CN210518684U - 一种矿用以太网交换机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的矿用以太网交换机，包括电源模块、交换模块和控制模块，电源模块分别与交换模块和控制模块连接，交换模块和控制模块相连接；所述交换模块包括交换芯片、通讯口驱动电路、隔离变压器芯片、千兆光模块、百兆光模块、百兆电模块、led指示灯模块，所述交换芯片与led指示灯模块、通讯口驱动电路控制连接，所述通讯口驱动电路与隔离变压器芯片、千兆光模块、百兆光模块相连接，所述隔离变压器芯片与百兆电路模块相连；所述控制模块包括控制芯片、复位模块、EEPROM存储器、调试接口模块、串行接口模块，所述复位模块、EEPROM存储器、调试接口模块、串行接口模块分别与控制芯片相连，所述复位模块与交换芯片相连。
Description
技术领域
本实用新型涉及交换机技术领域，具体涉及一种矿用以太网交换机。
背景技术
安全监控是预防矿井事故、实现安全生产的主要途径之一，也成为信息化、智能化矿井管理的重要手段。传统的基于现场总线的煤矿监测监控系统传输速率低，通信带宽小，而且由于各个厂家之间的设备不兼容，在井下形成了“自动化孤岛”，不利于煤矿综合管理。而以太网技术具有成本低廉、实时性好、稳定性高、开放性好等优点，逐渐在煤矿安全监测监控网络中得到应用。
发明内容
本实用新型提供了一种矿用以太网交换机，能有效改善井下数据传输的速率，降低信息传输碰撞的可能，使煤矿监测监控网络通信实时、稳定和低功耗的要求得到了满足。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种矿用以太网交换机，包括电源模块、交换模块和控制模块，电源模块分别与交换模块和控制模块连接，交换模块和控制模块相连接；所述交换模块包括交换芯片、通讯口驱动电路、隔离变压器芯片、千兆光模块、百兆光模块、百兆电模块、led指示灯模块，所述交换芯片与led指示灯模块、通讯口驱动电路控制连接，所述通讯口驱动电路与隔离变压器芯片、千兆光模块、百兆光模块相连接，所述隔离变压器芯片与百兆电路模块相连；所述控制模块包括控制芯片、复位模块、EEPROM存储器、调试接口模块、串行接口模块，所述复位模块、EEPROM存储器、调试接口模块、串行接口模块分别与控制芯片相连，所述复位模块与交换芯片相连。
作为优选的，所述控制模块还包括FLASH存储器和SDRAM存储器，所述FLASH存储器和SDRAM存储器分别与控制芯片相连。
作为优选的，所述交换芯片为88E6095 芯片，所述控制芯片为LPC2468处理器芯片。
作为优选的，所述电源模块包括电源保护模块和电压转换模块，在电源接入后通过电源模块转换后分别给其他模块供电。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的矿用以太网交换机，采用了高性能以太网交换机芯片和网络处理器芯片，实现了井下千兆光纤冗余环网，通过交换机将井下各个分站和子系统的数据汇集到千兆以太网中并上传到井上监控中心，此外，还具有工业级的可靠性和实时性，能满足在井下恶劣环境中长期、稳定工作的需要。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或者现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
本实用新型的矿用以太网交换机，包括电源模块、交换模块和控制模块，电源模块分别与交换模块和控制模块连接，交换模块和控制模块相连接；所述交换模块包括交换芯片、通讯口驱动电路、隔离变压器芯片、千兆光模块、百兆光模块、百兆电模块、led指示灯模块，所述交换芯片与led指示灯模块、通讯口驱动电路控制连接，所述通讯口驱动电路与隔离变压器芯片、千兆光模块、百兆光模块相连接，所述隔离变压器芯片与百兆电模块相连；所述控制模块包括控制芯片、复位模块、EEPROM存储器、调试接口模块、串行接口模块，所述复位模块、EEPROM存储器、调试接口模块、串行接口模块分别与控制芯片相连，所述复位模块与交换芯片相连。
其中，交换模块由 88E6095 芯片及其外围电路组成，提供与物理层的接口，主要是用于完成端口之间数据包的转发功能。88E6095 芯片集成 MAC 和 PHY，有 11 个端口，对应芯片的P0-P10。
在本实施例中，P0~P5 配置 10/100BASE-T自适应电口，通过隔离变压器与 RJ-45端口相连，隔离变压器的作用主要是信号电平的耦合，阻抗匹配，波形修复，信号杂波抑制和高电压隔离；P6、P7 配置为 100BASE-FX 接口，与百兆光模块相连；P8、P9 配置为1000BASE-X 的光纤端口，直接与千兆光模块连接，这 2 个接口可以形成自愈环，链路发生故障时及时启用备用链路，防止故障带来的损失； P10端口配置为 MII-MAC/PHY，同控制模块的 MII（介质独立接口）相连，对交换模块进行管理和数据交换。
