CN219875755U - 基于可编程逻辑组件的矿用本安型wifi6设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，包括以太网收发组件、主控组件、信号转换组件、无线通信组件、光接口模块和可编程逻辑组件；光接口模块用于将光信号转换为电信号后输出至以太网收发组件；主控组件用于控制信号转换组件将以太网收发组件的电信号转换为第一无线射频信号，并通过无线通信组件发射至外部终端；主控组件还用于控制信号转换组件将以太网收发组件的第二电信号转换为第二无线射频信号，并通过无线通信组件发射至外部终端；可编程逻辑组件用于对太网收发组件的配置和管理，以及光接口模块的信号监控和读取作用。本实用新型基于可编程逻辑组件实现光纤为主要有线链路，WIFI6为辅助无线链路的信号双链传输链路。

Description

基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备

技术领域

本实用新型属于无线网络技术领域，尤其涉及一种基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备。

背景技术

煤矿综合自动化是煤矿高产、高效和安全生产的保证，而煤矿井下网络平台是实现煤矿综合自动化的基础。目前，我国的许多煤矿都建立了工业以太网，用于井下采煤装备以及井下环境参数的监控。然而，现有大部分方案都是采取井下有线以太网方式，布置于主要巷道，无法覆盖于整个井下，无法实现运动机电装备的监控，比如采煤机、机车等。可见，我国的煤矿综合自动化项目，均没能涵盖整个煤矿井。为实现网络可涵盖整个煤矿井，小部分方案采取WIFI4和4G/5G的无线以太网方案，而WIFI4和4G的传输速度低，5G的建设成本过高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，旨在提高煤矿井下无线信号的传输效率。

因此，本实用新型提出一种基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，包括以太网收发组件、主控组件、信号转换组件、无线通信组件、光接口模块以及可编程逻辑组件；

所述主控组件分别与所述以太网收发组件、所述信号转换组件、所述无线通信组件电连接；所述光接口模块分别与所述以太网收发组件和所述可编程逻辑组件电连接；

所述光接口模块，用于将外部终端输出的光信号转换为电信号后输出至所述以太网收发组件；

所述主控组件，用于控制所述信号转换组件将所述以太网收发组件输出的电信号转换为第一无线射频信号并输出至所述无线通信组件，以及控制所述无线通信组件将所述第一无线射频信号发射至外部终端；

所述主控组件，还用于控制所述信号转换组件将所述以太网收发组件输出的第二电信号转换为第二无线射频信号并输出至所述无线通信组件，以及控制所述无线通信组件将所述第二无线射频信号发射至外部终端；

