CN207753731U - 一种以太网网络控制信号传递系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种以太网网络控制信号传递系统，包括控台和用电器件，所述用电器件通过网线依次串联连接，所述控台通过网线连接用电器件的首台用电器件，还包括与用电器件一一对应设置的信号切换模块，用于接收、切换并传递网络控制信号；网络数据转换芯片，用于传输并转换网络数据；MCU，用于接收网络数据转换芯片发送过来的网络数据并执行控制信号；电源模块，用于为用电器件的各个功能模块提供工作电源和电压，所述信号切换模块的信号控制端根据电源模块为其提供的电源和电压是否正常来切换网络控制信号的流向。与现有技术相比，本实用新型具有布线简单，所需电缆较少、减少成本、易于排查故障点且网络传输速度快的有益效果。

Description

一种以太网网络控制信号传递系统

技术领域

本实用新型涉及以太网网络控制领域，更具体地，涉及一种以太网网络控制信号传递系统。

背景技术

以太网一般有两种接线网络，一种是总线型网络，一种是星型网络。总线型以太网网络如图1。它的一条网线直接连接多台工作站，它的优点是所需电缆较少，价格便宜，它的缺点是管理成本高，不易隔离故障点，而且它的网速比较慢，一般用于10Mbps网络 ，所以现在基本不使用总线型网路来实现网络信号控制。星型以太网网络一般使用专用的网络设备（如集线器或交换机，统称HUB设备）作为核心节点，通过双绞线将局域网中的各灯具连接到核心节点上。星型以太网络如图2。其优点是控制简单、故障诊断和隔离容易和方便服务，但需要耗费大量的电缆，安装、维护的工作量大，中央节点负担重。

使用总线型网络连接是跟原来DMX512的基本相同，是比较容易安装布线的一种方法，但是它的传输速度慢，难于排查故障等。星型网络虽然传输速度快，可达到100Mbps，而且排查故障相对容易，但是它需要一条单独的网线连接到HUB设备的每个端口，如果灯具分布范围比较大，那么需要的网线就非常的多，费用大安装不方便。

实用新型内容

为克服现有的技术缺陷，本实用新型提供了一种布线简单，所需电缆较少、减少成本、易于排查故障点且网络传输速度快的以太网网络控制信号传递系统。

为实现本实用新型的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种以太网网络控制信号传递系统，包括用于发出网络控制信号的控台和若干用于执行网络控制信号的用电器件，所述用电器件通过网线依次串联连接，所述控台通过网线连接用电器件的首台用电器件，其特征在于，还包括与用电器件一一对应设置的信号切换模块，所述信号切换模块设有信号输入端、信号输出端和信号控制端，所述信号输入端通过网线与前一信号切换模块或控台连接，用于接收、切换并传递网络控制信号；网络数据转换芯片，所述网络数据转换芯片与信号切换模块的信号输出端连接，用于传输并转换网络数据；MCU，所述MCU与网络数据转换芯片连接，用于接收网络数据转换芯片发送过来的网络数据并执行控制信号；电源模块，所述电源模块与信号切换模块的信号控制端连接，用于为用电器件的各个功能模块提供工作电源和电压，所述信号切换模块的信号控制端根据电源模块为其提供的电源和电压是否正常来切换网络控制信号的流向，当电源模块正常工作时，信号切换模块的信号控制端切换网络控制信号流入其所在用电器件的网络数据转换芯片，当电源模块工作出现故障时，电源模块的信号控制端直接切换网络控制信号流入后一信号切换模块信号输入端。

本实用新型主要是控台的各个端口通过网线连接到每排用电器件的首台用电器件，首台用电器件内部接收到网络控制信号的同时，通过网络切换模块把信号转接给后一网络切换模块，控制用电器件的运行，如此一来，网络控制信号反复传输直到最后一台用电器件。这种网络连接方式的网线长度和布线安排只需考虑每排首台用电器件到控台的距离和相邻用电器件之间的距离，因此所需的布线成本较少，而且当某台用电器件出现故障时，可以快速排查出故障点，方便维护。

进一步地，所述电源模块包括电压转换模块、开关、开关电源和交流电源，所述电压转换模块与信号切换模块的信号控制端连接用于为用电器件的工作提供电压；所述开关分别连接交流电源和开关电源，用于连接和切断市电；所述交流电源作为交流市电的介质，分别连接的相邻用电器件；所述开关电源与电压转换模块连接，用于将交流电源转换为直流电源供用电器件内部使用。

