一种智能光电本安型矿用基站的制作方法

一种矿用基站属于本安型通信领域，主要涉及一种智能光电本安型矿用基站。

背景技术：

通信技术的飞跃式发展已经改变了我们的生活方式，也正在深刻影响着煤炭企业的管理模式和生产方式。对煤矿通信技术进行必要的讨论，有助于煤炭企业了解煤矿通信技术未来的发展方向，并对制定通信系统建设目标也有一定的帮助，现有基站越来越趋近智能化，但是针对矿用的本安型基站，由于其应用环境的限制，其传输速率和传输效率难以达到现有生产的需求。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明公开了一种智能光电本安型矿用基站，结构小巧、信号传输效率高，安全性更高。

本发明的目的是这样实现的：

一种智能光电本安型矿用基站，包括壳体，壳体内设有第一本安供电模块、第二本安供电模块、无线发射板和光纤收发器，外部电源分别通过第一本安供电模块和第二本安供电模块与无线发射板和光纤收发器建立连接，无线发射板通过天线结构与天线建立连接，光纤收发器通过光接口与外界建立光纤通信连接。

所述无线发射板包括网络处理器和无线网卡，网络处理器通过无线网卡与天线接口建立连接。

所述网络处理器通过网络隔离变压器与网络接口建立连接。

所述无线发射板包括开关模块、滤波模块和无线通信模块，无线网卡通过开关模块连接天线接口和滤波模块，滤波模块的通过无线通信模块连接无线网卡，所述无线网卡与开关模块建立双向通信连接。

无线发射板上设有射频功率放大器，第一本安供电模块的输出端通过射频功率放大器连接开关模块。

所述第一本安供电模块包括依次连接的电源调节电路、变压器、供电控制器和调压芯片，调压芯片的输出端为第一本安供电模块的输出端。

所述第光纤收发器包括驱动模块、第一同步降压转换器、第二同步降压转换器、转换模块、单片机和接口电路，第二本安供电模块的输出端通过驱动模块分别于第一同步降压转换器和第二同步降压转换器连接，第一同步降压转换器和第二同步降压转换器的输出端通过转换模块与接口电路建立连接，所述第二本案供电模块的输出端连接单片机，单片机与转换模块建立双向通信连接。

所述壳体内设有线路板，线路板通过缓冲柱安装在承载板上，承载板通过缓冲柱固定在壳体内壁上，第一本安供电模块、第二本安供电模块、无线发射板和光纤收发器分别安装在线路板上。

所述线路板上涂覆三层三防漆。

本发明的有益效果为：本发明的矿用本安型基站是实现井下设备状态信息传输的设备，其性能好坏将直接影响信息传输速率和工作稳定性，本发明的基站把网络处理器、程序存储模块、数据存储模块、以太网模块、无线通讯模块等器件融合在一起，共同置于壳体中，把光电信号转为无线信号，实现数据的接收、存储与发送，基站同时配接光信号接口和天线接口，可以输出无线信号和光信号，本发明结构简单小巧，信息传输速率高，稳定性好，安全性高，矿井下工作性能好。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的网络隔离变压器及其外围电路的结构示意图；

图3是本发明实施例存储模块及其外围电路示意图；

图4是本发明实施例光纤收发器及第二本安供电模块的电路示意图；

图5是本发明实施例的转换模块的电路示意图；

图6是本发明实施例的基站的测试系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例的一种智能光电本安型矿用基站，包括壳体，壳体内设有第一本安供电模块、第二本安供电模块、无线发射板和光纤收发器，外部电源分别通过第一本安供电模块和第二本安供电模块与无线发射板和光纤收发器建立连接，无线发射板通过天线结构与天线建立连接，光纤收发器通过光接口与外界建立光纤通信连接。

所述无线发射板包括网络处理器AR7242和无线网卡AR9283，网络处理器AR7242通过无线网卡AR9283与天线接口建立连接，所述网络处理器AR7242通过网络隔离变压器TS-8121C 与网络接口建立连接，延长信号的传输距离和传输速率，适应矿井下复杂的环境。

所述无线发射板包括开关模块μPG2409T6X、滤波模块HMD845H和无线通信模块，无线网卡AR9283通过开关模块μPG2409T6X连接天线接口和滤波模块HMD845H，滤波模块HMD845H 的通过无线通信模块TA0223A连接无线网卡AR9283，所述无线网卡AR9283与开关模块μPG2409T6X建立双向通信连接，它能支持长数据包和连续发送数据，减少噪声干扰，应用于高、低数据率发射的任何场合。

无线发射板上设有射频功率放大器SKY65174，第一本安供电模块的输出端通过射频功率放大器SKY65174连接开关模块μPG2409T6X。

本实施例的基站的无线传输参数如下：通信信道：6信道；工作频率：2437MHz±10MHz；通信协议：IEEE802.11b/g；调制方式：CCK、OFDM；发射场强：(-15～0)dBm/(0.0316mW～1mW) (天线前)；接收灵敏度：≤-80dBm；通信距离：300m(空旷无障碍环境)；

