一种具备机车运输信号控制功能的矿井Wi-Fi基站的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种具备机车运输信号控制功能的矿井Wi-Fi基站，包括微处理器单元以及与微处理器单元交互连接的通信单元和存储器单元，所述微处理器单元包括第一微处理器和第二微处理器，所述通信单元包括RS485通信单元、以太网通信单元和Wi-Fi无线单元，所述存储器单元包括Flash存储器和SDRAM单元；所述RS485通信单元与第一微处理器连接。本实用新型的矿井Wi-Fi基站通过设置RS485通信单元，可以接入信号机和转辙机等各种具有RS485通信接口的设备，从而实现机车运输信号控制功能。
【专利说明】一种具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿井W1-Fi基站【技术领域】，具体是一种具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站。
【背景技术】
[0002]矿井专用通信网通常由地面通信系统和井下通信系统两大部分组成，目前我国的井下无线通信系统包括小灵通系统、漏泄通信系统、CDMA系统等。受环境条件或技术本身的制约，它们存在着以下问题:
[0003](I)受政策影响，国家已经取消了小灵通使用的频段，因此该系统设备今后将面临着被淘汰的境遇；
[0004](2)随着漏泄通信系统网络容量的增大，势必采用过多的双向中继器级联，这样会导致噪声累加，信噪比性能降低，从而影响网络性能；
[0005](3)随着智能开采需求的兴起，矿井通信网正在向集语音、图像和数据传输“三合一”的综合信息网方向发展，因而对底层协议提出了更高的带宽要求，上述系统已无法满足这种需求，802.lla/g协议最大带宽只能达到54Mbps，迫切需要开发出更高带宽的通信设备。
[0006]此外，现有的矿井W1-Fi基站只能单独实现以太网交换机功能，功能单一，不具备RS485总线，不能接入各种使用RS485总线进行组网的设备，如信号机和转辙机，也就不具备机车运输信号控制功能。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于提供一种基于802.llb/g/n技术的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，该矿井W1-Fi基站包含RS485通信接口和以太网通信接口，具备机车运输信号控制功能。
[0008]本实用新型的技术方案为:
[0009]—种具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站,包括微处理器单兀以及与微处理器单元交互连接的通信单元和存储器单元，所述微处理器单元包括第一微处理器和第二微处理器，所述通信单元包括RS485通信单元、以太网通信单元和W1-Fi无线单元，所述存储器单元包括Flash存储器和SDRAM单元；所述RS485通信单元与第一微处理器连接，所述第一微处理器通过以太网通信单元与第二微处理器连接，所述第二微处理器分别与W1-Fi无线单元、Flash存储器和SDRAM单元连接。
[0010]所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，所述RS485通信单元与第一微处理器的UART接口连接，所述以太网通信单元分别与第一微处理器的MII接口和第二微处理器的RGMII接口连接，所述W1-Fi无线单元与第二微处理器的PCI接口连接，所述Flash存储器与第二微处理器的SPI接口连接，所述SDRAM单元与第二微处理器的DDR接口连接。[0011]所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，所述以太网通信单元包括以太网PHY单元、第一以太网交换机单元和第二以太网交换机单元，所述以太网PHY单元通过第一以太网交换机单元与第二以太网交换机单元交互连接；所述以太网PHY单元与第一微处理器连接，所述第二以太网交换机单元与第二微处理器连接。
[0012]所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，所述RS485通信单元包括隔离型RS485收发芯片。
[0013]所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，所述W1-Fi无线单元包括W1-Fi射频芯片、功率放大器和低噪声放大器。
[0014]所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，所述以太网PHY单元包括以太网物理层芯片，所述第一以太网交换机单元和第二以太网交换机单元均包括以太网交换机芯片。
[0015]所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，所述RS485通信单元构成3路独立的RS485通信接口 ；所述RS485通信单元通过RS485通信接口与信号机和转辙机连接。
[0016]所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，所述W1-Fi无线单元构成2路独立的W1-Fi无线通信接口 ；矿井W1-Fi基站之间通过W1-Fi无线通信接口进行级联组网。
[0017]所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，所述以太网PHY单元通过双路以太网变压器与第一以太网交换机单元连接，构成3路以太网电信号接口和I路以太网光信号接口 ；所述第二以太网交换机单元构成2路以太网电信号接口和3路以太网光信号接口 ；矿井W1-Fi基站之间通过以太网光信号接口进行级联组网。
[0018]所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，所述W1-Fi无线单元具体为遵循802.llb/g/n协议的W1-Fi无线单元。
[0019]本实用新型的矿井W1-Fi基站通过设置RS485通信单元，可以接入信号机和转辙机等各种具有RS485通信接口的设备，从而实现机车运输信号控制功能;W1-Fi无线单元遵循802.llb/g/n协议，通过正交频分复用OFDM与多输入多输出MMO技术可达到最高300Mbps的物理层速率；矿井W1-Fi基站之间可以通过以太网通信接口或者W1-Fi无线通信接口进行级联，加强矿井W1-Fi基站之间的信息交互。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的结构示意图；
[0021 ] 图2是本实用新型的应用示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型。
[0023]如图1所示，一种具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，包括第一微处理器1、第二微处理器2、RS485通信单元3、以太网PHY单元41、第一以太网交换机单元42、第二以太网交换机单元43、W1-Fi无线单元5、Flash存储器6和SDRAM单元7。