所述可编程逻辑组件，用于对所述以太网收发组件进行配置和管理，以及对所述光接口模块的信号进行监控和读取。

可选地，所述光接口模块为SPF接口模块。

可选地，所述基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备还包括电接口模块；

所述电接口模块与所述主控组件电连接；

所述电接口模块，用于接收后台设备输出的电信号并输出至所述主控组件，以及用于将所述主控组件输出的电信号传输至后台设备。

可选地，所述电接口模块为RJ45接口模块。

可选地，所述电接口模块的数量为多个，所述光接口模块的数量为多个。

可选地，所述基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备还包括UWB定位组件；

所述UWB定位组件与所述主控组件电连接；

所述UWB定位组件，用于输出终端的定位信号至所述主控组件；

所述主控组件，还用于将所述定位信号通过所述光接口模块输出至以太网。

可选地，所述基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备还包括电源组件和电源管理组件；

所述电源组件与所述以太网收发组件电连接；

所述电源管理组件分别与所述电源组件、所述主控组件、所述以太网收发组件和所述可编程逻辑组件电连接；

所述电源组件，用于为所述以太网收发组件提供本安电源；

所述电源管理组件，用于防止所述电源组件同时为所述主控组件、所述可编程逻辑组件和所述以太网收发器模块提供本安电源而造成冲击电流。

可选地，所述电源组件包括电源接口、电源缓启动组件、电压变换组件；

所述电源缓启动组件分别与所述电源接口和所述电压变换组件电连接；

所述电源接口，用于连接本安电源并输出至所述电源缓启动组件；

所述电源缓启动组件，用于减缓所述本安电源通过的时间；

所述电压变换组件，用于将所述本安电源经电压变换后输出至各工作组件。

可选地，所述电源组件还包括电压保护组件；

所述电压保护组件设置于所述电压变换组件和所述以太网收发组件电连接之间；

所述电压保护组件，用于在所述电压变换组件输出的电源超出预设范围时，断开所述电压变换组件和所述以太网收发组件之间的通路；以及用于在所述电压变换组件输出的电源处于预设范围时，导通所述电压变换组件和所述以太网收发组件之间的通路。

可选地，基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备还包括存储组件和时钟组件；

所述主控组件分别与所述存储组件和所述时钟组件电连接；

所述存储组件，用于存储所述主控组件接收的信号；

所述时钟组件，用于产生时钟信号并输出至所述主控组件。

本实用新型提出一种基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，包括以太网收发组件、主控组件、信号转换组件、无线通信组件、光接口模块和可编程逻辑组件；光接口模块用于将光信号转换为电信号后输出至以太网收发组件；主控组件用于控制信号转换组件将以太网收发组件的电信号转换为第一无线射频信号，并通过无线通信组件发射至外部终端；主控组件还用于控制信号转换组件将以太网收发组件的第二电信号转换为第二无线射频信号，并通过无线通信组件发射至外部终端；可编程逻辑组件用于对太网收发组件的配置和管理，以及光接口模块的信号监控和读取作用。本实用新型基于可编程逻辑组件实现光纤为主要有线链路，WIFI6为辅助无线链路的信号双链传输链路。

附图说明

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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备的电路功能模块图；

图2为本实用新型基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备另一实施例的电路功能模块图；

图3本实用新型基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备另一实施例的电路功能模块图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

需要理解的是，煤矿综合自动化是煤矿高产、高效和安全生产的保证，而煤矿井下网络平台是实现煤矿综合自动化的基础。目前，我国的许多煤矿都建立了工业以太网，用于井下采煤装备以及井下环境参数的监控。然而，现有大部分方案都是采取井下有线以太网方式，布置于主要巷道，无法覆盖于整个井下，无法实现运动机电装备的监控，比如采煤机、机车等。可见，我国的煤矿综合自动化项目，均没能涵盖整个煤矿井。为实现网络可涵盖整个煤矿井，小部分方案采取WIFI4和4G/5G的无线以太网方案，而WIFI4和4G的传输速度低，5G的建设成本过高。

因此，本实用新型提出一种包括以太网收发组件40、主控组件10、信号转换组件30、无线通信组件20、光接口模块60以及可编程逻辑组件50；

所述主控组件10分别与所述以太网收发组件40、所述信号转换组件30、所述无线通信组件20电连接；所述光接口模块60分别与所述以太网收发组件40和所述可编程逻辑组件50电连接；

所述光接口模块60，用于将外部终端输出的光信号转换为电信号后输出至所述以太网收发组件40；

所述主控组件10，用于控制所述信号转换组件30将所述以太网收发组件40输出的电信号转换为第一无线射频信号并输出至所述无线通信组件20，以及控制所述无线通信组件20将所述第一无线射频信号发射至外部终端；

所述主控组件10，还用于控制所述信号转换组件30将所述以太网收发组件40输出的第二电信号转换为第二无线射频信号并输出至所述无线通信组件20，以及控制所述无线通信组件20将所述第二无线射频信号发射至外部终端；

