智能式煤礦頂板壓力無線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及頂板壓力監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種智能式煤礦頂板壓力無線監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)主要采用有線方式傳輸數(shù)據(jù)，在工作面推進時布線維護困難，成本也較高，受干擾影響較大，尤其在解決實時控制問題上顯得力不從心。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型為了解決現(xiàn)有頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)主要采用有線方式傳輸數(shù)據(jù)，存在維護困難、成本高、受干擾影響大以及無法實時控制等問題，提供一種智能式煤礦頂板壓力無線監(jiān)測裝置，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，具有快速好和穩(wěn)定性高等優(yōu)點。
[0004]本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種智能式煤礦頂板壓力無線監(jiān)測裝置，一種智能式煤礦頂板壓力無線監(jiān)測裝置，包括間隔分布于煤礦巷道的頂板壓力檢測裝置、分站智能手持采集儀和總站監(jiān)測系統(tǒng)，各個頂板壓力檢測裝置分別與分站智能手持采集儀之間采用紅外通訊傳輸數(shù)據(jù)，分站智能手持采集儀和總站監(jiān)測系統(tǒng)之間采用CAN總線傳輸數(shù)據(jù)，其中頂板壓力采集裝置包括第一微處理器、與第一微處理器連接的壓力傳感器及其放大調(diào)理電路、第一數(shù)據(jù)存儲電路、紅外發(fā)射電路、報警電路、數(shù)碼管顯示電路以及光敏電路；智能手持采集儀包括第二微處理器、與第二微處理器集成在一起的功能按鍵電路、紅外接收電路、串口通訊電路、第二數(shù)據(jù)存儲電路以及液晶顯示電路。
[0005]所述頂板壓力采集裝置中，第一微處理器采用STC15F2K60S2單片機，壓力傳感器采用GPD60礦用壓力傳感器，第一數(shù)據(jù)存儲電路采用鐵電存儲器FM24CL32。
[0006]所述智能手持采集儀中，第二微處理器采用STC15F2K60S2單片機，第二數(shù)據(jù)存儲電路采用鐵電存儲器FM24CL512，液晶顯示電路采用DST2001PH TFT-LCD薄膜晶體管液晶顯示器。
[0007]上述結(jié)構(gòu)中，頂板壓力檢測裝置可實現(xiàn)壓力信號的定時采集和放大調(diào)理、數(shù)據(jù)存儲、當(dāng)前壓力值顯示和報警；分站智能手持采集儀主要采集各壓力檢測裝置存儲的數(shù)據(jù)，并對其進行現(xiàn)場分析，同時，對頂板壓力檢測裝置進行編號、校時、清零，還和總站監(jiān)測系統(tǒng)進行通訊；總站監(jiān)測系統(tǒng)主要對分站的壓力數(shù)據(jù)進行圖表顯示、存儲和分析。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，設(shè)計簡單、實用性強、抗干擾性好、易于安裝調(diào)試，還具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，有效解決了信號傳輸過程中的干擾問題，可以實時監(jiān)測井下壓力，為地面人員研宄井下壓力變動規(guī)律提供依據(jù)，實現(xiàn)安全生產(chǎn)，可廣泛應(yīng)用于煤礦井下各類巷道、工作面切眼或其他礦山、隧道等需要安裝使用的地點進行頂板離層量的實時無線檢測。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為圖1中頂板壓力檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3為圖1中分站智能手持采集儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖中:1_頂板壓力檢測裝置，1.1-第一微處理器，1.2-壓力傳感器，1.3-放大調(diào)理電路，1.4-第一數(shù)據(jù)存儲電路，1.5-紅外發(fā)射電路，1.6-報警電路，1.7-數(shù)碼管顯示電路，1.8-光敏電路；2_分站智能手持采集儀，2.1-第二微處理器，2.2-功能按鍵電路，2.3-紅外接收電路，2.4-串口通訊電路，2.5-第二數(shù)據(jù)存儲電路，2.6-液晶顯示電路；3_總站監(jiān)測系統(tǒng)；4_紅外通訊；5_CAN總線。
