本實(shí)用新型涉及一種低功耗便攜式網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

背景技術(shù)：

在信息化社會(huì)中，電子設(shè)備之間經(jīng)常需要協(xié)同完成各種任務(wù)，互聯(lián)網(wǎng)是連接各種設(shè)備必不可少的工具。在一些特定環(huán)境下要求工作人員必須在使用有線網(wǎng)絡(luò)保障安全性的前提下提高工作決策的速度和質(zhì)量，快速搭建網(wǎng)絡(luò)指揮控制中心，指揮控制中心依靠有線局域網(wǎng)為指揮人員提供數(shù)據(jù)、語音、多媒體等信息服務(wù)，并將控制中心網(wǎng)絡(luò)的各種業(yè)務(wù)接入互聯(lián)網(wǎng)。只有快速搭建網(wǎng)絡(luò)指揮控制中心，才能高效完成任務(wù)。而網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)是信息化指揮控制系統(tǒng)的核心設(shè)備。但是，傳統(tǒng)交換機(jī)無法靈活移動(dòng)，無法應(yīng)用于需要快速地搭建網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的環(huán)境，

因此，有必要設(shè)計(jì)一種便攜的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低功耗便攜式網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，體積小、重量輕、功耗低，且自帶電池供電。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種低功耗便攜式網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，包括交換板、遠(yuǎn)傳板、控制顯示板、電源板和電池；交換板、控制顯示板、遠(yuǎn)傳板、電源板和電池集成封裝于箱體中，可以搭載在通用運(yùn)輸設(shè)備上運(yùn)輸；

所述箱體為鋁合金方形箱體，正面設(shè)置有控制顯示板的人機(jī)交互界面，兩側(cè)面設(shè)置有網(wǎng)口連接器、遠(yuǎn)傳口連接器以及電源連接器。

所述箱體的結(jié)構(gòu)尺寸不大于275mm(寬)×110mm(高)×258mm(深)；

所述交換板與遠(yuǎn)傳板連接；

所述交換板、遠(yuǎn)傳板和電源板均與控制顯示板相連；

所述外部電源或電池經(jīng)電源板為交換板、遠(yuǎn)傳板和控制顯示板提供工作電源。所述電源板用于電壓轉(zhuǎn)換、充電控制和保護(hù)。所述外部電源為24V直流電源。

所述交換板上設(shè)置有主處理器模塊(MCU)、包交換模塊(SPU)和物理層以太網(wǎng)接口模塊(百兆PHY和千兆PHY)；網(wǎng)絡(luò)信號(hào)由物理層以太網(wǎng)接口模塊接收，由包交換模塊對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)工作后再由物理層以太網(wǎng)接口模塊輸出，同時(shí)包交換模塊提供通訊總線與主處理模塊連接實(shí)現(xiàn)智能控制；

由于這部分電路設(shè)計(jì)于PCB板上，因此這部分電路可以實(shí)現(xiàn)自主開發(fā)。其具體功能介紹如下：

主處理器模塊(MCU)是整個(gè)系統(tǒng)軟件的運(yùn)行中心，主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理、資源調(diào)用、操作維護(hù)等功能。

包交換模塊(SPU)包括以太網(wǎng)物理接口和以太網(wǎng)MAC層交換部分,其中以太網(wǎng)物理接口為包交換模塊(SPU)與百兆PHY和千兆PHY連接接口，負(fù)責(zé)將由PHY輸入的外部網(wǎng)口數(shù)據(jù)交予以太網(wǎng)MAC層交換部分；以太網(wǎng)MAC層交換部分內(nèi)嵌有高速交換邏輯單元，對(duì)外部網(wǎng)口數(shù)據(jù)進(jìn)行快速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換，交換后的數(shù)據(jù)再交予以太網(wǎng)物理接口輸出至PHY。

物理層以太網(wǎng)接口模塊(百兆PHY和千兆PHY)主要完成數(shù)據(jù)的編/解碼、串-并轉(zhuǎn)換、信號(hào)驅(qū)動(dòng)等工作，支持速度自協(xié)商功能；交換板與遠(yuǎn)傳板通過百兆PHY連接。

所述交換板上還設(shè)置有節(jié)電模塊，節(jié)電模塊可以檢測(cè)各功能模塊的工作狀態(tài)，并根據(jù)其工作狀態(tài)控制電池電源的開啟和關(guān)閉，以最大限度的節(jié)約電池電能；

所述遠(yuǎn)傳板采用SHDSL(Single-pair High bite rate Digital Subscriber Line，單線對(duì)高比特率數(shù)字用戶線路)，SHDSL是一種對(duì)稱數(shù)字用戶線技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的快速數(shù)據(jù)傳輸，本實(shí)用新型將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過通用電話線作為傳輸載體使用SHDSL技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，傳輸距離可達(dá)3公里，實(shí)現(xiàn)各控制中心的局域網(wǎng)互連互通；同時(shí)可選3種傳輸制式(制式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)和6種速率(256kbps、512kbps、1024kbps、2048kbps、4096kbps、8192kbps)。

