本发明专利技术涉及轨道交通领域，提供了一种基于地铁隧道环境的工业数据交换设备，包括主数据处理模块、传感数据通讯模块和以太网模块，所述以太网模块有多组，每组所述以太网模块包括前级保护模块、网络变压器、后级残余吸收模块和以太网接口，所述传感数据通讯模块与所述主数据处理模块连接，用于将传感器信息传递给所述主数据处理模块，所述以太网接口用于以太网线的连接，所述前级保护模块的输入端与所述以太网接口连接，输出端与所述网络变压器的输入端连接，所述后级残余吸收模块的输入端与所述网络变压器的输出端连接，输出端与所述主数据处理模块连接，以吸收残余浪涌能量；本发明专利技术可有效吸收浪涌信号，使地铁隧道内的数据交换更加稳定。加稳定。加稳定。
【技术实现步骤摘要】
一种基于地铁隧道环境的工业数据交换设备
[0001]本专利技术涉及轨道交通领域，具体而言，涉及一种基于地铁隧道环境的工业数据交换设备。
技术介绍
[0002]轨道交通对道路、列车等方面的信息要求精准把控，而在隧道中更需要对隧道的环境、列车状况等信息进行接收和传递，并且在沟通、实时汇报等方面需要大量使用语音、视频等数据传输，这就要求必须建立可靠的通信数据交换网，来传输和处理所需的各种信息，传统的数据交换机在隧道环境内应用时，当在雷电天气或者电源波动较大时，数据信号线上产生浪涌电压时，浪涌能量残留容易造成数据交换信号不稳定，影响隧道内轨道交通数据的交换和传输。
技术实现思路
[0003]本专利技术解决的问题是如何提供一种信号稳定的基于地铁隧道环境的工业数据交换设备。
[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种基于地铁隧道环境的工业数据交换设备，包括：主数据处理模块、传感数据通讯模块和以太网模块，所述以太网模块有多组，每组所述以太网模块包括前级保护模块、网络变压器、后级残余吸收模块和以太网接口，所述传感数据通讯模块与所述主数据处理模块连接，用于将传感器信息传递给所述主数据处理模块，所述以太网接口用于以太网线的连接，所述前级保护模块的输入端与所述以太网接口连接，输出端与所述网络变压器的输入端连接，所述后级残余吸收模块的输入端与所述网络变压器的输出端连接，输出端与所述主数据处理模块连接，以吸收残余浪涌能量。
[0005]进一步的，所述前级保护模块包括两路前级保护电路，所述前级保护电路包括第一空气放电管、第一至三TVS管、第一整流管和第二整流管，所述第一空气放电管的两个输入端分别与以太网接口的正和负信号端连接，输出端接地，所述第一TVS管的两端分别与所述网络变压器的正和负输入端连接，所述第一整流管的阴极接所述网络变压器的负输入端，阳极接所述第二TVS管的阳极，所述第二TVS管的阴极接所述网络变压器的正输入端，所述第二整流管的阳极接所述网络变压器的负输入端，阴极接所述第三TVS管的阴极，所述第二TVS管的阳极接所述网络变压器的正输入端。
[0006]进一步的，所述后级残余吸收模块包括两个ESD保护二极管，所述ESD保护二极管的两个输入端分别与所述网络变压器的正和负信号输出端连接，所述ESD保护二极管的输出端接地。
[0007]进一步的，所述传感数据通讯模块包括放电电路、过流保护电路、RS485转换电路、浪涌吸收电路和RS485接口，所述RS485转换电路的输出端与所述主数据处理模块连接，输入端经过流保护电路与所述RS485接口连接，所述浪涌吸收电路的两端分别与所述RS485转换电路的两个输入端连接，所述放电电路包括差模空气放电管和共模空气放电管，所述差
模空气放电管和共模空气放电管分别与所述RS485接口连接，以消除地环路电流。
[0008]进一步的，所述工业数据交换设备还包括电源模块，所述电源模块包括输入电源防护电路、整流电路、功率因数调节电路和电压转换输出电路，所述输入电源防护电路的输入端适于连接外部交流电源，输出端经所述整流电路与所述功率因数调节电路的输入端连接，所述电压转换输出电路的输入端与所述功率因数调节电路的输出端连接，用于将经整流后的高压直流电源转换为低压直流电源，进行供电。
[0009]进一步的，所述功率因数调节电路包括功率因数控制器、电压采集电路、开关电路、第一电感、第一MOS管、第三二极管、第四二极管和第一储能电容组，所述开关电路的受控端与所述主数据处理模块连接，输出端与所述功率因数控制器连接，所述功率因数控制器的输出端与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的源极接地，漏极接所述第一电感的第二端，所述第一电感的第一端与所述整流电路的输出端连接，第二端经所述第三二极管与所述第一储能电容组连接，所述第一储能电容组与电压转换输出电路的输入端连接，所述电压采集电路的输入端与所述第一储能电容组连接，输出端与所述功率因数控制器的输入端连接，所述第四二极管并联在所述第一电感的两端。
[0010]进一步的，所述工业数据交换设备还包括POE传输模块，所述POE传输模块包括供电电路和保护输出电路，所述供电电路的输入端与所述电压转换输出电路的输出端连接，输出端与保护输出电路连接，所述保护输出电路与所述主数据处理模块连接。
[0011]进一步的，所述供电电路包括稳压电路、信号隔离电路和以太网供电控制器，所述稳压电路的输入端与所述电源模块连接，输出端与所述以太网供电控制器的输入端连接，所述以太网供电控制器的受控端经所述信号隔离电路与所述主数据处理模块，输出端与所述保护输出电路连接。
[0012]进一步的，所述保护输出电路包括电流抑制电路、以太网转换电路、POE输出接口、电源加载控制电路和共模隔离电路，所述以太网转换电路的输入端经电流抑制电路与所述主数据处理模块连接，输出端与所述POE输出接口连接，以在所述POE输出接口加载数据信号，所述电源加载控制电路的输入端与所述以太网供电控制器的输出端连接，输出端经所述共模隔离电路与所述POE输出接口连接，以在所述POE输出接口加载供电信号。