所述可编程逻辑组件50，用于对所述以太网收发组件40进行配置和管理，以及对所述光接口模块60的信号进行监控和读取。

可以理解的是，光接口模块60用于连接光纤线缆以传输信号，具体地，光接口模块60不仅用于将外部终端输出的光信号转换为电信号后输出至以太网收发组件40；还用于将以太网收发组件40的电信号转化为光信号后通过光纤将光信号传输至外部终端。光接口模块60和主控组件10之间还具有一个以太网收发组件40，用于发送/接收将主控组件10的电信号以及发送/接收光接口模块60的电信号，从而实现主控组件10与光接口模块60之间的信号通信。具体地，以太网收发组件40为以太网收发器，光接口模块60通过光纤线缆接收以太网的光信号并转换为电信号，以太网收发器用于接收光接口模块60输出的电信号，并将电信号输出至主控组件10；以太网收发器还用于将主控组件10输出的电信号输出至光接口模块60，以使光接口模块60将接收到的电信号转换为光信号后通过光纤线缆传输回以太网，后台工作人员可根据以太网接收到终端反馈的信号以实现对终端环境的监测。

可选的，无线通信组件20可以采用天线实现。其中，天线具有发射端和接收端。例如，天线在接收到主控组件10输出的第一无线射频信号时，通过发射端将第一无线射频信号发射至外部，以及天线在接收到主控组件10输出的第二无线射频信号时，通过发射端将第二无线射频信号射至外部；天线在接收到外部反馈的第一无线射频信号时，通过接收端将外部反馈的第一无线射频信号接收并输出至主控组件10，以及天线在接收到外部反馈的第二无线射频信号时，通过接收端将外部反馈的第二无线射频信号接收并输出至主控组件10；天线在从而实现对无线射频信号的传输。

需要理解的是，主控组件10用于控制信号转换组件30将以太网收发组件40输出的电信号转换为第一无线射频信号并输出至无线通信组件20，以及控制无线通信组件20将第一无线射频信号发射至外部终端；外部终端接收第一无线射频信号后反馈相应的第一无线射频信号，此时主控组件10还用于控制无线通信组件20接收外部终端反馈的第一无线射频信号，以及控制信号转换组件30将外部终端反馈的第一无线射频信号转换为电信号并输出至无线通信组件20，从而使主控组件10通过第一无线射频信号以与外部终端建立通信联系。此外，主控组件10用于控制信号转换组件30将以太网收发组件40输出的第二电信号转换为第二无线射频信号并输出至无线通信组件20，以及控制无线通信组件20将第二无线射频信号发射至外部终端；外部终端接收第二无线射频信号后反馈相应的第二无线射频信号，此时主控组件10还用于控制无线通信组件20接收外部终端反馈的第二无线射频信号，以及控制信号转换组件30将外部终端反馈的第二无线射频信号转换为第二电信号并输出至无线通信组件20，从而使主控组件10通过第二无线射频信号以与外部终端建立通信联系。

在本实施例中，主控组件10采用SOC芯片实现。具体地，SOC芯片具有输入脚、输出脚和控制脚。光纤线缆的一端连接光纤设备，光纤线缆的另一端连接光接口模块60，光接口模块60可通过光纤线缆接收以光纤设备传输的光信号，并将光信号转换成电信号后输出至以太网收发组件40，以太网收发组件40将电信号并输出至SOC芯片的输入脚；SOC芯片在接收到电信号时，通过控制脚以控制信号转换组件30将电信号转换为第一无线射频信号，并通过输出脚输出至无线通信组件20，无线通信组件20通过发射端将第一无线射频信号发射至终端设备。需要理解的是，终端设备设置在煤矿井下，可通过无线通信组件20接收第一无线射频信号，以及通过无线通信组件20发送反馈的无线射频信号，从而使终端设备与后台设备之间的建立信号联系。

进一步地，当光接口模块60线路出现故障时，SOC芯片的输入脚还用于接收可编程逻辑组件50输出的无线信号。需要理解的是，光接口模块60为主要有线链路，可编程逻辑组件50为辅助无线链路，当主要有线链路受损时，可编程逻辑组件50将无线信号转换为第二电信号并输出至以太网收发组件40，从而实现使信号通过辅助无线链路传输。进一步地，以太网收发组件40将第二电信号输出至SOC芯片的输入脚。SOC芯片在接收到第二电信号时，通过控制脚以控制信号转换组件30将第二电信号转换为第二无线射频信号并输出至无线通信组件20，无线通信组件20通过发射端将第二无线射频信号发射至终端设备，从而使终端设备通过辅助无线链路与后台设备之间的建立信号联系。