进一步地，还包括隔离变压器，所述隔离变压器包括输入隔离变压器和输出隔离变压器，用于实现网络通信和电气隔离，所述输入隔离变压器分别连接信号切换模块的信号输出端和网络数据转换芯片，所述输出隔离变压器分别连接网络数据转换芯片和后一台用电器件的信号切换模块信号输入端。

进一步地，所述网络切换模块为由若干继电器组成的继电器阵列。

在本实用新型中，当各器件正常工作时，控台发出的网络控制信号首先通过网线传递给首台用电器件的网络切换模块，网络切换模块的信号输入端接收信号并把控制信号通过输入隔离变压器传递给网络数据转换芯片，网络数据转换芯片接收到网络控制信号后把网络控制信号传输给MCU的同时还通过输出隔离变压器将控制信号传输给后一网络切换模块的信号输入端，后一网络切换模块重复执行前一网络切换模块的动作，从而依次传输网络控制信号的目的。其中输入隔离变压器和输出隔离变压器用于实现网络通信和电气隔离，防止网络信号进入网络数据转换芯片时网络中的瞬时冲击损坏灯具内部其他电路。

当用电器件出现故障时，首先排查出现故障的原因。一般用电器件出现故障的原因有两种，一种是电源模块出现故障，例如开关电源、电压转换模块不工作等，由于网络切换模块中网络控制端的控制信号丢失了，网络切换模块会自动切换到旁路状态，控台或前一用电器件传输过来的网络控制信号直接传输到后一台用电器件，而不会由出现故障的用电器件转接控制信号。另一种故障是除了电源模块之外的其它故障，对于这种故障，现场管理人员可以通过断开开关的方式，是故障的用电器件没有电流输出，网络切换模块切换到旁路状态。对于这两种故障，现场管理人员均可以快速排查出故障机器，维护十分方便。

与现有技术比较，本实用新型具有以下有益效果：

1、解决了以太网星型网络每一台灯具到HUB设备都必须一条单独的网线的缺点，可以实现灯具串接的方式，节省了大量的线材和布线时间。

2、对于通用的100Mbps网络来说，它的最大传输距离是100米。而本专利使用网路数据转换芯片和隔离变压器作为中继功能，它接收数据的同时也会把数据进行放大和整理，就相当于每台用电器件都是一个网路中继器，使得总的传输距离更远。

3、当某台用电器件电源部分出现故障时可以自动切换到网络旁路状态，而不需要人工干预，且不会影响到其他用电器件。

附图说明

图1为图1为现有技术中总线型以太网网络连接框图。

图2为现有技术中星型以太网网络连接框图。

图3为本实用新型用电器件与控台的连接框图。

图4为本实用新型网络实现原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型实施方式作进一步详细地说明。

实施例

如图3和图4所示 ，一种以太网网络控制信号传递系统，包括用于发出网络控制信号的控台401和若干用于执行网络控制信号的用电器件402，所述用电器件402通过网线依次串联连接，所述控台401通过网线连接用电器件402的首台用电器件，其特征在于，还包括与用电器件402一一对应设置的信号切换模块403，所述信号切换模块403为由若干继电器组成的继电器阵列，且设有信号输入端、信号输出端和信号控制端，所述信号输入端通过网线与前一信号切换模块403或控台401连接，用于接收、切换并传递网络控制信号；网络数据转换芯片406，所述网络数据转换芯片406与信号切换模块403的信号输出端连接，用于传输并转换网络数据；MCU407，所述MCU407与网络数据转换芯片406连接，用于接收网络数据转换芯片406发送过来的网络数据并执行控制信号；电源模块，所述电源模块与信号切换模块403的信号控制端连接，用于为用电器件的各个功能模块提供工作电源和电压，所述信号切换模块403的信号控制端根据电源模块为其提供的电源和电压是否正常来切换网络控制信号的流向，当电源模块正常工作时，信号切换模块403的信号控制端切换网络控制信号流入其所在用电器件的网络数据转换芯片406，当电源模块工作出现故障时，电源模块的信号控制端直接切换网络控制信号流入后一信号切换模块信号输入端。