所述第一本安供电模块包括依次连接的电源调节电路A、变压器T、供电控制器PM8800 和调压芯片YB2952，调压芯片的输出端为第一本安供电模块的输出端。

如图3所示，所述第光纤收发器包括驱动模块MSOP10、第一同步降压转换器SP6669、第二同步降压转换器SP6669、转换模块BOCM53101E、单片机STC11L04和接口电路，第二本安供电模块的输出端通过驱动模块MSOP10分别于第一同步降压转换器SP6669和第二同步降压转换器SP6669连接，第一同步降压转换器SP6669和第二同步降压转换器SP6669的输出端通过转换模块BOCM53101E与接口电路建立连接，所述第二本案供电模块的输出端连接单片机 STC11L04，单片机STC11L04与转换模块BOCM53101E建立双向通信连接。

为了使提高线路板的防震性能和防静电效果，所述壳体内设有线路板，线路板通过缓冲柱安装在承载板上，承载板通过缓冲柱固定在壳体内壁上，第一本安供电模块、第二本安供电模块、无线发射板和光纤收发器分别安装在线路板上，线路板、缓冲柱、承载板外部均涂覆至少三层三防漆，本实施例的基站能承受的最恶劣的贮运条件为：高温：+60℃；低温： -40℃；振动：加速度50m/s²；冲击：峰值加速度500m/s²；

本实施例的安装调试过程如下：

基站的电源输入接口、发射天线、光纤输入/输出接口如图3所示。本基站应由人员携带至现场安装，可吊在支护顶板的钢梁上，或用托架装于巷道壁上。

基站的安装调试步骤如下：

(1)初始化：

将所有的连线连接好，通上电源，电源灯保持常绿，表示接线是正确的。

通电30s～60s后，系统初始化完成，此时如设备能够正常工作，则电源灯保持常绿；如果设备不能正常工作，则电源灯不亮。

数据指示灯闪烁，则说明光发射板有数据输出。

当天线指示灯闪烁时，则说明有无线设备接入。

(2)系统配置：在无线网络中，每一个基站称为“无线节点”，将某一基站与装有无线网络管理系统的PC机(服务器)用网线连接在一起进行系统配置，并通过该基站对所有的无线节点进行初始设置。

(3)无线网络的物理布置：根据客户需求，在需要的位置安装经过系统配置的基站。通过光缆连接组网。

本实施例的基站的电气性能试验；

实验的条件要求如下：

环境条件：

除环境试验或有关标准另有规定外，试验应在下列环境进行：

温度：15℃～35℃；

湿度：45％～75％；

大气压力：86kPa～106kPa；

电源条件：

除非有关标准另有规定外，测试用电源应符合以下要求。

a)交流供电电源：

1)电压：误差应不大于2％；

2)频谱：50Hz，其误差应不大于1％；

3)谐波失真系数：应不大于5％。

b)直流供电电源：

1)电压：误差应不大于2％；

2)周期与随即偏移：ΔU¹⁾/U0²⁾应不大于0.1％。

测试仪器设备要求为：

a)测试仪器和设备的精准度应保证所测试性能的精准度要求，其自身精准度应不大于比被测参数高1/3倍的允许误差；

b)测试仪器和设备的性能应符合所测试性能的要求；

c)测试仪器和设备应按照计量法的有关规定进行计量检定，并校准合格。

d)测试仪器和设备的配置应不影响测量结果。

试验仪表及设备：

试验步骤：

a)接通基站，检查基站之间是否通过无线网卡进行通讯，并指示相应的通信状态，断开基站，检查基站是否指示不通信状态。

b)通过频谱分析仪测试基站无线信号的频率和频谱。

5.2.3.2 传输距离和传输速率测试

a)按照基站最大无线传输距离，基站之间应能在规定的传输率下正确发送和接收数据。

b)按最大传输距离接入光缆，中心站与基站之间应能在规定的传输率下正确发送和接收数据。

5.2.3.3 光发射功率和接收灵敏的测试

a)用光功率计测试光发射功率；

b)把光衰减器接入，然后两个计算机间PING，看是否能PING通。

本实施例的基站需要经过如下测试：

电源波动适应能力试验；外观及结构检查；绝缘电阻测试；工频耐压试验；最高表面温度实验；外壳防护性能试验；工作稳定性试验；基站处于通电状态，通电时间应符合4.9的规定，每工作日按测量电气性能一次。低温工作试验；高温工作试验；

低温贮存试验：基站应能通过-40℃，持续16h的低温贮存试验，恢复时间2h后，其基本功能、其电气性能保持正常；

高温贮存试验和湿热试验：基站应能通过温度40℃，相对湿度95％，持续时间12d的湿热试验，其电气性能、外观保持正常；

在试验的最后2h，进行绝缘电阻测量和耐压试验，然后检查电气性能和外观；

振动试验：基站通过频率范围10Hz～150Hz；加速度50m/s²；每轴线上的扫频循环次数5次的振动试验，其电气性能不受影响；

冲击试验：基站通过峰值加速度500m/s²；脉冲持续时间11ms；三个轴向每个轴向连续冲击3次，共18次的冲击试验，其电气性能不受影响；

运输试验；火花点燃试验；电气间隙、爬电距离；本安参数；隔离件介电强度试验；天线发射后阈功率；

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。