专利名称：具有自动切换有线和无线传输模式功能的矿用通信基站的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信设备，属于一种矿用通信基站。
背景技术：
矿井下工作环境恶劣，水、火、瓦斯、冒顶等不安全因素多，人员、设备流动性大，当遇到矿井突发事故，由于通信网络不畅、通信手段单一、网络承受能力差，往往造成地面层与地下层之间、地下层与地下层之间信息不通、地面领导层指挥不灵，极易造成重大事故损失，因此，煤矿井下的通信手段必须稳定完善，特别是对井下应急通信系统及无线通信系统提出的要求更是高。当前，同时具有无线接入和光纤有线接入的矿用通信基站不在少数，但是通信基站在光纤有线因为各种意外损害而断线后，通信基站就无法和系统网络连接从而导致通信中断，能够自动切换有线和无线传输模式功能的矿用通信基站尚未出现。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，克服现有矿井下通信基站在光纤断线时会引起通信中断的不足，提供一种具有自动切换有线和无线传输模式功能的矿用通信基站。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种具有自动切换有线和无线传输模式功能的矿用通信基站，包括电源管理模块、中央控制模块、无线通信模块和接口控制模块，中央控制模块分别与电源管理模块、无线通信模块和接口控制模块连接，无线通信模块与天线连接；所述接口控制模块中包括相互连接的光纤监控电路和光模块电路，所述光纤监控电路连接所述中央控制模块。电源管理模块用于给系统提供电源，中央控制模块用于实现通信控制功能，无线通信模块用于利用无线射频技术将数据发出或接收射频信号，接口控制模块用于控制光纤接口、对光纤有线进行检测和光模块电路控制，光模块电路用于控制光纤接口收发光纤数据。作为一种改进，还包括外壳，在外壳内设有电路板，所述各模块均设于电路板上；直流电源接口通过保险丝和限流电阻与电源管理模块相连，并通过电源管理模块连接至其它各模块。作为一种改进，所述电源管理模块由电源管理芯片和LDO芯片组成。作为一种改进，所述光模块电路与光纤连接。作为一种改进，所述无线通信模块包括依次连接的无线通信主芯片、功率放大器和射频开关，其中无线通信主芯片连接中央控制模块，射频开关连接天线。本实用新型的技术构思为该矿用通信基站包括有外壳；在采用矿用直流电源供电，通过电源管理模块和电路板上其它模块相连，中央控制模块与无线通信模块相连，无线通信模块连接有天线，接口控制模块模块和中央控制模块相连。在通信基站中，除了能与目前市面上所推出的一般矿用通信基站一样能实现基本
3的光纤接入、无线接入、数据交换等功能外，利用新设计定义的接口控制电路可以实现光纤断线后基站自动切换到无线传输模式以维持整个数据网络的通信正常。在日常通信工作中，矿井的基站互相连接，井下的设备连接在基站的光纤端口或者通过无线连接在基站上，最终数据通过光纤网络传递到地面的监控中心。由于矿下情况复杂，容易出现各种意外事故和故障导致光纤网络被损坏，这样通过光纤所连接的基站和各种设备都会出现通信中断，该基站在光纤故障时会自动监测并切换到无线数据传输模式上，保证了通信网络的数据传输正常，对于工业安全和生产非常有用并且具有非常重大的现实意义。本实用新型的有益效果主要表现在增强基站功能，具有光纤断线后自动切换到无线传输模式功能，避免整个通信网络因此而中断。
图1是本实用新型一个实施例的电路模块框图及天线示意图。图2是电源管理的工作原理框图。图3是中央控制模块的工作原理框图。图4是无线通信模块的工作原理框图。图5是本实用新型的工作原理框图。
具体实施方式
首先需要强调的是，本实用新型所述产品是由各种电路或电路组成的功能模块构成。其中，绝大多数电路或功能模块都可以通过市购的方式获得。即便是无法市购的，本领域技术人员也根据本实用新型对相关电路或功能模块的介绍，利用其掌握的技术手段轻易实现。因此，本实用新型不存在无法理解或无法再现的问题，故对各电路或功能模块具体的电子元件组合方式不再赘述。
以下结合附图1 5对本实用新型作进一步描述。具有自动切换有线和无线传输模式功能的矿用通信基站，包括电源管理模块、中央控制模块、无线通信模块和接口控制模块，中央控制模块分别与电源管理模块、无线通信模块和接口控制模块连接，无线通信模块与天线连接；所述接口控制模块中包括相互连接的光纤监控电路和光模块电路，所述光纤监控电路连接所述中央控制模块。本实用新型具有自动切换有线和无线传输模式功能的矿用通信基站，在外壳内设有电路板，采用外部直流电源供电，直流电电源管理模块和主板上其它模块相连，中央控制模块与无线通信模块、接口控制模块相连，无线通信模块连接有天线，接口控制模块连接有光纤。电源管理模块由电源管理芯片和LDO芯片组成。外部直流电源通过保险丝和限流电阻与电源管理模块相连，并且通过电源管理芯片IC30和LDO芯片IC31、IC32变换成系统所需要的供电电压。