在本实施例中，信号转换组件30采用基带射频组件实现，终端设备采用摄像机实现。具体地，基于可编程逻辑组件50的矿用本安型WIFI6设备上电，光接口模块60通过光纤线缆接收以太网的光信号，并将光信号转换为相应的电信号后输出至以太网收发组件40，以太网收发组件40将光接口模块60的电信号输出至主控组件10，主控组件10控制基带射频组件将电信号转换为第一无线射频信号后输出至无线通信组件20，无线通信组件20通过发射端将第一无线射频信号发射到摄像机，摄像机接收到第一无线射频信号即开始工作（工作内容为采集煤矿井周围环境的图像以及视频）。进一步地，摄像机将采集到的图像和视频以无线射频信号形式反馈回无线通信组件20，无线通信组件20通过接收端将反馈的无线射频信号输出至主控组件10，主控组件10控制基带射频组件将反馈的无线射频信号转换为电信号后输出至光接口模块60，光接口模块60将反馈的电信号转换为光信号后通过光纤线缆输出至后台设备；后台设备根据反馈的电信号显示出相应的图像以及视频，用户可根据后台设备显示出的图像以及视频实时监测煤矿井的工作环境或者员工状态。

此外，在光纤链路受损时，即主要有线链路受损时，用户通过可编程逻辑组件50输出无线信号至以太网收发组件40，以太网收发组件40将可编程逻辑组件50的无线信号转换为第二电信号并输出至主控组件10，主控组件10控制基带射频组件将第二电信号转换为第二无线射频信号后输出至无线通信组件20，无线通信组件20通过发射端将第二无线射频信号发射到摄像机，摄像机接收到第二无线射频信号即开始工作（工作内容为采集煤矿井周围环境的图像以及视频）。进一步地，摄像机将采集到的图像和视频以无线射频信号形式反馈回无线通信组件20，无线通信组件20通过接收端将反馈的无线射频信号输出至主控组件10，主控组件10控制基带射频组件将反馈的无线射频信号转换为电信号后输出至光接口模块60，光接口模块60将反馈的电信号转换为光信号后通过光纤线缆输出至后台设备；后台设备根据反馈的电信号显示出相应的图像以及视频，用户可根据后台设备显示出的图像以及视频实时监测煤矿井的工作环境或者员工状态。基于可编程逻辑组件50的矿用本安型WIFI6设备可支持双链路模式，光纤为主要有线链路，WIFI6设备为辅助无线链路，且WIFI6设备链路一直处于连接状态。当光纤发生故障不可用时，切换到WIFI6设备链路传输，即切换到可编程逻辑组件50链路传输。当光纤连接恢复时，可重新切换到光纤传输。

在本实施例中，可编程逻辑组件50采用FPGA芯片实现，且可编程逻辑组件50内部包括集成大容量存储芯片。可选的，可编程逻辑组件50的内部包含用于接收SFP接口、DDM信息及控制信号的GPIO接口。此外，可编程逻辑组件50整合了交换机设备所支持的环网技术（环网算法），可支持SW-Ring环网专利技术，支持单环、耦合环、链环、Dual-homing环网功能，网络故障自动恢复时间<20ms。因此，基于可编程逻辑组件50的环网技术而实现WIFI6设备的无线通信，具有信号传输速率高、灵活性更高的特点。