其中，电源模块包括电压转换模块408、开关410、开关电源409和交流电源412，所述开关410分别连接交流电源412和开关电源409，用于连接和切断市电；所述交流电源412作为交流市电的介质，分别连接的相邻用电器件；所述开关电源409与电压转换模块408连接，用于将交流电源412转换为直流电源411供用电器件内部使用。

其中，还包括隔离变压器，所述隔离变压器包括输入隔离变压器404和输出隔离变压器405，用于实现网络通信和电气隔离，所述输入隔离变压器404分别连接信号切换模块403的信号输出端和网络数据转换芯片406，所述输出隔离变压器405分别连接网络数据转换芯片406和后一台用电器件的信号切换模块信号输入端。

当各器件正常工作时，控台401发出的网络控制信号首先通过网线传递给首台用电器件402的网络切换模块403，网络切换模块403的信号输入端接收信号并把控制信号通过输入隔离变压器404传递给网络数据转换芯片406，网络数据转换芯片406接收到网络控制信号后把网络控制信号传输给MCU407的同时还通过输出隔离变压器405将控制信号传输给后一网络切换模块403的信号输入端，后一网络切换模块403重复执行前一网络切换模块的动作，从而依次传输网络控制信号的目的。其中输入隔离变压器404和输出隔离变压器405用于实现网络通信和电气隔离，防止网络信号进入网络数据转换芯片406时网络中的瞬时冲击损坏灯具内部其他电路。

当用电器件出现故障时，首先排查出现故障的原因。一般用电器件402出现故障的原因有两种，一种是电源模块出现故障，例如开关电源409、电压转换模408不工作等，由于网络切换模块403中网络控制端的控制信号丢失了，网络切换模块403会自动切换到旁路状态，控台401或前一用电器件402传输过来的网络控制信号直接传输到后一台用电器件402，而不会由出现故障的用电器件402转接控制信号。另一种故障是除了电源模块之外的其它故障，对于这种故障，现场管理人员可以通过断开开关的方式，是故障的用电器件没有电流输出，网络切换模块模块408切换到旁路状态。对于这两种故障，现场管理人员均可以快速排查出故障机器，维护十分方便。

Claims (4)

1.一种以太网网络控制信号传递系统，包括用于发出网络控制信号的控台和若干用于执行网络控制信号的用电器件，所述用电器件通过网线依次串联连接，所述控台通过网线连接用电器件的首台用电器件，其特征在于，还包括

与用电器件一一对应设置的信号切换模块，所述信号切换模块设有信号输入端、信号输出端和信号控制端，所述信号输入端通过网线与前一信号切换模块或控台连接，用于接收、切换并传递网络控制信号；

网络数据转换芯片，所述网络数据转换芯片与信号切换模块的信号输出端连接，用于传输并转换网络数据；

MCU，所述MCU与网络数据转换芯片连接，用于接收网络数据转换芯片发送过来的网络数据并执行控制信号；

电源模块，所述电源模块与信号切换模块的信号控制端连接，用于为用电器件的各个功能模块提供工作电源和电压，所述信号切换模块的信号控制端根据电源模块为其提供的电源和电压是否正常来切换网络控制信号的流向，当电源模块正常工作时，信号切换模块的信号控制端切换网络控制信号流入其所在用电器件的网络数据转换芯片，当电源模块工作出现故障时，电源模块的信号控制端直接切换网络控制信号流入后一信号切换模块信号输入端。

2.根据权利要求1所述的一种以太网网络控制信号传递系统，其特征在于，所述电源模块包括电压转换模块、开关、开关电源和交流电源，

所述电压转换模块与信号切换模块的信号控制端连接用于为用电器件的工作提供电压；

所述开关分别连接交流电源和开关电源，用于连接和切断市电；

所述交流电源作为交流市电的介质，分别连接的相邻用电器件；

所述开关电源与电压转换模块连接，用于将交流电源转换为直流电源供用电器件内部使用。

3.根据权利要求1所述的一种以太网网络控制信号传递系统，其特征在于，还包括隔离变压器，所述隔离变压器包括输入隔离变压器和输出隔离变压器，用于实现网络通信和电气隔离，所述输入隔离变压器分别连接信号切换模块的信号输出端和网络数据转换芯片，所述输出隔离变压器分别连接网络数据转换芯片和后一台用电器件的信号切换模块信号输入端。

4.根据权利要求1所述的一种以太网网络控制信号传递系统，其特征在于，所述信号切换模块为由若干继电器组成的继电器阵列。