煤礦用具有多通信接口的光纖測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光纖測(cè)溫的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，具體指一種煤礦上使用的，具有多種通信接口可以與其他多種系統(tǒng)通信組成網(wǎng)絡(luò)的光纖測(cè)溫的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦的生產(chǎn)環(huán)境充滿了多種危險(xiǎn)源，采礦過(guò)程中往往受到火災(zāi)、水災(zāi)、塵害、頂板等災(zāi)害的威脅，其中由煤炭自燃及瓦斯爆炸所引起的火災(zāi)是制約煤礦安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。一旦發(fā)生火災(zāi)，會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此，準(zhǔn)確地對(duì)礦井火災(zāi)進(jìn)行預(yù)測(cè)報(bào)警，盡早的采取滅火措施是煤礦安全生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前，針對(duì)煤礦火情火災(zāi)報(bào)警最有效的方法是采用線型溫度監(jiān)測(cè)，傳統(tǒng)的線型溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)是建立在氣體力學(xué)或電氣科學(xué)的基礎(chǔ)上，只能提供非常少的信息和功能，即使一些火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中使用溫感電纜進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也不能在線監(jiān)測(cè)溫度的變化，而只能在火災(zāi)發(fā)生后大致給出區(qū)域的報(bào)警信號(hào)。
[0003]在煤礦井下工作時(shí)，傳統(tǒng)的電溫度傳感器容易受強(qiáng)電磁干擾，也不宜在易燃易爆環(huán)境或腐蝕性環(huán)境中工作，并且還存在難于安裝、難于布線、難于維護(hù)等問(wèn)題。而分布式光纖溫度傳感器恰恰能夠滿足煤礦井下工作的各種要求，且空間分辨率高，誤差小，光纖上任意一點(diǎn)既是敏感單元，又是其他敏感單元的信息傳輸通道，可獲得被測(cè)量沿光纖分布的空間和時(shí)間變化的信息，實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)和有效定位。利用該技術(shù)組成的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)可在煤礦井下實(shí)現(xiàn)在線安全監(jiān)測(cè)，分布式光纖測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用于煤礦火災(zāi)監(jiān)測(cè)方面會(huì)前景廣闊。
[0004]傳統(tǒng)的分布式光纖傳感系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理部分是直接由一臺(tái)計(jì)算機(jī)擔(dān)任，在煤礦這種環(huán)境惡劣的條件下，體積略顯龐大，工作穩(wěn)定性不好，與其他系統(tǒng)的通信協(xié)同工作不夠友好，使用起來(lái)不夠靈活。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了避免傳統(tǒng)煤礦光纖測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)的不足，采用嵌入式技術(shù)，使用微型處理器作為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的核心處理器，并增加了多種通信接口，減小了系統(tǒng)的體積，增加了系統(tǒng)使用的靈活性。本實(shí)用新型通過(guò)使用FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，使用DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算，用ARM處理器進(jìn)行顯示、輸入和通信控制，極大地減小了系統(tǒng)的體積，系統(tǒng)運(yùn)行速度得到提高，可以方便的與其他系統(tǒng)進(jìn)行兼容，增加了使用的靈活性和便利性。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0007]煤礦用具有多通信接口的光纖測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征是由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分、數(shù)據(jù)運(yùn)算部分和數(shù)據(jù)顯示通信部分組成；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分由FPGA模塊和存儲(chǔ)模塊組成；所述數(shù)據(jù)運(yùn)算部分由DSP模塊組成；所述數(shù)據(jù)顯示通信部分是由ARM模塊、液晶模塊、鍵盤模塊、SPI接口、I2C接口、CAN接口、485接口和2.4G無(wú)線模塊組成；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分與數(shù)據(jù)運(yùn)算部分通過(guò)McBSP進(jìn)行連接；所述數(shù)據(jù)運(yùn)算部分和數(shù)據(jù)顯示通信部分通過(guò)SPI總線相連接。
[0008]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在:
