一种具有POE供电功能的网关的制作方法

一种具有poe供电功能的网关
技术领域
1.本实用新型属于网关技术领域，具体涉及一种具有poe供电功能的网关。


背景技术：

2.地铁列车存在不同的业务系统，有pids、cctv、车辆信息监控、状态监控、集群调度、cbtc等，这些系统数据需要回传至地面进行解析处理，在实际应用过程中存在部分tau(车载通信单元)不能独立供电，只能进行poe供电，需要定制设备给tau供电的问题，现行的解决方案虽然能够解决部分上述问题，但成本高，所需设备多，需要定制以太网转换模块将mvb、rs485/422数据转成以太网，且还需定制poe适配器给tau供电，增加额外成本等缺点。


技术实现要素：

3.为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供了一种具有poe供电功能的网关，以解决现有技术中存在的上述问题。
4.为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：
5.一种具有poe供电功能的网关，包括：
6.电源模块，用于提供电源；
7.电源隔离模块，与所述电源模块连接，用于对电源进行隔离；
8.升压模块，与所述电源隔离模块连接，用于对隔离后的电源进行升压；
9.poe控制模块，与所述升压模块连接；
10.网络交换机，与所述poe控制模块连接，所述poe控制模块用于将升压后的电源输出至所述网络交换机；
11.cpu芯片，与所述网络交换机连接；
12.mvb模块，与所述cpu芯片连接，用于提供mvb接口；
13.串口模块，与所述cpu芯片连接，用于提供对外接口。
14.进一步的，所述网络交换机包括交换芯片、phy芯片和serdes接口电路，所述poe控制模块通过网络变压器和所述phy芯片与所述交换芯片连接，所述交换芯片通过所述serdes接口电路与所述cpu芯片连接。
15.进一步的，所述交换芯片包括若干端口，所述端口通过serdes接口电路与所述phy芯片连接，所述端口还通过网络变压器与m12连接器连接。
16.进一步的，所述mvb模块通过接口电路与所述cpu芯片连接。
17.进一步的，所述mvb模块通过rs485接口电路与db9接口连接。
18.进一步的，所述电源模块包括24v输入电路、24v转5v电路、5v转2.5v电路、24v转3.3v电路、3.3v转1.2v/1.0v电路，
19.所述24v输入电路与所述电源隔离模块连接，所述5v转2.5v电路和所述24v转3.3v电路均与所述网络交换机连接。
20.进一步的，所述串口模块包括usb接口、硬盘接口和rs485接口，所述usb接口、所述
硬盘接口及所述rs485接口均与所述cpu芯片连接。
21.进一步的，还包括存储模块，与所述cpu芯片连接，所述存储模块包括ddr、emmc及flash存储器，
22.所述cpu芯片通过ddr控制接口电路与所述ddr连接，
23.所述cpu芯片通过esdhc控制接口与所述emmc连接，
24.所述cpu芯片通过qspi接口与所述flash存储器连接。
25.进一步的，还包括时钟电路，与所述cpu芯片连接。
26.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
27.本实用新型公开了一种具有poe供电功能的网关，通过设有poe控制模块，解决tau的poe供电问题，能够减少设备增设的数量，降低设备成本，提高专用无线通道利用率，降低车载布线的复杂度。
附图说明
28.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
29.图1为实施例1所述的网关的poe控制模块的硬件连接示意图；
30.图2为实施例1所述的网关的电源模块的24v输入电源电路图；
31.图3为实施例1所述的网关的电源模块的24v转5v电路的电路图；
32.图4为实施例1所述的网关的电源模块的24v转3.3v电路的电路图；
33.图5为实施例1所述的网关的poe控制模块的电源隔离模块的电路图；
34.图6为实施例1所述的网关的poe控制模块的升压模块的电路图；
35.图7为实施例1所述的网关的poe控制模块的电路图；
36.图8为实施例1所述的网关的mvb模块与其他硬件的连接示意图；
37.图9为实施例1所述的网关的spi转uart接口电路的电路图；
38.图10为实施例1所述的网关的与cpu芯片连接的usb接口电路图；
39.图11为实施例1所述的网关的与cpu芯片连接的硬盘接口电路图；
40.图12为实施例1所述的网关的与cpu芯片连接的rs485电路图；