另外为了便于查看交换机的工作状态，交换芯片提供 8 组 LED 接口，用于连接P0~P7 交换端口，来指示端口的连接 、速率 、冲突等状态，便于监视交换机各端口的运行情况。
控制模块采用 LPC2468 处理器芯片，通过 MII 总线与交换模块连接，完成对交换模块智能管理，主要功能是在开机时对交换机进行的初始化，对系统参数配置，启动各种服务程序，进行管理网络，检查交换机故障等。
LPC2468 为 16/32 位 ARM7TDMIS CPU 内核微控制器，含有高达512KB的片内Flash存储器和98KB的片内SRAM存储器，功能接口丰富，集成了1路JTAG调试接口、1路ETM调试接口，1路以太网MAC接口，1个USB接口，4个UART接口，2路CAN接口，1路SPI接口，2路同步串行端口（SSP）等。系统复位模块采用复位阈值为 2.18V 的复位芯片，在系统上电时产生低电平复位信号，使系统完成复位。
EEPROM存储器是一个 128 B 的存储器芯片，通过 SPI 总线与控制芯片 LPC2468相连，提供交换机的一些特定功能的代码以及各种配置信息的存储空间，控制芯片可以对其进行读写来完成对交换机功能的控制以及管理。开机或复位后通过 SPI 接口读取EEPROM 中的信息，设定交换机的功能。
调试接口模块为JTAG调试接口，主要用于连接仿真器对系统的软硬件进行仿真、调试，跟踪处理器的运行状态，读取寄存器及内存中的数据，在设计完成后将软件程序固化到FLASH存储器，在交换机上电启动后，软件程序自动加载到SDRAM中运行。
为了在设备安装前对交换机进行一些基本的设定，设计了串行接口模块，用户可以使用串行总线将交换机与工业控制计算机连接，工业控制计算机访问交换机，配置其IP地址等参数。在本实施例中，串行接口模块为2路同步串行端口，利用 UART 口设计RS232和 RS485 两 种 串 行 通 信 端 口 来 实 现LPC2468 与 PC 之间的通信，两种串口可以根据实际情况选择。
此外，在控制芯片上，外扩两片 HY29LV16 并联的方式构建 4 M×32 位的 FLASH空间，用于存放固化的软件系统以及用户数据等，系统的引导代码也存放在闪存上，加电 /复位后执行的第一条指令被映射到闪存的某个位置，实现闪存的启动；采用两片K4S561632H 构建64 M×32 位 SDRAM 空间，主要用作程序的运行空间，数据及堆栈区。
本交换机需外接矿用本安型不间断电源箱，该电源箱是DC 18V直流输出，因此，该电源接入后需要电源模块将其转换成适合其他模块使用的电压供其他模块使用，在本实施例中，电源模块包括电源保护模块和电压转换模块，在电源接入后通过电源模块分别给其他模块供电。
Claims (4)
1.一种矿用以太网交换机，其特征在于：包括电源模块、交换模块和控制模块，电源模块分别与交换模块和控制模块连接，交换模块和控制模块相连接；所述交换模块包括交换芯片、通讯口驱动电路、隔离变压器芯片、千兆光模块、百兆光模块、百兆电模块、led指示灯模块，所述交换芯片与led指示灯模块、通讯口驱动电路控制连接，所述通讯口驱动电路与隔离变压器芯片、千兆光模块、百兆光模块相连接，所述隔离变压器芯片与百兆电路模块相连；所述控制模块包括控制芯片、复位模块、EEPROM存储器、调试接口模块、串行接口模块，所述复位模块、EEPROM存储器、调试接口模块、串行接口模块分别与控制芯片相连，所述复位模块与交换芯片相连。
2.根据权利要求1所述的矿用以太网交换机，其特征在于：所述控制模块还包括FLASH存储器和SDRAM存储器，所述FLASH存储器和SDRAM存储器分别与控制芯片相连。
3.根据权利要求1所述的矿用以太网交换机，其特征在于：所述交换芯片为88E6095 芯片，所述控制芯片为LPC2468处理器芯片。
4.根据权利要求1所述的矿用以太网交换机，其特征在于：所述电源模块包括电源保护模块和电压转换模块，在电源接入后通过电源模块转换后分别给其他模块供电。
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| CN112327782A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-02-05 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种用于中压管理机的switch芯片数据调度电路 |
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| CN112327782B (zh) * | 2020-11-17 | 2022-05-17 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种用于中压管理机的switch芯片数据调度电路 |
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