所述電源板中設(shè)有充電控制電路，用于控制外部電源向電池充電；所述電池的正負(fù)極通過電壓監(jiān)測(cè)電路與控制顯示板的輸入端相連，以實(shí)現(xiàn)電池電量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和顯示。

所述的控制顯示板包括電路部分和人機(jī)交互界面，電路部分設(shè)置在箱體內(nèi)，人機(jī)交互界面設(shè)置在箱體正面；人機(jī)交互面板上設(shè)有遠(yuǎn)傳速率切換按鈕，制式切換按鈕、電源開關(guān)、速率指示燈、制式指示燈、電量指示燈、網(wǎng)口指示燈、系統(tǒng)指示燈和遠(yuǎn)傳指示燈，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)交換機(jī)的控制和人機(jī)交互功能，具有遠(yuǎn)傳速率和制式的手動(dòng)切換、速率和制式顯示、電量顯示、網(wǎng)口狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)、遠(yuǎn)傳指示功能；其中速率和制式指示燈顯示目前的遠(yuǎn)傳制式和速率，可以用制式、速率切換按鈕進(jìn)行切換，電量指示燈可顯示電池當(dāng)前電量(25％、50％、75％和100％四種狀態(tài))；網(wǎng)口指示燈亮起時(shí)說明對(duì)應(yīng)網(wǎng)口有連接，網(wǎng)口指示燈閃爍時(shí)說明該網(wǎng)口正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；系統(tǒng)指示燈常亮?xí)r說明交換機(jī)處于開機(jī)狀態(tài)；遠(yuǎn)傳指示燈亮起時(shí)說明遠(yuǎn)傳口有連接，遠(yuǎn)傳指示閃爍時(shí)說明遠(yuǎn)傳口正在傳輸數(shù)據(jù)。

有益效果：

本實(shí)用新型采用模塊化集成思路，將交換板、遠(yuǎn)傳板、控制顯示板、電源板和電池以搬移箱形態(tài)進(jìn)行集成封裝，可以搭載在通用運(yùn)輸設(shè)備上運(yùn)輸；當(dāng)無法進(jìn)行機(jī)械運(yùn)輸時(shí)，設(shè)備可以放入背包進(jìn)行背負(fù)攜行，機(jī)動(dòng)至指定地域構(gòu)成簡(jiǎn)易臨時(shí)指揮控制中心，克服了傳統(tǒng)交換機(jī)無法靈活移動(dòng)的缺陷，有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型還具有如下優(yōu)勢(shì)：

1)傳統(tǒng)的交換機(jī)不具備長(zhǎng)距離網(wǎng)線信號(hào)傳輸，本系統(tǒng)采用遠(yuǎn)傳板進(jìn)行長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸，可將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過被通用電話線輸3公里；

2)傳統(tǒng)的交換機(jī)，無法在無電源情況下工作；該網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用DC24輸入，且自帶大容量電池供電，無外部電源供電的情況下，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)從電池滿電量狀態(tài)開始可以連續(xù)工作12小時(shí)；

3)體積小，整機(jī)尺寸不大于275mm×110mm×258mm(不含把手、防撞墊)；重量輕，整機(jī)重量不大于15.0kg；

4)功耗低，整機(jī)功耗不大于20W。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的外形圖；

圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)邏輯圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

如圖2所示，本實(shí)用新型公開了一種低功耗便攜式網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，包括交換板、遠(yuǎn)傳板、控制顯示板、電源板和電池；交換板、控制顯示板、遠(yuǎn)傳板、電源板和電池集成封裝于箱體中，可以搭載在通用運(yùn)輸設(shè)備上運(yùn)輸；

所述箱體為鋁合金方形箱體，正面設(shè)置有控制顯示板的人機(jī)交互界面，兩側(cè)面設(shè)置有網(wǎng)口連接器、遠(yuǎn)傳口連接器以及電源連接器。

所述箱體的結(jié)構(gòu)尺寸不大于275mm(寬)×110mm(高)×258mm(深)；

所述交換板與遠(yuǎn)傳板連接；

所述交換板、遠(yuǎn)傳板和電源板均與控制顯示板相連；

所述外部電源或電池經(jīng)電源板為交換板、遠(yuǎn)傳板和控制顯示板提供工作電源。所述電源板用于電壓轉(zhuǎn)換、充電控制和保護(hù)。所述外部電源為24V直流電源。

所述交換板上設(shè)置有主處理器模塊(MCU)、包交換模塊(SPU)和物理層以太網(wǎng)接口模塊(百兆PHY和千兆PHY)；網(wǎng)絡(luò)信號(hào)由物理層以太網(wǎng)接口模塊接收，由包交換模塊對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)工作后再由物理層以太網(wǎng)接口模塊輸出，同時(shí)包交換模塊提供通訊總線與主處理模塊連接實(shí)現(xiàn)智能控制；