41.图13为实施例1所述的网关的rs485与db9接口的连接示意图；
42.图14为实施例1所述的网关的与cpu芯片连接的ddr4的电路图；
43.图15为实施例1所述的网关的与cpu芯片连接的emmc的电路图；
44.图16为实施例1所述的网关的与cpu芯片连接的flash的电路图。
具体实施方式
45.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
46.实施例1
47.一种具有poe供电功能的网关，如图1，包括电源模块，用于提供电源；电源隔离模块，与电源模块连接，用于对电源进行隔离；升压模块，与电源隔离模块连接，用于对隔离后的电源进行升压；poe控制模块，与升压模块连接；网络交换机，与poe控制模块连接，poe控制模块用于将升压后的电源输出至网络交换机；cpu芯片，与网络交换机连接；mvb模块，与
cpu芯片连接，用于提供mvb接口；串口模块，与cpu芯片连接，用于提供对外接口。
48.具体的，如图2、3、4，所示电源模块用于提供电源，包括有24v输入电路、24v转5v电路、5v转2.5v电路、24v转3.3v电路、3.3v转1.2v/1.0v电路，24v输入电路与电源隔离模块连接，5v转2.5v电路和24v转3.3v电路均与网络交换机连接。
49.具体的，如图5、6、7所示，电源隔离模块对24v输入电压进行隔离，向升压模块输出隔离后的24v电压，升压模块向poe控制模块输出升压后的56v电压，升压模块采用tps40210芯片。
50.具体的，网络交换机包括交换芯片、phy芯片(物理层芯片)，交换芯片包括若干10gb端口，10gb端口支持10gbps、2.5gbps和1gbps速率，交换芯片通过serdes接口电路与cpu芯片连接，4个1g网口直接从交换芯片接出，2.5g网口通过serdes接口电路与phy芯片连接，实现数据的传输与交换，4个1g网口和2.5g网口为以太网接口；所有网口通过网络变压器与m12连接器连接。
51.poe控制模块采用ltc4279芯片，对升压模块输出的56v电压进行处理，再通过网络变压器、m12连接器对外输出可达84w的poe电流。
52.具体的，如图8、9所示，mvb模块通过spi转uart接口电路与cpu芯片连接，通过rs485接口电路与db9接口连接；spi转uart接口电路的uart接口与mvb模块连接，spi转uart接口电路的spi接口与cpu芯片连接，spi转uart接口电路采用接口转换芯片wk2124。
53.具体的，串口模块包括usb接口、硬盘接口和rs485接口，如图10、11、12、13所示，usb接口、硬盘接口及rs485接口均与cpu芯片连接，cpu芯片直接引出usb2.0接口，与usb连接；cpu芯片通过pcie2.0与sdd硬盘(固态硬盘)连接，实现数据缓存；cpu芯片的rs485接口选用sp3491en实现，将uart1串口转换成rs485接口输出，rs485接口与db9接口连接。
54.在上述实施例中，串口模块还包括rs232接口，cpu芯片的rs232接口选用max3232实现，将uart2串口转换成rs232接口输出。
55.具体的，还包括存储模块，与cpu芯片连接，存储模块包括ddr(双倍速率同步动态随机存储器)、emmc(嵌入式多媒体控制器)及flash存储器，如图14、15、16所示，cpu芯片通过ddr控制接口电路与与四片ddr4连接，单片ddr4数据位宽为8bit，总位宽为32bit；cpu芯片通过esdhc控制接口与emmc连接，emmc存储芯片选用klmcg8gesd-b04p，容量为8gb，工作电压为1.8v；cpu芯片通过qspi接口与nor flash连接，容量为64mb，可作为系统引导程序存储。
56.具体的，还包括时钟电路，与cpu芯片连接。
57.在上述实施例中，还设有cpu核心板，cpu芯片、串口模块、存储模块、电源模块及时钟电路均设置在cpu核心板上。
58.在上述实施例中，还设有接口板，电源隔离模块、升压模块、poe控制模块和网络交换机块均设置在接口板上。
59.具体的，如图16所示，所述cpu核心板、接口板与mvb模块通过板对板连接器进行连接。
60.本实用新型供电功率可达84w，具有poe 供电功能，优于现有技术中poe供电的15.4w及poe 供电的25.5w，通过设有poe控制模块，解决tau的poe供电问题，能够减少设备增设的数量，降低设备成本，提高专用无线通道利用率，降低车载布线的复杂度。
61.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。