专利名称：光纤收发模块数据检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤网络通过技术，尤其是一种用于计算机以太网通信的光纤收发检测制装置。
以以太网为代表的网络通信已越来越普遍，它不仅运用于局域网，而且用于宽带IP城域网(主干网)、全球高速宽带网(洲际网)。高速宽带通信成了人们常论的话题，更多的人希望在网上实现许多梦想，像可视电话会议、VOD视频点播、网上购物等等。可喜的是宽带网的建设解决方案正向我们走来，国内光纤架构网的铺设工程基本完成。光纤收发模块用于以太网的数据传输，适用于远距离组网和实现全光纤网。目前市场上出现了许多光纤收发器，但它们都有一个共性，就是不带统一集中的网络管理和电源冗余备份。它们都只是一种单一的收发重定向器，完成自身的网络管理功能，不能查询和判定网络通讯设备的现状，如网络连接的状态、光纤接口的连接状态、与光纤收发模块RJ-45双绞线连接网络设备的通讯状况、与光纤收发模块RJ-45双绞线连接的光纤收发设备的通讯状况以及该光收发模块的通讯工作模式等等。用户不能准确地获取收发模块的数据信息，无法实现集中统一管理，而且电源无法实现备份和管理，一旦电源坏了，整个收发工作就会受到中断。
本实用新型的目的意在克服上述现有技术的不足，提出一种能准确地获取收发模块的数据信息，便于统一维护管理的光纤收发模块数据检测装置。
本实用新型的次一目的是提出一种具冗余备份电源的光纤收发模块数据检测装置。
实现上述目的的技术方案一种光纤收发模块数据检测装置，包括电源和光纤收发模块接口，其特征在于设置有微处理器CPU、存储器U11、模块选通电路和数据采集电路，微处理器CPU的地址线接模块选通电路的输入，数据采集电路的输入连接光纤收发模块接口，模块选通电路的输出选通光纤收发模块接口，数据采集电路的输出接微处理器CPU，微处理器CPU接存储器U11。
模块选通电路包括触发器U5D～5F、U6A、U6B、光电耦合器U13、U14和译码器U12，数据采集电路包括单向缓冲器UP1～16、触发器U4B～4F、U5A～5C、光电耦合器U8、U9，微处理器CPU的地址线分别接触发器U5D～5F、U6A、U6B，触发器U5D～5F、U6A、U6B输出信号经光电耦合器U13、U14和译码器U12作为单向缓冲器UP1～16的选通信号，单向缓冲器UP1～16接光纤收发模块接口JPS1～16，单向缓冲器UP1～16的数据输出经触发器U4B～4F、U5A～5C、光电耦合器U8、U9进入微处理器CPU的数据输入P0口，与微处理器CPU相接的存储器U11为可擦除存储器。
电源包括主用电源(POWER-MAIN)和备用电源(POWER-AUX)，主用电源通过采样线(SMAIN)和控制线(CMAIN)接微处理器CPU，备主用电源通过采样线(SAUX)和控制线(CAUX)接微处理器CPU。
主用电源和备用电源结构相同，主用电源电路由继电器控制电路、整流滤波电路、电源变换模块、电压取样和保护电路组成，继电器控制电路由R4、Q1、D5、RL1、R3组成，由高频扼流圈TR1、整流桥B1、C4构成整流滤波电路D1、D2、D3、D4和光电耦合器U2构成电压取样和保护电路。
设置有温控电路，温控电路由可读写的温度传感器U10、RL2、Q3、R11、D8组成，CPU使用P1.4、P1.5接温度传感芯片U10。
显示器采用超高亮度显示器J2(VFD)接口，通过CPU的P1口和控制信号线接VFD。
设置有由U3B、R10、Q2、蜂鸣器SP1组成的蜂鸣电路，CPU通过P1.0、P2.0两信号线与蜂鸣电路的U3B相连。