【具體實施方式】
[0013]智能式煤礦頂板壓力無線監(jiān)測裝置，如圖1所示，包括間隔分布于煤礦巷道的頂板壓力檢測裝置1、分站智能手持采集儀2和總站監(jiān)測系統(tǒng)3，各個頂板壓力檢測裝置分別與分站智能手持采集儀之間采用紅外通訊4傳輸數(shù)據(jù)，分站智能手持采集儀和總站監(jiān)測系統(tǒng)之間采用CAN總線5傳輸數(shù)據(jù)，圖1中系統(tǒng)工作時，首先智能手持采集儀為各頂板壓力檢測裝置編號，頂板壓力檢測裝置定時采集壓力值并存儲到自身的存儲器中，在限定時間內(nèi)智能手持采集儀通過紅外通信將頂板壓力檢測裝置存儲的壓力值讀出，并進行現(xiàn)場分析和處理，之后通過CAN總線傳輸給總站監(jiān)測系統(tǒng)，并做進一步的分析和處理。
[0014]如圖2所示，頂板壓力采集裝置I包括第一微處理器1.1、與第一微處理器集成在一起的壓力傳感器1.2及其放大調(diào)理電路1.3、第一數(shù)據(jù)存儲電路1.4、紅外發(fā)射電路1.5、報警電路1.6、數(shù)碼管顯示電路1.7以及光敏電路1.8，其中第一微處理器采用STC15F2K60S2單片機，壓力傳感器采用GPD60礦用壓力傳感器，第一數(shù)據(jù)存儲電路采用FM24CL32。圖2壓力傳感器采用GPD60礦用壓力傳感器，它是集壓力檢測、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)通信為一體的新型礦用傳感器，它具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、低功耗、工作可靠、穩(wěn)定性好、精度高、易于實現(xiàn)和后續(xù)數(shù)據(jù)處理利用功能強等特點。
[0015]頂板壓力采集裝置所采用的微處理器為STC生產(chǎn)的STC15F2K60S2單片機，它是具有高速、高可靠性、低功耗和超強抗干擾性的新一代8051單片機，采用超級加密技術(shù)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機，但是速度比傳統(tǒng)的8051快8-12倍，內(nèi)部有集成高精度的時鐘，不用外接時鐘電路，還可省掉外部昂貴的晶振和復(fù)位電路，因為內(nèi)部已有集成高可靠復(fù)位電路，還有3路CCP/PWM/PCA，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，可實現(xiàn)30萬次/秒的轉(zhuǎn)換，內(nèi)置2KB大容量的SRAM，2組超高速異步串行通信端口，I組高速同步串行通信端口，可針對多串口通信和強干擾場合。第一數(shù)據(jù)存儲電路采用鐵電存儲器FM24CL32，它具有功耗小、讀寫速度快抗輻射能力強等優(yōu)點，既能兼容RAM的一切功能，還和ROM技術(shù)一樣，是一種非易失性的存儲器。
[0016]頂板壓力采集裝置主要工作工程:由壓力傳感器GPD60定時采集兩路壓力信號經(jīng)放大調(diào)理之后按規(guī)定格式存到鐵電存儲器FM24CL32，通過光敏電路觸發(fā)中斷，由數(shù)碼管顯示電路分時顯示兩路壓力值，由單片機STC15F2K60S2判定壓力值是否超出設(shè)定上下限，若超出由報警電路進行報警，并通過紅外發(fā)射電路傳遞給分站智能手持采集儀。
[0017]如圖3所示，智能手持采集儀2包括第二微處理器2.1、與第二微處理器集成在一起的功能按鍵電路2.2、紅外接收電路2.3、串口通訊電路2.4、第二數(shù)據(jù)存儲電路2.5以及液晶顯示電路2.6，其中第二微處理器采用STC15F2K60S2單片機，第二數(shù)據(jù)存儲電路采用鐵電存儲器FM24CL512，液晶顯示電路采用DST2001PH TFT-1XD薄膜晶體管液晶顯示器。
