5G天线14、5G功放/LNA/SWITCH模块15、PCIe接口16；
所述的主控芯片一10通过RGMII接口9与千兆交换机芯片2连接，且主控芯片一10分别与NAND FLASH模块3、调试UART模块4、JTAG模块5、NOR FLASH模块6、40MHZ晶振7、32位DDR2模块8连接，主控芯片一10与2.4G功放/LNA/SWITCH模块11连接，2.4G功放/LNA/SWITCH模块11与2.4G天线12连接；主控芯片一10通过PCIe接口16与主控芯片二13连接，所述的主控芯片二13与5G功放/LNA/SWITCH模块15连接，5G功放/LNA/SWITCH模块15与5G天线14连接，电源部分1为以上芯片及模块供电。
所述的主控芯片一采用Atheros AR9344芯片，该芯片集成560MHz MIPS 74k 乱序CPU，支持与NAND FLASH、NOR FLASH、DDR2等常用存储芯片的接口，预留UART用于调试，预留JTAG用于程序下载；AR9344主控芯片通过RGMII接口与AR8327千兆交换机芯片相连，提供1个WAN千兆双绞线电口。AR9344主控芯片本身具有2.4G和5G两个频段的WiFi连接功能，但是不能同时使用，在设计上，只使用AR9344主控芯片的2.4G的WiFi功能，通过2.4G功放/LNA/SWITCH模块11与2.4G天线12连接；
所述的主控芯片二采用AR9580芯片，AR9344主控芯片通过PCIe接口与AR9580芯片连接，AR9580芯片提供3T3R 450Mbps无线连接，通过5G功放/LNA/SWITCH模块15与5G天线14连接。
所述的电源部分外接DC 12V电源，通过内部的转换稳压电路得到系统工作所需的DC 5V/3.3V/2.5V/1.8V/1.2V等电源。
本具体实施方式系统使用2.4GHz作为AP WiFi覆盖，使用5GHz完成各个AP之间的桥接。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下， 能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.地下矿山防爆破冲击网络系统，其特征在于，它包含主控芯片一及主控芯片二，所述的主控芯片一通过RGMII接口与千兆交换机芯片连接，且主控芯片一分别与NAND FLASH模块、调试UART模块、JTAG模块、NOR FLASH模块、40MHZ晶振、32位DDR2模块连接，主控芯片一与2.4G功放/LNA/SWITCH模块连接，2.4G功放/LNA/SWITCH模块与2.4G天线连接；主控芯片一通过PCIe接口与主控芯片二连接，所述的主控芯片二与5G功放/LNA/SWITCH模块连接，5G功放/LNA/SWITCH模块与5G天线连接，电源部分为以上芯片及模块供电。
2.根据权利要求1所述的地下矿山防爆破冲击网络系统，其特征在于，所述的主控芯片一采用Atheros AR9344芯片，AR9344主控芯片通过RGMII接口与AR8327千兆交换机芯片相连，提供1个WAN千兆双绞线电口。
3.根据权利要求1所述的地下矿山防爆破冲击网络系统，其特征在于，所述的主控芯片二采用AR9580芯片，AR9580芯片提供3T3R 450Mbps无线连接，通过5G功放/LNA/SWITCH模块与5G天线连接。
4.根据权利要求1所述的地下矿山防爆破冲击网络系统，其特征在于，所述的电源部分外接DC 36V-38V工业电源，通过内部的转换稳压电路得到系统工作所需的DC 5V/3.3V/2.5V/1.8V/1.2V电源。
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