本实用新型提出一种基于可编程逻辑组件50的矿用本安型WIFI6设备，其特征在于，包括以太网收发组件40、主控组件10、信号转换组件30、无线通信组件20、光接口模块60以及可编程逻辑组件50；主控组件10分别与以太网收发组件40、信号转换组件30、无线通信组件20电连接；光接口模块60分别与以太网收发组件40和可编程逻辑组件50电连接；光接口模块60，用于将外部终端输出的光信号转换为电信号后输出至以太网收发组件40；主控组件10，用于控制信号转换组件30将以太网收发组件40输出的电信号转换为第一无线射频信号并输出至无线通信组件20，以及控制无线通信组件20将第一无线射频信号发射至外部终端；主控组件10，还用于控制信号转换组件30将以太网收发组件40输出的第二电信号转换为第二无线射频信号并输出至无线通信组件20，以及控制无线通信组件20将第二无线射频信号发射至外部终端；可编程逻辑组件50，用于对以太网收发组件40进行配置和管理，以及对光接口模块60的信号进行监控和读取。本实用新型基于可编程逻辑组件50实现光纤为主要有线链路，WIFI6为辅助无线链路的信号双链传输链路。

本实施例中，参考图3，所述基于可编程逻辑组件50的矿用本安型WIFI6设备还包括电接口模块70；

所述电接口模块70与所述主控组件10电连接；

所述电接口模块70，用于接收后台设备输出的电信号并输出至所述主控组件10，以及用于将所述主控组件10输出的电信号传输至后台设备。

可以理解的是，电接口模块70用于连接普通线缆以传输信号。普通线缆的一端连接电子设备，普通线缆的另一端连接电接口模块70，电接口模块70可通过普通线缆接收电子设备传输的电信号，并将电信号输出至主控组件10。主控组件10接收到电信号时，控制信号转换组件30将电信号转换为无线射频信号并输出至无线通信组件20，无线通信组件20通过发射端将无线射频信号发射至终端，以完成电子设备对终端无线信号的传输。

在本实施例中，参照图3，所述光接口模块60为SPF接口模块，所述电接口模块70为RJ45接口模块。

可以理解的是，在本实施例中，光接口模块60采用SPF接口模块实现，用于实现主要有线链路；具体地，SPF接口模块与光纤线缆连接，用于将光纤线缆传输的光信号转换为电信号并传输至主控组件10，或者将主控组件10传输的电信号转换为光信号并传输至后台设备。进一步地，电接口模块70采用RJ45接口模块实现，用于实现辅助有线链路；具体地，RJ45接口模块与普通线缆连接，用于通过与普通线缆将后台设备的电信号传输至主控组件10，或将主控组件10的电信号传输至后台设备。本实施例采用SPF接口模块和RJ45接口模块实现光信号以及电信号的传输，以为煤矿井下的终端设备与后台设备之间建立信号联系提供多一条渠道。

本实施例中，参考图2，所述电接口模块70的数量为多个，所述光接口模块60的数量为多个。

可以理解的是，后台设备用于提供给工作人员操作，操作输出的无线信号传输至终端，再从终端相应反馈无线信号至后台设备，以实现对终端监控的功能。本实施例中，后台设备的数量为多个，可用于监控多个终端的工作情况，从而全方位地对煤矿井下的环境状况、采矿工人的状况、煤矿的纯度、煤矿的含量等等进行监测与监控。而多个后台设备需要与多个接口连接，得以与多个终端之间同时进行通信，因此，在本实施例中的电接口模块70和光接口模块60的数量设置有多个，可用于连接多个后台设备。

本实施例中，参照图3，所述基于可编程逻辑组件50的矿用本安型WIFI6设备还包括UWB定位组件80；

所述UWB定位组件80与所述主控组件10电连接；

所述UWB定位组件80，用于输出终端的定位信号至所述主控组件10；

所述主控组件10，还用于将所述定位信号通过所述光接口模块60输出至以太网。

可以理解的是，采矿工人在煤矿井下作业，由于煤矿井下的地质环境的缘故，采矿工人容易因为恶劣的采矿环境而发生意外事故；此外，煤矿井下还设置有多个移动终端，用于灵活地移动并探测煤矿井的的不同位置，由于难以保证不同位置的地质环境均为良好状态，个别移动终端会因恶劣的采矿环境而遭受破坏。因此，本实施例还设置有UWB定位组件80，用于监控采矿工人以及移动终端的具体位置。