采用上述技术方案，其明显的技术进步在于1、增加设备的统一管理性拥有带智能管理的中央处理单元负责整个系统信息的收集和维护，每个模块板的信息数据，如表示网络连接的状态、光纤接口的连接状态、与光纤收发模块RJ-45双绞线连接网络设备的通讯状况、与光纤收发模块RJ-45双绞线连接的光纤收发设备的通讯状况以及该光收发模块的通讯工作模式等等，都能在VFD显示屏上显示、查询，并进行信息管理，给用户一个准确的信息反馈。2、增加设备的可靠性采用对不同位置的电源模块进行不同的处理，两位置模块插板槽被分别默认为主电源插槽和备用电源插槽。拥有带智能管理的冗余备份电源，它可以在主电源掉电的情况下，自动进入备份电源工作，并发出告警提示用户更换主电源；主电源在告警的情况下，可以进行热插拔更换，并能重新自动恢复主电源工作，可以可靠地保证光收发模块的电源供应。3、增加设备的兼容使用方便性采用上述结构，拥有强大的对各类收发模块的兼容，用户只需购买一个收发系统，便能使用各类不同的模块板，更能便于统一集中管理各类硬件。4、可以集中地获取插入板的数据，便于用户调试。5、便于管理用户光纤收发模块的信息数据，实现准确化和智能化。
综上所述，本实用新型解决了以太网的光纤收发器和光纤模式转换器等产品的集中管理和接入问题，实现了硬网管功能。它可以可靠地监测10M收发模块、100M收发模块、10/100M自动适应的收发模块、光纤模式转换模块等。有利于智能小区、智能大厦、数据通讯网、有限电视网步入“高速公路”，实现光纤化。
以下结合附图，通过实施例，详述其结构
图1是本实用新型的电路结构框图。
图2(A)是主用电源和备用电源接口(POWER-MAIN/AUX)。
图2(B)是主(或备)用电源电路。
图3是主用电源工作插槽JP2和备用电源工作插槽JP3。
图4是模块选通电路。
图5是数据采集电路。
图6是温控电路。
最佳实施例结合图1～6，一种机架式光纤收发检测控制装置，包括中央处理器CPU、电源电路、存储器、通讯接口、模块选通电路、数据采集电路、温控电路、键盘和显示器，其中电源电路包括主用电源(POWER-MAIN)电路、备用电源(POWER-AUX)电路及与之配套的电源模块板接口JP1、主用电源工作插槽JP2和备用电源工作插槽JP3。
主用电源电路由继电器控制电路、整流滤波电路、电源变换模块、电压取样和保护电路组成，由R4、Q1、D5、RL1、R3构成继电器RL1的吸、合控制电路；由高频扼流圈TR1、整流桥B1、C4构成整流滤波电路；电源变换模块为DC300V/5V变换模块，要求变换模块具有过压保护、过流保护、过温保护的功能，防止外界因素损坏或用户操作使用不当损坏，DC300V/5V变换模块的+S和-S分别与CPU板的+5V和地线相连；D6、D7抑制+S的干扰；D1、D2、D3、D4作用是配合光电耦合器U2作电压取样和保护电源变换模块；另外，R1作限流电阻，LED1、LED2、R7构成主备电源工作指示灯电路，JP1是外接口，它与CPU主板相连接，JP2为主用电源插槽接口，中央处理器通过采样线(SMAIN)和控制线(CMAIN)操作主用电源。
备用电源电路与主用电源电路相同，JP3为备用电源工作插槽接口，中央处理器通过采样线(SAUX)和控制线(CAUX)操作备用电源。
通过继电器RL1控制交流电源的输入，备份电源模块不工作，并与高压部位隔离，彻底防止雷击事件发生时，同时损坏两个电源的情况发生。
CPU通过光电耦合器U2采样电源启动时的实际工作情况，通过SMAIN线(中断)来处理主电源掉电，自动完成电源的转换和好坏处理；如果主电源没有故障，打开中断等待响应主电源的掉电处理；如果主电源板没有插入，则打开中断等待响应主电源的插入处理。
主用电源与备用电源的启动和关闭装置启动后，首先发出CAUX控制信号打开备用电源继电器RL1，检测DC5V输出(不正常时发出告警)，并将该备用电源关闭；再检测主用电源，发出CMAIN控制信号打开主用电源继电器RL1，检测DC5V输出。若不正常，发出告警，并将主电源关闭，备用电源打开；若正常，就以主电源工作。如果以上两电源都没有插入或工作都不正常，系统将会等待提示用户插入或更换插板，重新检测。
存储器U11为可擦除的EEPROM存储器。
通讯接口采用串行异步通讯接口RS232与CPU的RXD、TXD进行连接。
模块选通电路(参见图4)P2.0作选通允许信号，P1.0—P1.3作插板选择信号，U5D～5F、U6A、U6B为施密特触发器，U13、U14为光耦，U12为译码器，RP4、RP5为上拉电阻。选通时，首先CPU从P2.0发出选通允许信号，经U6B反向驱动光耦U14，允许译码器U12工作；同时发出P1.0—P1.3作插板选择信号，经施密特触发器U5D～5F、U6A、U6B反向驱动光耦U13，使译码器U12选通CS1～16其中之一为低电平，由此信号来选通单向缓冲器UP1～16插板(即PLUG1～16)。
