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随着数字化矿山技术的发展，智慧矿山已经成为了国家和煤矿企业技术发展的主要目标，矿山智慧化使得企业成本降低，效率提高。矿山智慧化的重要基础是通信网络的统一，工业以太环网+（现场总线、无线通讯）的通信模式成为主流。本文讨论的矿用智能数据接口能有效的实现现场总线信号与以太网信号的转换，实现多网络间的互联，具有很强的工程应用价值。 本文首先研究矿用智能数据接口的硬件设计，该数据接口以32位基于ARMCortex-M3内核的工业级芯片STM32F107作为主芯片，采用了三级降压电源设计，可适应煤矿防爆环境。重点讨论了基于SC4524芯片的开关电源电路，设计了输入级保护，提高了电源抗冲击能力;采用软启动设计，减少上电瞬间开关电源芯片浪涌电流对开关电源的影响;优化外围器件布线，最小化线路电感，敷铜接地，减小了电源输出电压的纹波。创新设计了RS485的防总线独占电路，提高了RS485总线系统的抗干扰能力。根据国标GB3836-2010《爆炸性环境防爆标准》关于本安设备（设备本身的能量水平，在正常工作或故障条件下均低于点燃爆炸性气体的临界条件）与非本安设备互联必须进行电压电流限制的要求，分析了RS485和CAN接口中安全栅电路，包含了以磁隔离方式隔离电源和信号，隔离电压高达1500V的隔离式安全栅和以TVS管（瞬态电压抑制二极管）和限流电阻组成的齐纳式安全栅，确保非本安设备的危险能量不会串入本安设备中，满足了煤矿设备的安全设计要求。 本文介绍了矿用智能数据接口的软件设计，选用了成熟的μC/OS-Ⅱ系统+LwIP协议栈的组合方式，实现多任务并发，简化网络编程，充分利用了主芯片多中断处理能力，配置DMA通道自动完成向RS485接口的数据转发，利用缓冲Buffer缓存从RS485接口接收的数据，减少以太网接口数据发送的次数，使得数据包（不大于128字节，速率2400bps）交换最短延时低至5ms。设计了RS485数据帧长度和通信超时时间可配置，在不同通信速率的情况下，可实现实时性和准确率的平衡。矿用智能数据接口可同时开启4路交换通道，完全可以满足煤矿井下现场总线和以太网主线之间的数据交换。 本文所设计的矿用智能数据接口在线路和外壳间的设计了不小于5mm的安全距离，使其在1Min、500VAC、50Hz的正弦工频耐压测试中，漏电流低于5mA，绝缘电阻大于50MΩ，无击穿和闪络现象。嵌入式软件中数据交换功能的低延时和防字节丢失设计，确保数据接口在误码率测试中的误码率小于10-8。在贵州某煤矿中矿用智能数据接口的连续60天的无故障试用，得到了用户的认可。 矿用智能数据接口的设计研发，极大的降低了现场总线和以太网间互联难度，提供了一种低成本的煤矿井下不同系统间互联的解决方案，大大降低了矿山智慧化的成本，积极推进了矿山智慧化进程。矿用智能数据接口具有成本低、效率高、移动性好、安全可靠等特点，成为了智慧矿山统一通信网络的重要设备。