本实施例中，UWB定位组件80采用UWB设备实现，主控组件10采用SOC芯片实现；其中，SOC芯片还具有第二输入脚，用于接收定位信号。具体地，UWB设备输出移动终端和人体的定位信号，SOC芯片通过第二输入脚接收定位信号，并通过光纤线路输出至后台设备的以太网；需要理解的是，光纤线路指的是SOC芯片通过输出脚输出定位信号至以太网收发组件40，以使以太网收发组件40将定位信号输出至光接口模块60，以使光接口模块60将定位信号转换为相应的光信号并通过光纤线缆输出至后台设备的以太网。进一步地，后台设备具有用于显示图像的显示器，可接收光接口模块60的光信号并显示出地图图像，以提示后台工作人员移动终端和采矿工人当前的具体位置。

本实施例中设置的UWB定位组件80，用于采集终端以及人体的定位信号，以使主控组件10将定位信号传输至后台设备，以为后台工作人员提供相应的定位图像，从而防止采矿工人在出现意外而静止不动时无法被得知，以及防止移动终端设备出现故障时无法被得知。

在本实施例中，参照图3，所述基于可编程逻辑组件50的矿用本安型WIFI6设备还包括电源组件100和电源管理组件90；

所述电源组件100与所述以太网收发组件40电连接；

所述电源管理组件90分别与所述电源组件100、所述主控组件10、所述以太网收发组件40和所述可编程逻辑组件50电连接；

所述电源组件100，用于为所述以太网收发组件40提供本安电源；

所述电源管理组件90，用于防止所述电源组件100同时为所述主控组件10、所述可编程逻辑组件50和所述以太网收发器模块提供本安电源而造成冲击电流。

可以理解的是，在煤矿井的工作过程中，工人长需要依靠相关的用电设备以完成采矿工作，而用电设备长期处于恶劣环境会有造成其内部线路发生短路或电火花的可能，甚至发生设备烧毁和爆炸的危险。因此，本实施例中的电源组件100输出的电源为本安电源，本安电源的全称为本质安全电源，可为设备内部的工作组件供电，即使用电设备内部线路发生短路或电火花，也不足以点燃周围的易燃易爆气体。

具体地，参照图3，电源组件100与电源连接时，电源组件100在预设范围的条件下限制该电源的能量，从而输出被限制后的电源，此时被限制后的电源可认为是本安电源。输出的本安电源以为矿用本安型WIFI6设备内多个工作组件供电，从而驱动多个工作组件启动。

然而，本安电源在同时为矿用本安型WIFI6设备内的各个工作组件供电时，各工作组件的启动电流较大，此时容易造成冲击电流，以造成其它工作组件的损坏。为避免产生冲击电流，本实施例中还设置有电源管理组件90，以错开对工作组件供电的时间。

具体地，参照图3，当电源组件100与电源连接时，电源组件100输出的本安电源

输出至主控组件10、无线通信组件20、信号转换组件30、UWB定位组件80以完成上电启动；进一步地，再通过电源管理组件90输出本安电源至可编程逻辑组件50、以太网收发组件40，最后依次给每个电接口模块70以及每个光接口模块60供电；从而实现减少可编程逻辑组件50、以太网收发组件40、多个电接口模块70和多个光接口模块60同时上电对本安电源的冲击电流影响。

在本实施例中，参照图3，所述电源组件100包括电源接口110、电源缓启动组件120、电压变换组件130；

所述电源缓启动组件120分别与所述电源接口110和所述电压变换组件130电连接；

所述电源接口110，用于连接本安电源并输出至所述电源缓启动组件120；

所述电源缓启动组件120，用于减缓所述本安电源通过的时间；

所述电压变换组件130，用于将所述本安电源经电压变换后输出至各工作组件。

可以理解的是，本安电源主要针对矿体，启动电流太大，容易产生火花，冲击启动电流太大，缓启动电路降低冲击电流，慢点启动。

因此，本实施例中的电源组件100的内部还设置有电源缓启动组件120，具体地，电源接口110与电源连接后输出本安电源，电源缓启动组件120在接收到电源接口110输出的本安电源时，降低输出本安电源的速度，以使电压变换组件130接收本安电源的速度降低；