[0024]RS485通信单元3与第一微处理器I的UART接口交互连接，以太网PHY单元41与第一微处理器的MII接口交互连接，以太网PHY单元41通过第一以太网交换机单元42与第二以太网交换机单元43交互连接，第二以太网交换机单元43与第二微处理器2的RGMII接口交互连接，W1-Fi无线单元5与第二微处理器2的PCI接口交互连接，Flash存储器6与第二微处理器2的SPI接口交互连接，SDRAM单元7与第二微处理器2的DDR接口交互连接。
[0025]RS485通信单元3通过隔离型RS485收发芯片实现，构成3路独立的RS485通信接口。以太网PHY单元41由一个以太网物理层芯片实现，第一以太网交换机单元42由一个以太网交换机芯片实现，以太网PHY单元41通过一个双路以太网变压器与第一以太网交换机单元42连接，构成3路以太网电信号接口和I路以太网光信号接口 ；第二以太网交换机单元43由一个以太网交换机芯片实现，构成2路以太网电信号接口和3路以太网光信号接口。W1-Fi无线单元5由W1-Fi射频芯片、功率放大器和低噪声放大器实现，构成2路独立的W1-Fi无线通信接口 ；W1-Fi无线单元5遵循802.llb/g/n协议，通过正交频分复用OFDM与多输入多输出MMO技术可达到最高300Mbps的物理层速率。
[0026]本实用新型的工作原理:
[0027]如图2所示，本实用新型同时具有RS485通信接口、以太网通信接口和W1-Fi无线通信接口。符合802.llb/g/n标准的终端可以通过W1-Fi无线通信接口接入矿井W1-Fi基站10。矿井W1-Fi基站10可以通过以太网通信接口接入矿井光纤环网主干交换机9。矿井W1-Fi基站10之间可以通过以太网通信接口或者W1-Fi无线通信接口进行级联。具有以太网通信接口的其它设备可与矿井W1-Fi基站10连接。矿井W1-Fi基站10具有3路RS485通信接口，可以通过RS485通信总线30接入具有RS485通信接口的信号机12和转辙机11，实现机车运输信号控制功能。
[0028]矿井W1-Fi基站10通过第二以太网交换机单元43接收并解析来自地面主控机8的指令，并将解析后的指令通过RS485通信单元3发送给信号机12和转辙机11 ;信号机12和转辙机11接收到来自矿井W1-Fi基站10的指令后，根据指令内容执行动作或与矿井W1-Fi基站10进行信息交互。
[0029]本实用新型的矿井W1-Fi基站10通过第一以太网交换机单元42和第二以太网交换机单元43接入以太网40 ；ff1-Fi无线单元5通过天线50进行信息传输。
[0030]本实用新型的矿井W1-Fi基站10具备远程在线升级功能，通过地面主控机8向矿井W1-Fi基站10发送升级命令和待更新的应用程序文件，无需亲临现场即可完成对其应用程序的更新，极大地方便了矿井W1-Fi基站10的调试维护以及在需要时对其功能进行扩展。
[0031]本实用新型的矿井W1-Fi基站10采用本质安全型设计，可以应用在具有爆炸性气体的危险性场合。
[0032]以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，包括微处理器单元以及与微处理器单元交互连接的通信单元和存储器单元，其特征在于:所述微处理器单元包括第一微处理器和第二微处理器，所述通信单元包括RS485通信单元、以太网通信单元和W1-Fi无线单元，所述存储器单元包括Flash存储器和SDRAM单元；所述RS485通信单元与第一微处理器连接，所述第一微处理器通过以太网通信单元与第二微处理器连接，所述第二微处理器分别与W1-Fi无线单元、Flash存储器和SDRAM单元连接。
2.根据权利要求1所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，其特征在于:所述RS485通信单元与第一微处理器的UART接口连接，所述以太网通信单元分别与第一微处理器的MII接口和第二微处理器的RGMII接口连接，所述W1-Fi无线单元与第二微处理器的PCI接口连接，所述Flash存储器与第二微处理器的SPI接口连接，所述SDRAM单元与第二微处理器的DDR接口连接。
3.根据权利要求1所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，其特征在于:所述以太网通信单元包括以太网PHY单元、第一以太网交换机单元和第二以太网交换机单元，所述以太网PHY单元通过第一以太网交换机单元与第二以太网交换机单元交互连接；所述以太网PHY单元与第一微处理器连接，所述第二以太网交换机单元与第二微处理器连接。
4.根据权利要求1所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，其特征在于:所述RS485通信单元包括隔离型RS485收发芯片。
5.根据权利要求1所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，其特征在于:所述W1-Fi无线单元包括W1-Fi射频芯片、功率放大器和低噪声放大器。
6.根据权利要求3所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，其特征在于:所述以太网PHY单元包括以太网物理层芯片，所述第一以太网交换机单元和第二以太网交换机单元均包括以太网交换机芯片。
7.根据权利要求4所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，其特征在于:所述RS485通信单元构成3路独立的RS485通信接口 ；所述RS485通信单元通过RS485通信接口与信号机和转辙机连接。
8.根据权利要求5所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，其特征在于:所述W1-Fi无线单元构成2路独立的W1-Fi无线通信接口 ；矿井W1-Fi基站之间通过W1-Fi无线通信接口进行级联组网。
9.根据权利要求6所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，其特征在于:所述以太网PHY单元通过双路以太网变压器与第一以太网交换机单元连接，构成3路以太网电信号接口和I路以太网光信号接口 ；所述第二以太网交换机单元构成2路以太网电信号接口和3路以太网光信号接口 ；矿井W1-Fi基站之间通过以太网光信号接口进行级联组网。
10.根据权利要求1或5所述的具备机车运输信号控制功能的矿井W1-Fi基站，其特征在于:所述W1-Fi无线单元具体为遵循802.llb/g/n协议的W1-Fi无线单元。
【文档编号】H04W88/08GK203645834SQ201320777645
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】魏臻, 陆阳, 官骏鸣, 李超海, 朱陈军, 鲍红杰, 汤俊, 赵惠军 申请人:合肥工大高科信息科技股份有限公司