專利名稱：一種arm控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及礦壓安全監(jiān)測領(lǐng)域，具體為一種用于礦井綜采工作面、單體支護(hù)工作面、巷道圍巖礦壓位移的ARM控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的逐步發(fā)展，煤炭開采技術(shù)逐漸向高產(chǎn)高效的方向發(fā)展。但是隨著開采深度和產(chǎn)量不斷加大，頂板冒落、沖擊礦壓、巷道變形等問題也頻繁發(fā)生，造成重大損失，嚴(yán)重影響了煤礦生產(chǎn)計(jì)劃以及危害生命安全。如果外巷內(nèi)有礦工停留，上述事故會(huì)危及礦工的生命安全，甚至釀成惡性事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)在全國煤礦各種重大事故中，涉及到礦山壓力傷人事故占有很大的比例。目前國內(nèi)煤礦大多采用礦下定點(diǎn)監(jiān)測的方式，在巷道內(nèi)施工時(shí)起到了監(jiān)測礦山壓力的功能，對減少因礦山壓力事故造成的人員傷亡和設(shè)備損壞起到了重 要作用。但是對于巷道內(nèi)所有監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測沒有起到一個(gè)整體的觀測效果，這樣可能會(huì)造成某一部分的巷道塌陷導(dǎo)致安路口堵塞的現(xiàn)象，危害礦工生命安全。為了避免和減少礦山壓力事故的發(fā)生而危及到礦工的人身安全，有必要研制開發(fā)一種ARM控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)，保證實(shí)時(shí)對多點(diǎn)礦壓大小進(jìn)行采集，從全局出發(fā)預(yù)測即將發(fā)生的事故，即時(shí)做出處理，最大程度上減少或避免事故帶來的危害。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種ARM控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)礦山壓力監(jiān)測裝置無法起到整體監(jiān)測作用的問題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為一種ARM控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)，包括礦上監(jiān)測部分和礦下檢測部分，其特征在于礦上監(jiān)測部分由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、接入監(jiān)控計(jì)算機(jī)的路由器、與路由器通訊連接的CAN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，礦下檢測部分包括通訊主站、分別與通訊主站通訊連接的多臺通訊分站，每臺通訊分站上分別接入有多路壓力傳感器模塊；所述通訊主站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，通訊主站中ARM控制器與CAN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器通過CAN總線通訊連接，通訊主站中ARM控制器還與各個(gè)通訊分站通過CAN總線通訊連接；所述通訊分站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路、多路選擇開關(guān)構(gòu)成，通訊分站中ARM控制器與通訊主站中ARM控制器通過CAN總線通訊連接，每個(gè)通訊分站對應(yīng)的多路壓力傳感器模塊分別接入多路選擇開關(guān)；所述壓力傳感器模塊包括振弦式壓力傳感器、接入振弦式壓力傳感器輸出端的信號檢測電路、接入振弦式壓力傳感器激勵(lì)線圈的激振電路，各路壓力傳感器接入的信號檢測電路輸出端、激振電路的控制端分別接入對應(yīng)的通訊分站中的多路選擇開關(guān)上。所述的一種ARM控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)，其特征在于通訊主站、通訊分站中的ARM控制器型號均為LPC2129。[0011]所述的一種ARM控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)，其特征在于礦上監(jiān)測部分可擴(kuò)展為多個(gè)計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)連接構(gòu)成的遠(yuǎn)距離監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用振弦式壓力傳感器在各個(gè)不同的工作點(diǎn)及需檢測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)通訊分站所掛載的多路振弦式壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)，并通過CAN總線傳輸?shù)酵ㄓ嵵髡荆瑢?shí)現(xiàn)多對一的工作方式，通訊主站接收到的壓力數(shù)據(jù)通過CAN總線傳輸?shù)骄系腃AN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器，最終數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳到計(jì)算機(jī)上，顯示出待檢測區(qū)域的礦壓情況，工作人員通過判斷壓力的值來做出預(yù)測性分析。本實(shí)用新型從礦井安全性出發(fā)，以及生產(chǎn)的實(shí)際情況，在綜采工作面、單體支護(hù)工作面、巷道圍巖礦壓位移等重要位置進(jìn)行實(shí)時(shí)的礦壓監(jiān)測，以實(shí)現(xiàn)在礦壓事故情況未發(fā)生時(shí)，做出預(yù)測，及時(shí)停止開采工作以及疏散工作人員，以確保井下工作人員的安全以及巷道內(nèi)的設(shè)備不被損傷。本實(shí)用新型具有電路簡單、激振頻率可控、信號響應(yīng)快、高穩(wěn)定性、壽命長的優(yōu)點(diǎn)。
圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型壓力傳感器模塊結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示。一種ARM控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)，包括礦上監(jiān)測部分和礦下檢測部分，礦上監(jiān)測部分由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、接入監(jiān)控計(jì)算機(jī)的路由器、與路由器通訊連接的CAN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，礦下檢測部分包括通訊主站、分別與通訊主站通訊連接的多臺通訊分站，每臺通訊分站上分別接入有多路壓力傳感器模塊；通訊主站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，通訊主站中ARM控制器與CAN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器通過CAN總線通訊連接，通訊主站中ARM控制器還與各個(gè)通訊分站通過CAN總線通訊連接；通訊分站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路、多路選擇開關(guān)構(gòu)成，通訊分站中ARM控制器與通訊主站中ARM控制器通過CAN總線通訊連接，每個(gè)通訊分站對應(yīng)的多路壓力傳感器模塊分別接入多路選擇開關(guān)；壓力傳感器模塊包括振弦式壓力傳感器、接入振弦式壓力傳感器輸出端的信號檢測電路、接入振弦式壓力傳感器激勵(lì)線圈的激振電路，各路壓力傳感器接入的信號檢測電路輸出端、激振電路的控制端分別接入對應(yīng)的通訊分站中的多路選擇開關(guān)上。通訊主站、通訊分站中的ARM控制器型號均為LPC2129。礦上監(jiān)測部分可擴(kuò)展為多個(gè)計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)連接構(gòu)成的遠(yuǎn)距離監(jiān)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型中，通訊主站包括型號為LPC2129的ARM控制器構(gòu)成的帶有自診斷功能的通訊主站，ARM控制器內(nèi)嵌uC/OS操作系統(tǒng)進(jìn)行多任務(wù)管理，ARM控制器上接入有CAN收發(fā)驅(qū)動(dòng)電路，其中型號為LPC2129的ARM控制器內(nèi)部帶有CAN協(xié)議器件。通訊主站主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集各個(gè)通訊分站發(fā)給CAN總線的數(shù)據(jù)并處理后通過CAN總線長距離傳輸給礦上監(jiān)測部分的CAN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器。同時(shí)接收計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制指令。本實(shí)用新型中，通訊分站由型號為LPC2129的ARM控制器、接入ARM控制器的CAN收發(fā)驅(qū)動(dòng)電路以及多路選擇開關(guān)構(gòu)成，多路選擇開關(guān)用來節(jié)約ARM控制器內(nèi)部資源，合理的使用定時(shí)器、計(jì)數(shù)器結(jié)合的方式對壓力傳感器模塊輸出的頻率信號進(jìn)行采樣，通過片選的方式來選取某一個(gè)壓力傳感器模塊。本實(shí)用新型中，壓力數(shù)據(jù)采用CAN總線方式傳輸，這使系統(tǒng)抗干擾能力增強(qiáng)而且?guī)в凶栽\斷功能，使系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)誤碼率極低，同時(shí)便于井下數(shù)據(jù)長距離傳輸。如圖2所示。本實(shí)用新型中，壓力傳感器模塊主要由振弦式壓力傳感器、激振電路、信號檢測電路組成。振弦式壓力傳感器主要用于檢測礦山壓力，振弦式壓力傳感器為機(jī)械裝置，所以具備電路簡單、安裝簡單、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，其中高穩(wěn)定性、信號響應(yīng)快、激振頻率可控等優(yōu)點(diǎn)決定其是礦壓檢測的首選傳感器。激振電路就是通過單片機(jī)發(fā)送一個(gè)頻率可調(diào)節(jié)的脈沖信號去激勵(lì)振弦式壓力傳感器的激振線圈，當(dāng)信號的頻率和振弦式壓力傳感器振弦的固有頻率相接近時(shí)，振弦式壓力傳感器振弦便能達(dá)到共振狀態(tài)。信號檢測電路包括濾波電路和整形電路，振弦式壓力傳感器在受到激振信號時(shí)，振弦便產(chǎn)生振動(dòng)，這個(gè)振動(dòng)信 號由于以正弦波的形式輸出，而采用單片機(jī)檢測此信號的頻率時(shí)必須把正弦波通過整形電路轉(zhuǎn)換成規(guī)則的方波，并且要濾掉干擾信號，使其單片機(jī)檢測的頻率誤差小，所以檢測電路包括濾波電路和整形電路。