数据采集电路参见图6，U4B～4F、U5A～5C为施密特触发器反向整形，RP1、RP2为上拉电阻，U8、U9为光电耦合器，采集的数据经数据线P0.0～0.7口回传CPU。
温控电路U10为可读写的温度传感器，J7为风扇工作端子，J8为CPU供电端子，RL2、Q3、R11、D8组成控制风扇启动电路，CPU使用P1.4、P1.5分别与24CSDA、24CSCL相连接实现标准的I2C总线接口，在24CSCL时序下，通过24CSDA数据线对温度传感芯片U10写入启动上限温度和迟滞温度，通过24CSDA数据线对温度传感芯片U10读出实时温度，以便启动风扇工作。当温度过高超过上限时，U10输出低电平，风扇开始工作；温度下降到设定置下限时，PIN3输出高电平，风扇停止工作。
键盘电路采用三线和一中断线的常用方法，并波形整形处理后作为CPU键盘输入信号。可以通过键盘切换主用电源或备用电源作为工作电源。CPU响应键盘扫描中断，对关机、开机、信息查询、快捷方式等进行不同的中断处理。键盘查询过程中，CPU会对查询序号板在EEPROM中的映射信息进行读操作，取出数据显示出相应的菜单。
显示器采用超高亮度显示器J2(VFD)接口，通过CPU的P1口和控制信号线完成VFD的驱动显示。
另外，设置由U3B、R10、Q2、蜂鸣器SP1组成的蜂鸣电路，CPU通过P1.0、P2.0两信号线与蜂鸣电路的U3B相连。其工作过程如下CPU发出置P2.0为高电平，置P1.0为高电平发生告警，通过U3B，R10，Q2，SP1共同完成此功能，置P1.0为低电平关闭告警。
整机工作过程CPU通过VFD显示标准接口，向VFD发出检测显示信息，告诉用户正在检测电源。接着先启动AUX(备用电源)电源，AUX电源工作过程如下(参见图2A和图2B)，首先启动AUX电源模块板，CPU置P2.1位为低电平，打开AUX电源RL1继电器，使AC220V电压经过R1电阻，TR1高频扼流圈，B1整流桥，C4高压滤波电容，再经DC300V-DC5V模块变换，VAUX输出+5V电压，通过R5限流电阻的U2光电耦合器，使SAUX信号线为低电平，再经U3A反向直接连接到CPU的P2.3位，若CPU收到该脚为低电平信号，默认为AUX电源启动成功。
若AUX电源启动不成功，将会发生蜂鸣器告警和显示屏告警。
到此AUX电源检测完毕，接着进行MAIN(主用电源)电源模块板检测。
启动MAIN电源模块板，CPU置P2.2位为低电平，打开MAIN电源RL1继电器，使AC220V电压经过R1电阻，TR1高频扼流圈，B1整流桥，C4高压滤波电容，再经DC300V-DC5V模块变换，VMAIN输出+5V电压，通过R5限流电阻的U2光电耦合器，使SMAIN信号线为低电平，再经U4A反向直接连接到CPU的INT0位(参见图2B)，若CPU收到该脚为低电平信号，默认为MAIN电源启动成功。
若MAIN电源启动不成功，将会发生蜂鸣器告警和显示屏告警。蜂鸣器告警工作过程同上。
电源没有故障时，不发生告警，显示主用电源工作，否则会发生定时告警。
CPU收集信息工作过程模块选通首先CPU发出P2.0选通允许信号，经U6B反向驱动光耦U14，允许U12工作；同时从P1.0—P1.3口发出插板选择信号，经U5、U6A反向驱动光耦U13，选通U12，使CS1—16其中之一为低电平，由此信号来选通单向缓冲器UP1～16之一及对应插板(JP1---JP16之一)。
数据采集根据模块选通电路所选通的插板(UP1～16之一)，从对应的收发模块插板(JPS1～16之一)读取其光纤收发模块板数据，经过U4B～4F、U5A～5C反向整形后，驱动U8、U9光电耦合器，CPU通过P0口获取该板的信息数据。当CPU取得该板的信息数据，接着进行各个参数判断，将获取的结果存入U11中，以便取出显示。
例如若经JP1获取插板信号，UP1单向选通缓冲，经过U4、U5反向驱动，再经U8、U9光电隔离，直接连接CPU的P0口，CPU通过P0口获取该板的信息数据。