可选的，电压变换组件130可采用降压变换电路、升压变换电路以及升降压变换电路等实现。例如，以电压变换组件130采用降压变换电路为例子展开说明。其中，降压变换电路中包括DC/DC芯片，本安电源通过DC/DC芯片内部设置的MOS管的频繁开关来实现降压。具体地，在实际应用中，当本安电源对应的电压为18V，以太网收发组件40的工作电压为3.3V电压，DC/DC芯片将电源缓启动组件120输出的18V本安电源对应的电压进行降压变换至3.3V电压输出，以为以太网收发组件40提供电源。本实施例中采用降压变换电路实现电源电压的变换，有损耗较小，工作效率高的好处。

本实施例中，参照图3，所述电源组件100还包括电压保护组件140；

所述电压保护组件140设置于所述电压变换组件130和所述以太网收发组件40电连接之间；

所述电压保护组件140，用于在所述电压变换组件130输出的电源超出预设范围时，断开所述电压变换组件130和所述以太网收发组件40之间的通路；以及用于在所述电压变换组件130输出的电源处于预设范围时，导通所述电压变换组件130和所述以太网收发组件40之间的通路。

可以理解的是，如果电压变换组件130出现短路或损坏的现象，其输出的电压超过预设电压并输出至工作组件，会造成对工作组件的损坏。因此，本实施例还设置有电压保护组件140，在电压变换组件130输出的电压超出预设电压时断开电压变换组件130和以太网收发组件40之间的通路，以防止电压变换组件130输出的电压损坏其它工作组件；此外，在电压变换组件130输出的电压恢复至预设电压时，重新导通电压变换组件130和以太网收发组件40之间的通路。

例如，无线通信组件20的电源端和电压变化组件电连接，无线通信组件20的工作电压为5V，在电压变换组件130输出的电压高于或低于5V时，电压保护组件140将断开电压变换组件130和无线通信组件20之间的通路；在电压变换组件130输出的电压恢复至5V时，电压保护组件140将导通电压变换组件130和无线通信组件20之间的通路。本实施例设置电压保护组件140作为电源组件100的二次保护组件，以防止过高电压对其它工作组件造成损坏。

在本实施例中，可编程逻辑组件50采用FPGA芯片实现，且可编程逻辑组件50内部包括集成大容量存储芯片。可选的，可编程逻辑组件50的内部包含用于接收SFP接口、DDM信息及控制信号的GPIO接口。此外，可编程逻辑组件50整合了交换机设备所支持的环网技术（环网算法），可支持SW-Ring环网专利技术，支持单环、耦合环、链环、Dual-homing环网功能，网络故障自动恢复时间<20ms。因此，基于可编程逻辑组件50的环网技术而实现WIFI6设备的无线通信，具有信号传输速率高、灵活性更高的特点。

在本实施例中，参照图3，基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备还包括存储组件200和时钟组件300；

所述主控组件分别与所述存储组件200和所述时钟组件300电连接；

所述存储组件200，用于存储所述主控组件10接收的信号；

所述时钟组件300，用于用于产生时钟信号并输出至所述主控组件。

可以理解的是，存储组件200用于存储主控组件10的信号，而主控组件10可读取存储组件200里存储的信号。此外，时钟组件300是负责处理各工作组件的工作频率调节，单个组件要正常工作，必须要先配置好该模块或者该组件的工作频率。时钟组件300可以比喻为人的心脏，人的心脏是按照一定的节拍在跳动，每一次跳动都会促使身体血液循环，而时钟组件300也是根据振荡器产生，时钟组件300的时钟信号按一定的功率节拍输出。