[0018]圖3中分站智能手持采集儀主要收集頂板壓力檢測裝置存儲的數(shù)據(jù)，所以需要大容量的存儲芯片這里采用鐵電存儲器FM24CL512，它至少可以容納16個壓力檢測裝置存儲的數(shù)據(jù)。分站智能手持采集儀仍然采用微處理器STCl5F2K60S2，顯示器采用的是DST200IPHTFT-1XD薄膜晶體管液晶顯示器，采用16位真彩顯示，320*240的分辨率，自帶觸摸屏，可作為控制輸入。
[0019]分站智能手持采集儀主要工作過程:首先通過功能按鍵電路或觸摸屏對采集儀的時鐘進行設(shè)置，存儲器進行清空，并對頂板壓力檢測裝置的實時時鐘進行校時，存儲器進行清空，并設(shè)置壓力上下限數(shù)值，對頂板壓力檢測裝置進行編號；通過紅外接收電路接收壓力檢測裝置用紅外通信傳來的壓力數(shù)據(jù)，由液晶顯示屏以時間為橫軸，以壓力數(shù)據(jù)為縱軸進行圖形顯示，最后通過CAN總線傳給總站監(jiān)測系統(tǒng)。
[0020]總站監(jiān)測系統(tǒng)采用工業(yè)控制計算機對分站智能采集儀傳過來的壓力信號進行分析和圖形化顯示，另外還具有歷史數(shù)據(jù)查詢、報表生成與打印等功能。
【主權(quán)項】
1.一種智能式煤礦頂板壓力無線監(jiān)測裝置，包括間隔分布于煤礦巷道的頂板壓力檢測裝置(1)、分站智能手持采集儀(2)和總站監(jiān)測系統(tǒng)(3)，其特征是各個頂板壓力檢測裝置分別與分站智能手持采集儀之間采用紅外通訊(4)傳輸數(shù)據(jù)，分站智能手持采集儀和總站監(jiān)測系統(tǒng)之間采用CAN總線(5)傳輸數(shù)據(jù)，其中頂板壓力采集裝置(I)包括第一微處理器(L 1)、與第一微處理器連接的壓力傳感器(1.2)及其放大調(diào)理電路(1.3)、第一數(shù)據(jù)存儲電路(1.4)、紅外發(fā)射電路(1.5)、報警電路(1.6)、數(shù)碼管顯示電路(1.7)以及光敏電路(1.8);智能手持采集儀(2)包括第二微處理器(2.1)、與第二微處理器集成在一起的功能按鍵電路(2.2)、紅外接收電路(2.3)、串口通訊電路(2.4)、第二數(shù)據(jù)存儲電路(2.5)以及液晶顯不電路(2.6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能式煤礦頂板壓力無線監(jiān)測裝置，其特征是頂板壓力采集裝置中，第一微處理器采用STC15F2K60S2單片機，壓力傳感器采用GPD60礦用壓力傳感器，第一數(shù)據(jù)存儲電路采用鐵電存儲器FM24CL32。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能式煤礦頂板壓力無線監(jiān)測裝置，其特征是智能手持采集儀(2)中，第二微處理器采用STC15F2K60S2單片機，第二數(shù)據(jù)存儲電路采用鐵電存儲器FM24CL512，液晶顯示電路采用DST2001PH TFT-LCD薄膜晶體管液晶顯示器。
【專利摘要】本實用新型涉及頂板壓力監(jiān)測領(lǐng)域，具體為一種智能式煤礦頂板壓力無線監(jiān)測裝置，解決現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)采用有線方式傳輸數(shù)據(jù)，存在維護困難、成本高、受干擾影響大等問題，包括頂板壓力檢測裝置、分站智能手持采集儀和總站監(jiān)測系統(tǒng)，各頂板壓力檢測裝置與分站智能手持采集儀之間采用紅外通訊傳輸數(shù)據(jù)，分站智能手持采集儀和總站監(jiān)測系統(tǒng)之間采用CAN總線傳輸數(shù)據(jù)，頂板壓力采集裝置包括微處理器、壓力傳感器、數(shù)據(jù)存儲電路、紅外發(fā)射電路等，智能手持采集儀包括微處理器、功能按鍵電路、紅外接收電路、數(shù)據(jù)存儲電路等，設(shè)計簡單、實用性強、抗干擾性好、易于安裝調(diào)試，還具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，可以實時監(jiān)測井下壓力，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。
【IPC分類】E21F17/18
【公開號】CN204627669
【申請?zhí)枴緾N201520313140
【發(fā)明人】范子榮
【申請人】山西大同大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月15日