[实用新型]一种光纤环网工业交换机

说明书

技术领域

本实用新型涉及通信装置的技术领域，具体涉及一种光纤环网工业交换机。

背景技术

随着以太网技术的迅速发展及其在商用领域的应用日渐广泛，越来越多的工业控制设备也逐渐使用以太网并采用TCP/IP协议作为主要的通信标准。虽然应用于工业控制领域的以太网标准与商用以太网相同，但在工业控制领域，还需要网络能在比较恶劣的工作环境下稳定地工作。因此，用来连接工业设备的网络产品需要经过特别设计，才能提供工业级的可靠性，以满足长期连续运行的需求。

现有的工业以太网交换机主要有两种设计方式，第一种控制器通过总线接口将指令写入FPGA内部寄存器，FPGA将其转换为交换机和物理层芯片能识别的串行数据，通过SMI接口分别对各芯片内部寄存器进行配置和查询。但是，FPGA没有内嵌的功能模块,如MAC模块，需要外部的器件支持，也不能实时调试，相对设计比较复杂，开发成本高，开发周期长，风险大。

第二种，利用选择有自带MAC功能的控制器通过RMII接口直接对交换机内部寄存器进行配置和查询，通过配置交换机芯片的PHY接口，实现以太网功能。此方法若要实现多网口、多光口的传输，需要通过SERDES级联多块交换机芯片，这样增加了开发成本，增大了功耗，且不利于故障的排查。

实用新型内容

本实用新型提供了一种光纤环网工业交换机，解决了现有工业交换机设计复杂，开发成本高，周期长，不利于故障的排查等问题。

本实用新型可通过以下技术方案实现：

一种光纤环网工业交换机，包括主控制器，所述主控制器与PHY模块、存储模块、电压监视模块、交换机模块相连，所述交换机模块与低电压保护模块、多个光模块及多个第一网口模块相连，所述PHY模块和第二网口模块相连，电源模块为各个模块提供电源；

所述电压监视模块用于监控主控制器的工作状态；所述低电压保护模块用于为交换机模块提供低电压保护，以防掉电数据丢失。

进一步，所述PHY模块通过信号隔离模块与第二网口模块相连，所述主控制器模块通过SMI接口与交换机模块相连，通过RMII接口和PHY模块相连。

进一步，所述交换机模块通过信号隔离模块和各个光模块相连，也通过信号隔离模块和各个第一网口模块相连。

进一步，所述光模块设置有两个，所述第一网口模块设置有五个，所述主控制器采用型号为STM32F107的芯片。

本实用新型有益的技术效果在于：

本实用新型的工业交换机增加了单独的PHY模块，与采用自带MAC功能的主控制器结合，通过第二网口模块直接实现了与以太网的通信功能；同时将自带MAC功能的主控制器、单独的PHY模块与交换机模块结合实现了交换机的功能，释放了交换机模块本身的引脚，降低了程序设计的复杂性，增加了可操作性，提高了运行速率，也增加了利用交换机模块实现更多功能的可能性。

另外，增加电压监视模块作为看门狗，能够保护数据的安全性，防止程序无限制的运行造成的死循环；利用低电压保护模块为交换机模块提供低电压保护，保证数据掉电不丢失。

附图说明

图1为本实用新型的电路连接框图。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供了一种光纤环网工业交换机，包括主控制器，该主控制器与PHY模块、存储模块、电压监视模块、交换机模块相连，该交换机模块与低电压保护模块、两个光模块及五个第一网口模块相连，该PHY模块和第二网口模块相连，电源模块为各个模块提供电源。

电压监视模块用于监控主控制器的工作状态；低电压保护模块用于为交换机模块提供低电压保护，以防掉电数据丢失。

PHY模块通过信号隔离模块与第二网口模块相连，主控制器模块通过SMI接口与交换机模块相连，通过RMII接口和PHY模块相连。交换机模块通过信号隔离模块和各个光模块相连，也通过信号隔离模块和各个第一网口模块相连。

主控制器采用型号为STM32F107的高性能ARM单片机，以太网接口支持10Mb/s和100Mb/s速率；专用的DMA控制器能够,高速地传输数据；支持VLAN模式；半双工/双工模式；支持MAC控制层；内置32位CRC校验。在主控制器和交换机模块之间还设置25M晶振，该25M晶振通过主控制器倍频达到50HZ为交换机模块提供时钟信号。