CN109194557A - 基于vdsl的两巷远距离传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于VDSL的两巷远距离传输系统，包括设置在综采工作面的多台液压支架和支架集控中心，设置在每台液压支架上的支架控制器；所述支架控制器的架间CAN数据接口和CAN总线数据接口通过4芯接口模块分别与第一CAN收发器、第二CAN收发器通信连接；所述第一CAN收发器、第二CAN收发器与单片机通信连接，所述单片机通信接口通过物理层芯片、通信控制模块与2芯接口模块连接；所述2芯接口模块的通信接口通过双绞线与所述支架集控中心通信连接。本发明优点在于传输速度高、易于安装、兼容性好。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下综采工作面两巷远距离传输系统，尤其是涉及基于VDSL的两巷远距离传输系统。
背景技术
随着采煤技术的不断发展，我国煤矿正逐步走向数字化、自动化、智能化，使得综采工作面各个设备的数据上传、控制指令下发等越来重要。随着开采的掘进，综采工作面到集控中心的距离在几百米到2公里之间，目前普遍采用铺设铠装光纤的方式。由于光纤整体传输系统价格太高，光纤的铺设、连接需要专门设备，并且安装调试困难，故障难找，损坏不易维修（光纤在移动过程中容易拉断，必须依靠熔接机熔接）等缺陷，对于2000米以内近距离数据传输而言，光纤并不是一个很好的选择。寻求一种经济、传输质量高、传输距离远、维护方便的解决方案十分必要。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于VDSL的两巷远距离传输系统。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述基于VDSL的两巷远距离传输系统，包括设置在综采工作面的多台液压支架和支架集控中心，设置在每台液压支架上的支架控制器；所述支架控制器的架间CAN数据接口和CAN总线数据接口通过4芯接口模块分别与第一CAN收发器、第二CAN收发器通信连接；所述第一CAN收发器、第二CAN收发器与单片机通信连接，所述单片机通信接口通过物理层芯片、通信控制模块与2芯接口模块连接；所述2芯接口模块的通信接口通过双绞线与所述支架集控中心通信连接。
所述双绞线为一对非屏蔽铜质双绞线，2000米长度内的传输速率为14Mbps。
本发明优点在于采用铜质双绞线作为传输介质，成本低，易于维护；采用VDSL（英文Very-high-bit-rate Digital Subscriber loop的缩写；甚高速数字用户环路）通信方式，技术成熟，可靠性高；综采工作面数据通过本发明进行以太网TCP封包处理，传输速度高、易于安装、兼容性好。
附图说明
图1是本发明的电路原理结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1所示，本发明所述基于VDSL的两巷远距离传输系统，包括设置在综采工作面的多台液压支架和支架集控中心，设置在每台液压支架上的支架控制器；支架控制器的架间CAN数据接口和CAN总线数据接口经4芯接口模块（RS282834-4）分别与第一CAN收发器（CTM8251A）、第二CAN收发器（CTM8251A）通信连接；第一CAN收发器、第二CAN收发器与单片机（STM32F427）通信连接，单片机通信接口通过物理层芯片（KSZ8081）、通信控制模块（MOD923）与2芯接口模块（RS282834-2）连接；2芯接口模块的通信接口通过一对非屏蔽铜质双绞线（2000米长度内的传输速率为14Mbps）与支架集控中心通信连接；单片机的电源输入端通过电源模块（WRFS-3WR2）与开关电源连接。
本发明工作原理简述如下：
综采工作面的CAN总线数据和支架控制器的架间CAN数据通过4芯接口模块进行通信传输；但CAN总线数据信号是显性、隐形的信号，需要通过第一CAN收发器转换后送到单片机；当第一CAN收发器的TXD端被置为低时，第一CAN收发器内部的“显性超时”定时器即会启动；如果 TXD 端的低电平持续时间大于 tto(dom)TXD，内部发送器将被禁止，并释放总线至隐性电平。这个功能是为了防止硬件或软件错误导致CAN总线持续保持显性电平，避免CAN总线瘫痪。当 TXD 端被置为高后，“显性超时”定时器重置；显性超时时间的存在，第一CAN收发器的最低工作位速度被限制在40kbit/s。单片机接收到CAN数据后，经过以太网封包、TCP/IP封装后送到通信控制模块，再调解到双绞线上传到支架集控中心。
单片机（STM32F427）带工业标准Cortex™M4芯体系，提供增强的输入/输出和外设，包括串行音频接口 (SAI)、DAC、ADC、16 位/32 位计时器、真随机编号发生器 (RNG) 和RTC，且省电模式具有低功耗应用的设计。此外，它还具有以太网 MAC和用于CMOS传感器的照相机接口。单片机（STM32F427）具有32 位闪存，MCU 具有浮点单元 (FPU)，带数字信号处理 (DSP) 说明和增强应用安全性的存储器保护装置 (MPU)。
物理层芯片（KSZ8081）即PHY芯片；为单端口的PHY芯片，是一款单电源10BASE-T/100BASE-TX以太网物理层收发器，用于通过标准CAT-5非屏蔽双绞线（UTP）电缆发送和接收数据。高度集成的PHY解决方案，为差分对使用了片上端接电阻，并通过集成低噪声稳压器为1.2V内核供电，从而降低了电路板成本并简化了电路板布线。还提供了诊断功能，以便于在生产测试和产品部署期间启动和调试系统；支持参数化NAND树，方便检测I/O与电路之间是否存在故障。
Claims (2)
1.一种基于VDSL的两巷远距离传输系统，包括设置在综采工作面的多台液压支架和支架集控中心，设置在每台液压支架上的支架控制器；其特征在于：所述支架控制器的架间CAN数据接口和CAN总线数据接口通过4芯接口模块分别与第一CAN收发器、第二CAN收发器通信连接；所述第一CAN收发器、第二CAN收发器与单片机通信连接，所述单片机通信接口通过物理层芯片、通信控制模块与2芯接口模块连接；所述2芯接口模块的通信接口通过双绞线与所述支架集控中心通信连接。
2.根据权利要求1所述基于VDSL的两巷远距离传输系统，其特征在于：所述双绞线为一对非屏蔽铜质双绞线，2000米长度内的传输速率为14Mbps。
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