矿用液压支架通信网络延长器及其使用方法与流程

本发明涉及矿用液压支架，尤其是涉及矿用液压支架通信网络延长器及其使用方法。

背景技术：

液压支架控制器之间目前多采用can通信方式组成架间通信总线，但是，can通信方式的数据传输速率最大为1mbps，这对于现代化综采工作面就显得不适用。人们试图采用车载以太网和can来组成液压支架之间的通信总线，这是因为车载以太网是使用一对差分信号实现10/100mbps数据的双向传输，并且使用了特殊的编码方式，使数据传输的基频变为了66mhz（普通以太网数据传输的基频为125mhz），通过这种方式来改善emi/rf等电气特性，同时降低了布线难度和布线成本。但是，车载以太网的最大通信距离为15米，根据产品的线缆质量以及连接的方式，实际的通信距离更短；而在井下，液压支架控制器到端头站的这段距离，可能达到50米甚至更长，同时由于某些液压支架控制器摆放位置的限制，两台控制器之间的距离远大于10m（可能达到100m），这将导致各个液压支架控制器之间无法进行通信。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种矿用液压支架通信网络延长器，本发明另一目的是提供该网络延长器的使用方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的矿用液压支架通信网络延长器，包括单片机、普通以太网phy芯片、车载以太网phy芯片、以太网隔离电路、第一can接口、第二can接口、can隔离电路、普通以太网接口和车载以太网接口；所述单片机的通信接口分别与所述普通以太网phy芯片、车载以太网phy芯片和第二can接口通信连接，并通过所述can隔离电路与所述第一can接口通信连接；所述普通以太网接口通过以太网隔离电路与普通以太网phy芯片通信连接；所述车载以太网接口与车载以太网phy芯片通信连接；普通以太网phy芯片与车载以太网phy芯片之间通过mii接口相互通信连接。

所述矿用液压支架通信网络延长器的使用方法，按照下述步骤进行：

第一步、首先在两台需要通讯的液压支架控制器上分别连接一个所述网络延长器，即：每台所述液压支架控制器的车载以太网接口和can接口分别与一个网络延长器的所述车载以太网接口和所述第二can接口相连接；通过网络延长器内部将车载以太网信号转换为普通以太网信号，同时将can信号进行转发；

第二步、将第一步中两个网络延长器的所述普通以太网接口、第二can接口通过防爆通讯电缆对应连接，分别传输100mbps普通以太网信号和can信号。

本发明优点在于解决了现有液压支架控制器之间采用can通信方式所存在的数据传输速率低的不足，同时又克服了利用车载以太网实现液压支架控制器之间通信存在通信距离短的不足。通过网络延长器延长了液压支架控制器网络接口的通信距离，使得通信距离达到100米。同时，本发明使用低速can总线实现了车载以太网主从自动协商功能，使用的便捷性大大增加。

附图说明

图1是本发明所述矿用液压支架通信网络延长器的电路结构框图。

图2是本发明所述矿用液压支架通信网络延长器的使用状态连接框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1所示，本发明所述的矿用液压支架通信网络延长器，包括单片机、普通以太网phy芯片、车载以太网phy芯片、以太网隔离电路、第一can接口、第二can接口、can隔离电路、普通以太网接口和车载以太网接口；所述单片机的通信接口分别与所述普通以太网phy芯片、车载以太网phy芯片和第二can接口通信连接，并通过所述can隔离电路与所述第一can接口通信连接；所述普通以太网接口通过以太网隔离电路与普通以太网phy芯片通信连接；所述车载以太网接口与车载以太网phy芯片通信连接；普通以太网phy芯片与车载以太网phy芯片之间通过mii接口相互通信连接。

如图2所示，本发明所述矿用液压支架通信网络延长器的使用方法，按照下述步骤进行：

第一步、首先在两台需要通讯的液压支架控制器上分别连接一个所述网络延长器，即：每台所述液压支架控制器的车载以太网接口和can接口分别与一个网络延长器的所述车载以太网接口和所述第二can接口相连接；通过网络延长器内部将车载以太网信号转换为普通以太网信号；

第二步、将第一步中两个网络延长器的所述普通以太网接口、第二can接口通过防爆通讯电缆对应连接，分别传输100m普通以太网信号和can信号。

本发明工作原理简述如下：

液压支架控制器通过矿用电缆与网络延长器连接，信号包括车载以太网、can和电源。

液压支架控制器上电完成后，通过防爆通讯电缆给网络延长器供电，网络延长器上电后通过can信号与相邻的液压支架控制器建立通讯连接。同时，液压支架控制器通过can通讯将车载以太网的配置信息发送给网络延长器，配置信息包括车载以太网接口主从关系，接口速率等（说明：车载以太网接口不支持自动协商，这些信息的获取需要can接口的辅助，而普通以太网接口是支持自协商的，不需要其他接口辅助即可获取此类信息）；网络延长器根据液压支架控制器下发的配置信息配置车载以太网phy芯片，至此网络延长器与液压支架控制器建立了车载以太网通讯。

车载以太网信号进入网络延长器后连接到车载以太网phy芯片，车载以太网phy芯片将在一对双绞线上传输的100mbps物理层信号转化为mac层的mii接口信号。

车载以太网phy芯片的mii接口信号与普以太网phy芯片mii接口对接，然后通过普通以太网phy芯片将mii信号转化为普通以太网物理层信号，通过防爆通讯电缆与另一个网络延长器建立通讯。

单片机除了配置车载以太网phy芯片外，还实现can通信中继的功能。

本发明通过两个网络延长器对接实现了液压支架控制器车载以太网通信和can通讯距离延长的功能。由于两个网络延长器属于不同的电源域（不共地），因此需要使用以太网隔离电路和can隔离电路将信号进行隔离，以提高通信的可靠性。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种矿用液压支架通信网络延长器，包括单片机、普通以太网PHY芯片、车载以太网PHY芯片、以太网隔离电路、第一CAN接口、第二CAN接口、CAN隔离电路、普通以太网接口和车载以太网接口；单片机的通信接口分别与普通以太网PHY芯片、车载以太网PHY芯片和第二CAN接口通信连接，并通过CAN隔离电路与第一CAN接口通信连接；普通以太网接口通过以太网隔离电路与普通以太网PHY芯片通信连接；车载以太网接口与车载以太网PHY芯片通信连接；普通以太网PHY芯片与车载以太网PHY芯片之间通过MII接口相互通信连接。本发明优点在于通过网络延长器延长了液压支架控制器网络接口的通信距离，使得通信距离达到100米。

技术研发人员：崔玺;罗开成;李蒙蒙;郝明;马勇超;赵国欣
受保护的技术使用者：郑州煤机液压电控有限公司
技术研发日：2018.11.05
技术公布日：2019.02.12