[0013]进一步的，所述工业数据交换设备还包括负载开关电路，所述负载开关电路的受控端与所述主数据处理模块连接，输入端与所述电源模块连接，输出端适于连接负载设备，以实现对外部负载设备的控制。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]在使用时，传感数据通讯模块用于接入各类环境传感器，将收集到的隧道环境信息和驶入列车信息传递给主数据处理模块，以太网模块有多组，每组以太网模块通过以太网线分别连接各级网络传输设备，并将信息传递给主数据处理模块，实现数据交换，其中，以太网接口可接入网线，网络变压器用于以太网络信号的电压转换，在通过以太网模块进行数据交换时，网络变压器的前级保护模块进行防雷保护，后级残余吸收模块可进行残余电压的吸收，当在以太网信号线上产生浪涌电压的时候，前级保护模块可以把大量的浪涌能量导入大地，剩余的残余浪涌能量通过后级残余吸收模块进行吸收，实现对后级数据处理芯片的保护，在隧道内轨道交通数据的交换和传输的过程中，保证了数据交换的信号稳定。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例的整体原理结构示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例以太网模块的原理结构示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例传感数据通讯模块的原理结构示意图；
[0019]图4为本专利技术实施例电源模块的原理结构示意图；
[0020]图5为本专利技术实施例电压转换输出电路的第一部分的原理结构示意图；
[0021]图6为本专利技术实施例电压转换输出电路的第二部分的原理结构示意图；
[0022]图7为本专利技术实施例供电电路的原理结构示意图；
[0023]图8为本专利技术实施例保护输出电路的原理结构示意图；
[0024]图9为本专利技术实施例负载开关电路的原理结构示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1‑本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于地铁隧道环境的工业数据交换设备，其特征在于，包括：主数据处理模块(1)、传感数据通讯模块(3)和以太网模块(2)，所述以太网模块(2)有多组，每组所述以太网模块(2)包括前级保护模块(22)、网络变压器(21)、后级残余吸收模块(23)和以太网接口(24)，所述传感数据通讯模块(3)与所述主数据处理模块(1)连接，用于将传感器信息传递给所述主数据处理模块(1)，所述以太网接口(24)用于以太网线的连接，所述前级保护模块(22)的输入端与所述以太网接口(24)连接，输出端与所述网络变压器(21)的输入端连接，所述后级残余吸收模块(23)的输入端与所述网络变压器(21)的输出端连接，输出端与所述主数据处理模块(1)连接，以吸收残余浪涌能量。2.根据权利要求1所述的基于地铁隧道环境的工业数据交换设备，其特征在于，所述前级保护模块(22)包括两路前级保护电路，所述前级保护电路包括第一空气放电管、第一至三TVS管、第一整流管和第二整流管，所述第一空气放电管的两个输入端分别与以太网接口(24)的正和负信号端连接，输出端接地，所述第一TVS管的两端分别与所述网络变压器(21)的正和负输入端连接，所述第一整流管的阴极接所述网络变压器(21)的负输入端，阳极接所述第二TVS管的阳极，所述第二TVS管的阴极接所述网络变压器(21)的正输入端，所述第二整流管的阳极接所述网络变压器(21)的负输入端，阴极接所述第三TVS管的阴极，所述第二TVS管的阳极接所述网络变压器(21)的正输入端。3.根据权利要求1所述的基于地铁隧道环境的工业数据交换设备，其特征在于，所述后级残余吸收模块(23)包括两个ESD保护二极管，所述ESD保护二极管的两个输入端分别与所述网络变压器(21)的正和负信号输出端连接，所述ESD保护二极管的输出端接地。4.根据权利要求1所述的基于地铁隧道环境的工业数据交换设备，其特征在于，所述传感数据通讯模块(3)包括放电电路(31)、过流保护电路(32)、RS485转换电路、浪涌吸收电路(34)和RS485接口(35)，所述RS485转换电路的输出端与所述主数据处理模块(1)连接，输入端经过流保护电路(32)与所述RS485接口(35)连接，所述浪涌吸收电路(34)的两端分别与所述RS485转换电路的两个输入端连接，所述放电电路(31)包括差模空气放电管和共模空气放电管，所述差模空气放电管和共模空气放电管分别与所述RS485接口(35)连接，以消除地环路电流。5.根据权利要求4所述的基于地铁隧道环境的工业数据交换设备，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块包括输入电源防护电路(41)、整流电路(42)、功率因数调节电路(43)和电压转换输出电路，所述输入电源防护电路(41)的输入端适于连接外部交流电源，输出端经...
【专利技术属性】
技术研发人员：武朝辉，徐浩，杨书奇，胡晓东，曹媛媛，
申请(专利权)人：河南禹宏实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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