一種多功能智能型分站的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種多功能智能型分站，包括主處理器，以及分別與主處理器相連的電源管理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊、顯示模塊、控制輸出電路、數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、紅外遙控電路；其改進(jìn)在于，所述智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊由多個(gè)并列的數(shù)據(jù)采集控制器組成；每個(gè)數(shù)據(jù)采集控制器由一塊處理器LM3S2793和RS-485通信模塊及總線端口組成。它采用數(shù)據(jù)采集控制器并行設(shè)置的工作模式，極大的提高了數(shù)據(jù)采集速度；同時(shí)，將主處理器從巡檢控制中解放處理，提高了其實(shí)時(shí)處理能力和速度，同時(shí)功能也更為強(qiáng)大。使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為簡單，安裝維護(hù)更方便，可以極大的降低生產(chǎn)安全監(jiān)控的成本。
【專利說明】一種多功能智能型分站
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種多功能智能型分站裝置，具體涉及適用于礦山安全監(jiān)控及人員定位、視頻監(jiān)控多系統(tǒng)。具備安全監(jiān)控、人員定位數(shù)據(jù)采集、分析控制、數(shù)據(jù)通信及視頻數(shù)據(jù)接入傳輸?shù)榷喾N功能。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，為確保礦山安全生產(chǎn)，各種先進(jìn)技術(shù)設(shè)備不斷應(yīng)用于礦山安全監(jiān)控管理領(lǐng)域?，F(xiàn)有各類礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)就是運(yùn)用先進(jìn)的傳感技術(shù)、通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦山井下作業(yè)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及預(yù)警，并實(shí)現(xiàn)“信息化和高度自動(dòng)化”;為礦井安全監(jiān)控提供環(huán)境參量采集、分級(jí)預(yù)警、超限控制、緊急呼叫等多方面的管控功能，一旦發(fā)生安全事故或出現(xiàn)安全隱患，系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警、緊急聯(lián)動(dòng)等操作，地面管理人員也可通過該系統(tǒng)數(shù)據(jù)判斷事故范圍、級(jí)別，并給出應(yīng)急處理預(yù)案，也可按需要群發(fā)或向特定人員發(fā)送報(bào)警信息，以利搶險(xiǎn)救災(zāi)和安全救護(hù)工作的高效運(yùn)作。
[0003]礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的硬件主要包括監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸接口、監(jiān)控分站、傳感器、執(zhí)行器和電源等。其中，現(xiàn)有監(jiān)控分站包括電源管理模塊、主處理器、與上位機(jī)的RS-485模塊、顯示模塊、控制輸出電路、數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路和紅外遙控電路等，其作用主要包括:a)采集傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，包括顯示、存儲(chǔ)、比較判斷、超限斷電控制、報(bào)警；接收到上一級(jí)數(shù)據(jù)傳輸接口巡檢命令上傳數(shù)據(jù)；b)具有初始化參數(shù)掉電保護(hù)功能，分站停電后初始化參數(shù)不會(huì)丟失。c)對分站供電電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，采集供電電源電壓、電流、后備電池狀態(tài)等信息上傳地面顯示等。其數(shù)據(jù)采集、控制分析、通信都采用一個(gè)處理器完成，采用RS-485主從通信方式。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)控分站根據(jù)單一系統(tǒng)需求分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，存在分站的功能單一、通用性差、數(shù)據(jù)采集處理能力有限等問題。在實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)致系統(tǒng)分站級(jí)的設(shè)備繁多、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝維護(hù)成本高等突出問題。此外，監(jiān)控分站在系統(tǒng)組網(wǎng)中多處于從節(jié)點(diǎn)地位，依靠中心站巡檢進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，一方面造成了系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集周期長，同時(shí)也增加了上一級(jí)設(shè)備的負(fù)荷，降低了系統(tǒng)的效率，難以滿足礦山安全生產(chǎn)全方位監(jiān)控及多系統(tǒng)融合的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的是解決系統(tǒng)分站級(jí)的設(shè)備繁多、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝維護(hù)成本高等突出問題，提供一種多功能智能型分站。