外部直流电源开启后，电源管理芯片IC30开始工作，并立即使能LDO芯片IC31、IC32开始输出，电源管理芯片IC30同时给中央控制模块提供复位信号，随后中央控制模块开始启动，并反馈信号给电源管理芯片IC30表示输出电压没有问题，电源管理芯片130收到反馈信号后正常工作。若电源管理芯片IC30不能收到中央控制模块的反馈信号，则电源管理芯片IC30随即切断所有供电。在电源管理芯片IC30和LDO芯片IC31、IC32打开后，系统其它模块等待中央控制模块的命令。电源通过电阻连到中央控制模块的ADC管脚上，作为电源检测，如电源的电压波动范围不在系统设定的范围之内，则中央控制模块会通知电源管理芯片IC30强行关机。中央控制模块的主芯片是一款32位处理器，它是整个系统的控制中心，可以通过地址线和数据线以及SPI，lie, UART等接口和外围模块进行数据交换和控制。在本实用新型中，中央控制模块以SPI接口和无线通信模块进行数据交互，和电源管理模块通信则通过IIC的方式进行，和接口控制模块通过中断和GPIO 口来实施控制和数据交互，由于自身具有A/D转换接口，所以可以对电源进行检测。无线通信模块包括依次连接的无线通信主芯片、功率放大器和射频开关，无线通信主芯片是一款无线射频模块，支持IEEE802. Ilb和IEEE802. Ilgo IEEE802. 11标准是符合IEEE规范的国际标准，它工作于2. 4GHz免授权频段，支持13个最大速率54Mbps的信道。中央控制模块通过SPI接口、GPIO 口和无线通信主芯片进行数据交互，无线通信主芯片被成功配置之后处于收发或待机状态。在发射状态下，中央控制模块将要发送的数据通过SPI接口传输给无线通信主芯片，无线通信主芯片的内部进行编码调制，经过功率放大器放大，经过射频开关，再由天线发射出去。接收时，射频信号经过射频开关送至无线通信主芯片处理，得到数字信号，再由SPI接口送给中央控制模块，中央控制模块根据数据内容或做其它处理。在接口控制模块中，除了正常的光模块电路外，还额外设计了一个光纤监控电路。光纤断线后自动切换到无线传输模式的功能是为适应煤矿工作环境而专门开发的。当光纤正常连接时，光纤监控电路监控光模块电路的工作状态，然后将工作状态每隔10秒钟通过IO 口报告给中央控制模块，然后中央控制模块会发送确认光纤正常消息给控制接口模块再通过光纤传给监控中心。当光纤工作不正常时，光纤监控电路监测到光模块电路的工作状态不正常时，会通过中断立即通知中央控制模块，然后中央控制模块通过无线通信模块和天线以无线方式发送“建立无线连接请求”的消息给相邻的基站，相邻基站接收到此消息后，会发送“建立无线连接确认”的消息给基站，同时相邻基站会通过光纤发送“发生自动切换”的消息给监控中心。监控中心收到发生自动切换的消息后会在监控屏幕上显示以提示光纤有线发生故障并且工作模式发生切换。当光纤恢复正常工作时，光纤监控模块监控到光模块电路的工作状态恢复正常后，通过中断立即报告给中央控制模块，然后中央控制模块会断开与相邻基站的无线连接，并通过光纤有线发送“建立有线连接请求”消息给相邻基站，相邻基站通过光纤有线发送“建立有线连接确认”消息给基站，同时相邻基站会通过光纤发送“发生自动切换”的消息给监控中心，监控中心收到发生自动切换的消息后会在监控屏幕上显示光纤有线恢复正常，工作模式发生切换。以此完成基站的自动切换有线和无线传输模式功能。
权利要求1.一种具有自动切换有线和无线传输模式功能的矿用通信基站，包括电源管理模块、中央控制模块、无线通信模块和接口控制模块，中央控制模块分别与电源管理模块、无线通信模块和接口控制模块连接，无线通信模块与天线连接；其特征在于，所述接口控制模块中包括相互连接的光纤监控电路和光模块电路，所述光纤监控电路连接中央控制模块。
2.根据权利要求1所述的矿用通信基站，其特征在于，还包括外壳，在外壳内设有电路板，所述各模块均设于电路板上；直流电源接口通过保险丝和限流电阻与电源管理模块相连，并通过电源管理模块连接至其它各模块。
3.根据权利要求1所述的矿用通信基站，其特征在于，所述电源管理模块由电源管理芯片和LDO芯片组成。
4.根据权利要求1所述的矿用通信基站，其特征在于，所述光模块电路与光纤连接。
5.根据权利要求1所述的矿用通信基站，其特征在于，所述无线通信模块包括依次连接的无线通信主芯片、功率放大器和射频开关，其中无线通信主芯片连接中央控制模块，射频开关连接天线。
专利摘要本实用新型涉及通信设备，旨在提供一种具有自动切换有线和无线传输模式功能的矿用通信基站。该基站包括电源管理模块、中央控制模块、无线通信模块和接口控制模块，中央控制模块分别与电源管理模块、无线通信模块和接口控制模块连接，无线通信模块与天线连接；所述接口控制模块中包括相互连接的光纤监控电路和光模块电路，所述光纤监控电路连接中央控制模块。本实用新型能够增强基站功能，具有光纤断线后自动切换到无线传输模式功能，避免整个通信网络因此而中断。
文档编号H04W88/08GK202340315SQ201120462349
公开日2012年7月18日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者李钦, 林黎明, 汪青, 钱克勤 申请人:镁思锑科技(杭州)有限公司