本實(shí)用新型中，礦上監(jiān)測部分由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、CAN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器、路由器構(gòu)成，主要通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)軟件把檢測的各個(gè)區(qū)域的壓力值顯示出來。CAN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器最終實(shí)現(xiàn)CAN/TCP協(xié)議的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)井下數(shù)據(jù)與井上數(shù)據(jù)的交換，井下采用CAN總線傳輸有利于抗干擾、低誤碼率和長距離傳輸；井上采用網(wǎng)線傳輸有利于局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)共享。路由器把相互連接的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)地點(diǎn)的活動(dòng)，使數(shù)據(jù)分流實(shí)現(xiàn)資源共享。本實(shí)用新型多臺計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)連接構(gòu)成擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控礦壓情況，有利于管理。
權(quán)利要求1.一種ARM控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)，包括礦上監(jiān)測部分和礦下檢測部分，其特征在于礦上監(jiān)測部分由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、接入監(jiān)控計(jì)算機(jī)的路由器、與路由器通訊連接的CAN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，礦下檢測部分包括通訊主站、分別與通訊主站通訊連接的多臺通訊分站，每臺通訊分站上分別接入有多路壓力傳感器模塊； 所述通訊主站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，通訊主站中ARM控制器與CAN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器通過CAN總線通訊連接，通訊主站中ARM控制器還與各個(gè)通訊分站通過CAN總線通訊連接； 所述通訊分站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN總線驅(qū)動(dòng)電路、多路選擇開關(guān)構(gòu) 成，通訊分站中ARM控制器與通訊主站中ARM控制器通過CAN總線通訊連接，每個(gè)通訊分站對應(yīng)的多路壓力傳感器模塊分別接入多路選擇開關(guān)； 所述壓力傳感器模塊包括振弦式壓力傳感器、接入振弦式壓力傳感器輸出端的信號檢測電路、接入振弦式壓力傳感器激勵(lì)線圈的激振電路，各路壓力傳感器接入的信號檢測電路輸出端、激振電路的控制端分別接入對應(yīng)的通訊分站中的多路選擇開關(guān)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種ARM控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)，其特征在于通訊主站、通訊分站中的ARM控制器型號均為LPC2129。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種ARM控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)，其特征在于礦上監(jiān)測部分可擴(kuò)展為多個(gè)計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)連接構(gòu)成的遠(yuǎn)距離監(jiān)控系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種ARM控制的多路壓力傳感器的礦壓檢測系統(tǒng)，由通訊主站、分別與通訊主站通訊連接的多個(gè)通訊分站、分別掛在各個(gè)通訊分站上的壓力傳感器模塊、與通訊主站通訊連接的CAN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器、與CAN/TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器通訊連接的路由器、路由器接入的監(jiān)控計(jì)算機(jī)構(gòu)成。本實(shí)用新型能方便實(shí)現(xiàn)管理人員隨時(shí)隨地及時(shí)了解當(dāng)前壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)，即時(shí)避免礦下不必要的安全事故的發(fā)生。
文檔編號G01L1/10GK202381121SQ20112046648
公開日2012年8月15日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者周孟然, 孫超, 徐磊, 虞鋼, 趙蒼榮 申請人:安徽理工大學(xué)