[0006]實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種多功能智能型分站，包括主處理器，以及分別與主處理器相連的電源管理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊、顯示模塊、控制輸出電路、數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路和紅外遙控電路；其特征在于，所述智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊由多個(gè)并列的數(shù)據(jù)采集控制器組成；每個(gè)數(shù)據(jù)采集控制器由處理器LM3S2793和RS-485通信模塊及總線端口組成。
[0007]進(jìn)一步，所述智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊由3 — 20個(gè)并列的數(shù)據(jù)采集控制器組成。
[0008]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊由串口網(wǎng)橋及一個(gè)內(nèi)含2光3電工業(yè)交換機(jī)模塊組成，外設(shè)2個(gè)光傳輸端口和2個(gè)RJ45網(wǎng)絡(luò)端口。
[0009]相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、采用多個(gè)數(shù)據(jù)采集控制器并行設(shè)置的工作模式，極大的提高了數(shù)據(jù)采集速度。
[0011]2、使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為簡單，安裝維護(hù)更方便，可以極大的降低生產(chǎn)安全監(jiān)控的成本。
[0012]3、數(shù)據(jù)傳輸模塊采用串口網(wǎng)橋、交換機(jī)模塊，向外提供SC網(wǎng)絡(luò)光口(1310/1550nm傳輸波長)和RJ45網(wǎng)絡(luò)電口，可用于與中心站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或接入數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等，具有速度快，距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有多功能能智能型分站的電路原理方框圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型多功能智能型分站實(shí)例的電路原理方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]參見圖1，一種多功能智能型分站，包括電源管理模塊、主處理器、數(shù)據(jù)傳輸模塊、智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊、顯示模塊、控制輸出電路、數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路和紅外遙控電路等。
[0017]如圖2所示，本實(shí)用新型在現(xiàn)有的功能智能型分站基礎(chǔ)上，其改進(jìn)在于，所述智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊由多個(gè)(如4個(gè))并列的數(shù)據(jù)采集控制器組成，每個(gè)數(shù)據(jù)采集控制器由一塊處理器LM3S2793和RS-485通信模塊及總線端口組成。RS-485通信模塊靈敏度很高，可以檢測低至200mV電壓。所述數(shù)據(jù)采集控制器可以按其編制好的程序?qū)S-485總線上的智能傳感器進(jìn)行巡檢，采集傳感器數(shù)據(jù)并經(jīng)校驗(yàn)、初步處理后上傳給主處理器模塊。所述的數(shù)據(jù)采集控制器并行工作，極大的提高了數(shù)據(jù)采集速度。同時(shí)，可以把主處理器從巡檢控制中解放處理，提高了其實(shí)時(shí)處理能力和速度。所述的智能傳感器可以是氣體濃度、液位、風(fēng)速、壓力等安全監(jiān)控參量傳感器，也可以是人員定位信息采集器(讀卡器或動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器)。
[0018]本實(shí)施例中，各功能模塊的配置為:
[0019]1、電源管理模塊的主要功能為:將220V/380V交流電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合各模塊和配接設(shè)備使用的24V、5V、3.3V等直流電源，同時(shí)具備電池供電，可實(shí)現(xiàn)交直流自動(dòng)切換及電池充放電管理及電量監(jiān)測功能。
[0020]2、主處理器采用基于ARMCortex-M3內(nèi)核控制器LM3S2793，具有高性能32位數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，運(yùn)算速度快。所述主處理器與數(shù)據(jù)傳輸模塊、智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，單向接收數(shù)據(jù)采集電路、紅外遙控電路信號(hào)，單向輸出信號(hào)給控制輸出電路和顯示模塊。主處理器電路由單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路、下載及調(diào)試端口組成。
[0021]3、智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊采用多個(gè)數(shù)據(jù)采集控制器并行設(shè)置的工作模式，極大的提高了數(shù)據(jù)采集速度；同時(shí)，將主處理器從巡檢控制中解放處理，提高了其實(shí)時(shí)處理能力和速度，同時(shí)功能也更為強(qiáng)大。