[0009]本實(shí)用新型的采用FPGA、DSP、ARM處理器作為數(shù)據(jù)處理的核心，極大地減小了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的體積，更加適合在煤礦井下空間狹小的巷道中使用，并且充分發(fā)揮了 FPGA高速的并行處理能力、DSP的高速數(shù)據(jù)計(jì)算能力和ARM的硬件資源豐富的優(yōu)點(diǎn)，使得數(shù)據(jù)處理速度更快，效率更高，穩(wěn)定性更強(qiáng)。本實(shí)用新型不僅包括了液晶模塊和鍵盤模塊還增加了SPI接口、I2C接口、CAN接口、485接口和2.4G無(wú)線模塊，使得此系統(tǒng)不僅可以在本地顯示光纖測(cè)溫的相關(guān)數(shù)據(jù)，還可以和其他系統(tǒng)進(jìn)行通信組網(wǎng)，增加了本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的兼容性，使得本系統(tǒng)使用更加靈活、便利，使用范圍更廣，功能更加強(qiáng)大。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，是所述煤礦用具有多通信接口的光纖測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其特征是由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分、數(shù)據(jù)運(yùn)算部分和數(shù)據(jù)顯示通信部分組成；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分由FPGA模塊和存儲(chǔ)模塊組成；所述數(shù)據(jù)運(yùn)算部分由DSP模塊組成；所述數(shù)據(jù)顯示通信部分是由ARM模塊、液晶模塊、鍵盤模塊、SPI接口、I2C接口、CAN接口、485接口和2.4G無(wú)線模塊組成；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分與數(shù)據(jù)運(yùn)算部分通過(guò)McBSP進(jìn)行連接；所述數(shù)據(jù)運(yùn)算部分和數(shù)據(jù)顯示通信部分通過(guò)SPI總線相連接。
[0012]本實(shí)用新型工作時(shí)，光纖測(cè)溫系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)輸入到FPGA中，由于光纖測(cè)溫采集到的數(shù)據(jù)量非常龐大，為了能處理所有的數(shù)據(jù)，避免處理核心處理數(shù)據(jù)速度慢而丟失數(shù)據(jù)，所以利用FPGA高速的并行處理能力先將收到的大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊中，再根據(jù)DSP計(jì)算數(shù)據(jù)的能力，不斷地將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送到DSP中。DSP把接收到的數(shù)據(jù)快速的進(jìn)行計(jì)算得到各點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，再發(fā)送到ARM中，ARM將收到的溫度數(shù)據(jù)在液晶模塊中顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)本地顯示測(cè)量溫度的功能，并根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的溫度參數(shù)進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警。在需要與其它系統(tǒng)進(jìn)行通信時(shí)，根據(jù)其他系統(tǒng)通信接口的種類，連接到本實(shí)用新型中的對(duì)應(yīng)種類的通信接口中，并使用鍵盤模塊進(jìn)行通信接口的選擇，即可實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)通信的功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.煤礦用具有多通信接口的光纖測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征是由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分、數(shù)據(jù)運(yùn)算部分和數(shù)據(jù)顯示通信部分組成；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分由FPGA模塊和存儲(chǔ)模塊組成；所述數(shù)據(jù)運(yùn)算部分由DSP模塊組成；所述數(shù)據(jù)顯示通信部分是由ARM模塊、液晶模塊、鍵盤模塊、SPI接口、I2C接口、CAN接口、485接口和2.4G無(wú)線模塊組成；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分與數(shù)據(jù)運(yùn)算部分通過(guò)McBSP進(jìn)行連接；所述數(shù)據(jù)運(yùn)算部分和數(shù)據(jù)顯示通信部分通過(guò)SPI總線相連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了煤礦用具有多通信接口的光纖測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征是由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分、數(shù)據(jù)運(yùn)算部分和數(shù)據(jù)顯示通信部分組成；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分由FPGA模塊和存儲(chǔ)模塊組成；所述數(shù)據(jù)運(yùn)算部分由DSP模塊組成；所述數(shù)據(jù)顯示通信部分是由ARM模塊、液晶模塊、鍵盤模塊、SPI接口、I2C接口、CAN接口、485接口和2.4G無(wú)線模塊組成；本實(shí)用新型使用了FPGA模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)接收存儲(chǔ)，使用DSP模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，使用ARM模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示和通信傳輸，增加了傳統(tǒng)光纖測(cè)溫系統(tǒng)功能單一、無(wú)法通信組網(wǎng)的缺點(diǎn)，使用嵌入式技術(shù)大大減小了系統(tǒng)的體積，使用方便，功能更加強(qiáng)大實(shí)用。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號(hào)】CN205049916
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520822239
【發(fā)明人】韓濤, 黃友銳, 凌六一, 徐善永, 陳珍萍, 唐超禮
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年10月19日