具体地，在实际应用中，时钟组件300输出一个连续的、周期的时钟信号至主控组件10，主控组件10接收到时钟信号后，以周期性地接收以太网收发组件40输出的电信号，以及以周期性地接收电信号，同时主控组件10控制信号转换组件30将电信号转变为第一无线射频信号后输出至无线通信组件20，以完成对无线射频信号的周期性传输。同时，存储组件200将主控组件10接收的电信号以及输出的电信号进行存储，主控组件10可读取存储组件200里存储的电信号。

以上实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，其特征在于，包括以太网收发组件、主控组件、信号转换组件、无线通信组件、光接口模块以及可编程逻辑组件；

所述主控组件分别与所述以太网收发组件、所述信号转换组件、所述无线通信组件电连接；所述光接口模块分别与所述以太网收发组件和所述可编程逻辑组件电连接；

所述光接口模块，用于将外部终端输出的光信号转换为电信号后输出至所述以太网收发组件；

所述主控组件，用于控制所述信号转换组件将所述以太网收发组件输出的电信号转换为第一无线射频信号并输出至所述无线通信组件，以及控制所述无线通信组件将所述第一无线射频信号发射至外部终端；

所述主控组件，还用于控制所述信号转换组件将所述以太网收发组件输出的第二电信号转换为第二无线射频信号并输出至所述无线通信组件，以及控制所述无线通信组件将所述第二无线射频信号发射至外部终端；

所述可编程逻辑组件，用于对所述以太网收发组件进行配置和管理，以及对所述光接口模块的信号进行监控和读取。

2.如权利要求1所述的基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，其特征在于，所述光接口模块为SPF接口模块。

3.如权利要求1所述的基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，其特征在于，所述基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备还包括电接口模块；

所述电接口模块与所述主控组件电连接；

所述电接口模块，用于接收后台设备输出的电信号并输出至所述主控组件，以及用于将所述主控组件输出的电信号传输至后台设备。

4.如权利要求3所述的基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，其特征在于，所述电接口模块为RJ45接口模块。

5.如权利要求3所述的基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，其特征在于，所述电接口模块的数量为多个，所述光接口模块的数量为多个。

6.如权利要求1所述的基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，其特征在于，所述基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备还包括UWB定位组件；

所述UWB定位组件与所述主控组件电连接；

所述UWB定位组件，用于输出终端的定位信号至所述主控组件；

所述主控组件，还用于将所述定位信号通过所述光接口模块输出至以太网。

7.如权利要求1所述的基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，其特征在于，所述基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备还包括电源组件和电源管理组件；

所述电源组件与所述以太网收发组件电连接；

所述电源管理组件分别与所述电源组件、所述主控组件、所述以太网收发组件和所述可编程逻辑组件电连接；

所述电源组件，用于为所述以太网收发组件提供本安电源；

所述电源管理组件，用于防止所述电源组件同时为所述主控组件、所述可编程逻辑组件和所述以太网收发组件提供本安电源而造成冲击电流。

8.如权利要求7所述的基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，其特征在于，所述电源组件包括电源接口、电源缓启动组件、电压变换组件；

所述电源缓启动组件分别与所述电源接口和所述电压变换组件电连接；

所述电源接口，用于连接本安电源并输出至所述电源缓启动组件；

所述电源缓启动组件，用于减缓所述本安电源通过的时间；

所述电压变换组件，用于将所述本安电源经电压变换后输出至各工作组件。

9.如权利要求8所述的基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，其特征在于，所述电源组件还包括电压保护组件；

所述电压保护组件设置于所述电压变换组件和所述以太网收发组件电连接之间；

所述电压保护组件，用于在所述电压变换组件输出的电源超出预设范围时，断开所述电压变换组件和所述以太网收发组件之间的通路；以及用于在所述电压变换组件输出的电源处于预设范围时，导通所述电压变换组件和所述以太网收发组件之间的通路。

10.如权利要求1所述的基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备，其特征在于，基于可编程逻辑组件的矿用本安型WIFI6设备还包括存储组件和时钟组件；

所述主控组件分别与所述存储组件和所述时钟组件电连接；

所述存储组件，用于存储所述主控组件接收的信号；

所述时钟组件，用于产生时钟信号并输出至所述主控组件。