[0022]4、數(shù)據(jù)傳輸模塊包括串口網(wǎng)橋、交換機(jī)模塊，向外提供SC網(wǎng)絡(luò)光口(1310/1550nm傳輸波長)和RJ45網(wǎng)絡(luò)電口，可用于與中心站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或接入數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等；所述的SC網(wǎng)絡(luò)光口和RJ45網(wǎng)絡(luò)電口可以是2個(gè)或多個(gè)。
[0023]5、顯示模塊包括狀態(tài)指示燈電路和顯示電路；顯示電路可以采用數(shù)碼管或液晶，具有通信狀態(tài)指示和設(shè)備狀態(tài)指示功能。
[0024]6、控制輸出模塊根據(jù)主處理器輸出的控制指令實(shí)現(xiàn)斷電功能，外設(shè)4路輸出端口，輸出4路無源觸點(diǎn)信號(hào)控制遠(yuǎn)程斷電裝置，同時(shí)具備擴(kuò)展接口，可擴(kuò)展4路遠(yuǎn)程斷電信號(hào)輸出。
[0025]7、數(shù)據(jù)采集電路，可以采集模擬信號(hào)或開關(guān)量信號(hào)，外設(shè)8路輸入端口 ；采集類型選擇可以通過遙控或中心站進(jìn)行設(shè)置。
[0026]8、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路由FM25V02鐵電存儲(chǔ)及外圍電路組成；
[0027]9、紅外遙控電路包括紅外接收模塊和紅外解碼模塊；
[0028]本實(shí)用新型具備獨(dú)立工作功能。監(jiān)控中心初始化分站后，分站就可以按照保存的控制邏輯執(zhí)行控制。
[0029]本實(shí)用新型的工作流程為:監(jiān)控中心初始化分站，分站主控制器獲得端口配置信息并對相應(yīng)端口進(jìn)行配置并保存配置信息。本實(shí)用新型主處理器給數(shù)據(jù)采集控制器下發(fā)數(shù)據(jù)采集命令，數(shù)據(jù)采集器接收到數(shù)據(jù)采集命令后，通過巡檢方式采集總線上智能型傳感器數(shù)據(jù)，經(jīng)校驗(yàn)和初步處理后上傳給主處理器，所述的數(shù)據(jù)采集控制器為多個(gè)(圖示為4個(gè))。主處理器模塊控制數(shù)據(jù)采集電路完成模擬量和開關(guān)量信號(hào)的采集及處理。主處理器對智能傳感器、模擬量和開關(guān)量信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，輸出顯示及控制信號(hào)給顯示模塊和輸出控制電路，并將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送給中心站。
[0030]分站可以按預(yù)設(shè)置的數(shù)據(jù)采集控制及預(yù)警參數(shù)獨(dú)立工作，主處理器對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理判斷，按照定義的控制邏輯輸出相應(yīng)的控制輸出，實(shí)現(xiàn)對智能控制工作。
[0031]此外，分站也作為數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備使用，下一級(jí)的設(shè)備或數(shù)據(jù)攝像機(jī)接入分站的SC網(wǎng)絡(luò)光口或RJ45網(wǎng)絡(luò)電口，可以通過數(shù)據(jù)傳輸模塊將數(shù)據(jù)上傳到中心站。
[0032]本實(shí)用新型的多功能智能分站是礦山安全生產(chǎn)相關(guān)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,實(shí)時(shí)采集前端傳感器和人員目標(biāo)識(shí)別器或讀卡器數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳及與中心站的數(shù)據(jù)通信功能。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能智能型分站，包括主處理器，以及分別與主處理器相連的電源管理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊、顯示模塊、控制輸出電路、數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路和紅外遙控電路；其特征在于，所述智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊由多個(gè)并列的數(shù)據(jù)采集控制器組成；每個(gè)數(shù)據(jù)采集控制器由處理器LM3S2793和RS-485通信模塊及總線端口組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能智能型分站，其特征在于，所述智能傳感器數(shù)據(jù)采集控制模塊由3 — 20個(gè)并列的數(shù)據(jù)采集控制器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能智能型分站，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊由串口網(wǎng)橋及一個(gè)內(nèi)含2光3電工業(yè)交換機(jī)模塊組成，外設(shè)2個(gè)光傳輸端口和2個(gè)RJ45網(wǎng)絡(luò)端口。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203773306SQ201320872413
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】何達(dá)文, 程俞瀚, 劉熾, 全太鋒, 周斌, 孫申厚 申請人:重慶梅安森科技股份有限公司