CPU取得数据后，接着进行各个参数判断，将获取的结果存入U11中，以便取出显示。CPU使用P1.4、P1.5分别与U11(24CSDA，24CSCL)和U10(VFDDB4，VFDDB5)相连接实现标准的I2C总线接口。通过时钟线24CSCL和数据信号线24CSDA进行读写操作，完成可擦除存储器、温度传感器的信息设置，向可擦除存储器写入相应插板信息电源掉电处理主电源工作时，若出现掉电，则图2中的SMAIN线会高电平到低电平，这时CPU的INT0脚会出高电平到低电平，CPU会响应这个中断。
①启动AUX电源工作，关闭MAIN电源。
②MAIN电源取出后，CPU的INT0脚出高电平，等待插板插入，响应中断。
③插板中断，插入板时有高到低的一个跳变电平，CPU响应该中断进行处理恢复主用电源工作(启动MAIN主用电源，若工作正常则用主用电源，若不正常则仍然使用备用电源。
权利要求1.一种光纤收发模块数据检测装置，包括电源和光纤收发模块接口，其特征在于设置有微处理器CPU、存储器U11、模块选通电路和数据采集电路，微处理器CPU的地址线接模块选通电路的输入，数据采集电路的输入连接光纤收发模块接口，模块选通电路的输出选通光纤收发模块接口，数据采集电路的输出接微处理器CPU，微处理器CPU接存储器U11。
2.根据权利要求1所述的光纤收发模块数据检测装置，其特征在于模块选通电路包括触发器U5D～5F、U6A、U6B、光电耦合器U13、U14和译码器U12，数据采集电路包括单向缓冲器UP1～16、触发器U4B～4F、U5A～5C、光电耦合器U8、U9，微处理器CPU的地址线分别接触发器U5D～5F、U6A、U6B，触发器U5D～5F、U6A、U6B输出信号经光电耦合器U13、U14和译码器U12作为单向缓冲器UP1～16的选通信号，单向缓冲器UP1～16接光纤收发模块接口JPS1～16，单向缓冲器UP1～16的数据输出经触发器U4B～4F、U5A～5C、光电耦合器U8、U9进入微处理器CPU的数据输入P0口，与微处理器CPU相接的存储器U11为可擦除存储器。
3.根据权利要求1或2所述的光纤收发模块数据检测装置，其特征在于电源包括主用电源(POWER-MAIN)和备用电源(POWER-AUX)，主用电源通过采样线(SMAIN)和控制线(CMAIN)接微处理器CPU，备主用电源通过采样线(SAUX)和控制线(CAUX)接微处理器CPU。
4.根据权利要求1或2所述的光纤收发模块数据检测装置，其特征在于主用电源和备用电源结构相同，主用电源电路由继电器控制电路、整流滤波电路、电源变换模块、电压取样和保护电路组成，继电器控制电路由R4、Q1、D5、RL1、R3组成，由高频扼流圈TR1、整流桥B1、C4构成整流滤波电路；D1、D2、D3、D4和光电耦合器U2构成电压取样和保护电路。
5.根据权利要求1或2所述的光纤收发模块数据检测装置，其特征在于设置有温控电路，温控电路由可读写的温度传感器U10、RL2、Q3、R11、D8组成，CPU使用P1.4、P1.5接温度传感芯片U10。
6.根据权利要求1或2所述的光纤收发模块数据检测装置，其特征在于显示器采用超高亮度显示器J2(VFD)接口，通过CPU的P1口和控制信号线接VFD。
7.根据权利要求1或2所述的光纤收发模块数据检测装置，其特征在于设置有由U3B、R10、Q2、蜂鸣器SP1组成的蜂鸣电路，CPU通过P1.0、P2.0两信号线与蜂鸣电路的U3B相连。
专利摘要一种光纤收发模块数据检测装置,包括微处理器CPU、存储器U11、模块选通电路、数据采集电路、主用电源和备用电源,微处理器CPU通过模块选通电路对光纤收发模块接口进行选通,选通后的数据经数据采集电路进入微处理器CPU和可擦除存储器U11,主用电源通过采样线(SMAIN)和控制线(CMAIN)接微处理器CPU,备主用电源通过采样线(SAUX)和控制线(CAUX)接微处理器CPU。本实用新型是一种能准确地获取收发模块的数据信息,便于统一维护管理且具冗余备份电源的光纤收发模块数据检测装置。
文档编号H04B10/12GK2471021SQ0121536
公开日2002年1月9日 申请日期2001年2月27日 优先权日2001年2月27日
发明者吴启华, 薛翔华 申请人:吴启华, 薛翔华