由于這部分電路設(shè)計(jì)于PCB板上，因此這部分電路可以實(shí)現(xiàn)自主開發(fā)。其具體功能介紹如下：

主處理器模塊(MCU)是整個(gè)系統(tǒng)軟件的運(yùn)行中心，主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理、資源調(diào)用、操作維護(hù)等功能。

包交換模塊(SPU)包括以太網(wǎng)物理接口和以太網(wǎng)MAC層交換部分,其中以太網(wǎng)物理接口為包交換模塊(SPU)與百兆PHY和千兆PHY連接接口，負(fù)責(zé)將由PHY輸入的外部網(wǎng)口數(shù)據(jù)交予以太網(wǎng)MAC層交換部分；以太網(wǎng)MAC層交換部分內(nèi)嵌有高速交換邏輯單元，對(duì)外部網(wǎng)口數(shù)據(jù)進(jìn)行快速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換，交換后的數(shù)據(jù)再交予以太網(wǎng)物理接口輸出至PHY。

物理層以太網(wǎng)接口模塊(百兆PHY和千兆PHY)主要完成數(shù)據(jù)的編/解碼、串-并轉(zhuǎn)換、信號(hào)驅(qū)動(dòng)等工作，支持速度自協(xié)商功能；交換板與遠(yuǎn)傳板通過百兆PHY提供的百兆網(wǎng)口連接。

所述交換板上還設(shè)置有節(jié)電模塊，節(jié)電模塊可以檢測(cè)各功能模塊的工作狀態(tài)，并根據(jù)其工作狀態(tài)控制電池電源的開啟和關(guān)閉，以最大限度的節(jié)約電池電能；

所述遠(yuǎn)傳板采用SHDSL(Single-pair High bite rate Digital Subscriber Line，單線對(duì)高比特率數(shù)字用戶線路)，SHDSL是一種對(duì)稱數(shù)字用戶線技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的快速數(shù)據(jù)傳輸，本實(shí)用新型將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過通用電話線作為傳輸載體使用SHDSL技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，傳輸距離可達(dá)3公里，實(shí)現(xiàn)各控制中心的局域網(wǎng)互連互通；同時(shí)可選3種傳輸制式(制式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)和6種速率(256kbps、512kbps、1024kbps、2048kbps、4096kbps、8192kbps)。

所述電源板中設(shè)有充電控制電路，用于控制外部電源向電池充電；所述電池的正負(fù)極通過電壓監(jiān)測(cè)電路與控制顯示板的輸入端相連，以實(shí)現(xiàn)電池電量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和顯示。

所述的控制顯示板包括電路部分和人機(jī)交互界面，電路部分設(shè)置在箱體內(nèi)，人機(jī)交互界面設(shè)置在箱體正面；人機(jī)交互面板上設(shè)有遠(yuǎn)傳速率切換按鈕，制式切換按鈕、電源開關(guān)、速率指示燈(6個(gè)，分別對(duì)應(yīng)6種速率)、制式指示燈(3個(gè)，分別對(duì)應(yīng)3種傳輸制式)、電量指示燈(4個(gè)，分別對(duì)應(yīng)剩余電量的值為25％、50％、75％、100％)、網(wǎng)口指示燈(包括分別對(duì)應(yīng)每一個(gè)百兆網(wǎng)口和每一個(gè)千兆網(wǎng)口的指示燈)、系統(tǒng)指示燈和遠(yuǎn)傳指示燈，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)交換機(jī)的控制和人機(jī)交互功能，具有6種速率(256kbps、512kbps、1024kbps、2048kbps、4096kbps、8192kbps)、3種傳輸制式(制式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)的手動(dòng)切換、速率和制式顯示、電量顯示、網(wǎng)口狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)、遠(yuǎn)傳指示功能；其中速率和制式指示燈顯示目前的遠(yuǎn)傳制式和速率，可以用制式、速率切換按鈕進(jìn)行切換，電量指示燈可顯示電池當(dāng)前電量(25％、50％、75％和100％四種狀態(tài))；網(wǎng)口指示燈亮起時(shí)說明對(duì)應(yīng)網(wǎng)口有連接，網(wǎng)口指示燈閃爍時(shí)說明該網(wǎng)口正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；系統(tǒng)指示燈常亮?xí)r說明交換機(jī)處于開機(jī)狀態(tài)；遠(yuǎn)傳指示燈亮起時(shí)說明遠(yuǎn)傳口有連接，遠(yuǎn)傳指示閃爍時(shí)說明遠(yuǎn)傳口正在傳輸數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型采用模塊化集成思路，將交換板、遠(yuǎn)傳板、控制顯示板、電源板和電池以搬移箱形態(tài)進(jìn)行集成封裝，可以搭載在通用運(yùn)輸設(shè)備上運(yùn)輸；當(dāng)無法進(jìn)行機(jī)械運(yùn)輸時(shí)，設(shè)備可以放入背包進(jìn)行背負(fù)攜行，機(jī)動(dòng)至指定地域構(gòu)成簡(jiǎn)易臨時(shí)指揮控制中心，克服了傳統(tǒng)交換機(jī)無法靈活移動(dòng)的缺陷，有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。