一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，其技術(shù)特點是：包括無線超聲波堆煤傳感器、接收基站和主控設(shè)備，無線超聲波堆煤傳感器通過2.4G無線頻率與接收基站進行通信實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的上傳功能，所述的接收基站通過以太網(wǎng)與主控設(shè)備相連接，主控設(shè)備對傳感器數(shù)據(jù)進行處理并將處理結(jié)果進行顯示。本發(fā)明利用超聲波測距和無線通信技術(shù)實現(xiàn)無接觸傳感檢測技術(shù)，大大提高了井下監(jiān)控的實時性，提前進行預警，并最大程度上減少皮帶機頭的堆煤風險，提高井下突發(fā)狀況調(diào)度應急處理速度，并且提高危險狀況預判斷時間。
【專利說明】一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在煤礦井運煤過程中，經(jīng)常需要將煤堆傳感器安裝在帶式運輸機上進行煤位高低的檢測?，F(xiàn)有的堆煤傳感器通常采用接觸式堆煤傳感器，其存在的問題是檢測速度慢、精度低且容易損壞，難以滿足產(chǎn)煤機械化程度高、單位時間內(nèi)產(chǎn)煤量大的場合，尤其是當皮帶機頭一旦堆煤，其處理困難，以致影響正常的生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種檢測速度快、精度高且不易損壞的礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，解決了接觸式傳感技術(shù)由于煤礦粉塵環(huán)境失效或誤動作問題。
[0004]本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，包括無線超聲波堆煤傳感器、接收基站和主控設(shè)備，無線超聲波堆煤傳感器通過2.4G無線頻率與接收基站進行通信實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的上傳功能，所述的接收基站通過以太網(wǎng)與主控設(shè)備相連接，主控設(shè)備對傳感器數(shù)據(jù)進行處理并將處理結(jié)果進行顯示。
[0006]而且，所述的無線超聲波堆煤傳感器包括超聲波諧振頻率調(diào)理電路、超聲波回波接收處理電路、單片機處理電路、電池及無線發(fā)射裝置，電池與各個模塊相連接提供工作電源，單片機處理電路與超聲波諧振頻率調(diào)理電路、超聲波回波接收處理電路相連接實現(xiàn)超聲測距功能，所述單片機處理電路與無線發(fā)射裝置相連接實現(xiàn)向接收基站上傳傳感器數(shù)據(jù)的功能。
[0007]而且，所述的單片機處理電路由單片機及其外圍電路連接構(gòu)成，該外圍電路包括晶振輸入模塊、鎖相環(huán)外圍電路、復位電路、顯示及放音電路、電源轉(zhuǎn)換電路。
[0008]而且，所述的超聲波諧振頻率調(diào)理電路由⑶4059芯片及其外圍電路連接構(gòu)成，該電路對單片機產(chǎn)生的40Hz的方波信號進行調(diào)理并產(chǎn)生波信號。
[0009]而且，所述的超聲波回波接收處理電路由前級NE5532放大器電路和后級LM311比較器電路連接構(gòu)成。
[0010]而且，所述無線發(fā)射裝置由驅(qū)動芯片和天線部分組成，其采用Wifi或藍牙模式與接收基站進行通信。
[0011]而且，所述的接收基站由天線、接收芯片和以太網(wǎng)模塊連接構(gòu)成，接收基站采用
2.4G無線頻率與無線超聲波堆煤傳感器進行通信，其通信模式為Wifi或藍牙模式。
[0012]而且，所述的主控設(shè)備由安裝有監(jiān)控軟件的計算機及顯示設(shè)備構(gòu)成，在計算機內(nèi)安裝有以太網(wǎng)卡。[0013]本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:
[0014]1、本發(fā)明利用超聲波測距和無線通信技術(shù)實現(xiàn)無接觸傳感檢測技術(shù)，大大提高了井下監(jiān)控的實時性，提前進行預警，并最大程度上減少皮帶機頭的堆煤風險，提高井下突發(fā)狀況調(diào)度應急處理速度，并且提高危險狀況預判斷時間。
[0015]2、本發(fā)明通過通過語音及顯示方式提示煤礦井下皮帶機頭或轉(zhuǎn)載機頭小于1.5m范圍內(nèi)煤炭。
[0016]3、本發(fā)明使用通過無線方式接入接收基站的交換處，能夠自動識別，實時無縫切換傳輸。
[0017]4、本發(fā)明設(shè)計合理，將其應用于煤礦井下皮帶搭接或轉(zhuǎn)載機頭設(shè)備上，解決了接觸式傳感技術(shù)由于煤礦粉塵環(huán)境失效或誤動作問題，當皮帶機頭或機尾足夠數(shù)量的接收基站時，可以實現(xiàn)全礦井監(jiān)控功能，滿足了煤礦井運煤的自動監(jiān)控的需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)連接示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的無線超聲波堆煤傳感器的電路方框圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述。
[0021]一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，如圖1及圖2所示，包括無線超聲波堆煤傳感器、接收基站和主控設(shè)備，無線超聲波堆煤傳感器通過Wifi無線方式與接收基站進行通信，所述的接收基站與主控設(shè)備通過監(jiān)控網(wǎng)絡與主控設(shè)備相連接，該監(jiān)控網(wǎng)絡采用以太網(wǎng)。所述的無線超聲波堆煤傳感器包括超聲波諧振頻率調(diào)理電路、超聲波回波接收處理電路、單片機處理電路、電池及無線發(fā)射裝置，電池與各個模塊相連接提供工作電源，單片機處理電路與超聲波諧振頻率調(diào)理電路、超聲波回波接收處理電路相連接實現(xiàn)超聲測距功能，該單片機處理電路輸出的超聲波頻率為40HZ。所述單片機處理電路與無線發(fā)射裝置相連接并與接收基站實現(xiàn)無線通信功能，該無線發(fā)射裝置與接收基站之間采用2.4GHz的通信頻率進行通信，接收基站安裝在礦井下的不同位置用于接收各個無線超聲波堆煤傳感器數(shù)據(jù)并通過監(jiān)控網(wǎng)絡傳送到主控設(shè)備，主控設(shè)備對傳感器數(shù)據(jù)進行處理并將處理結(jié)果顯示出來。下面對系統(tǒng)中的各個部分分別進行說明:
[0022]超聲波諧振頻率調(diào)理電路由CD4059芯片及其外圍電路構(gòu)成，該電路能夠?qū)纹瑱C產(chǎn)生的40Hz的方波信號進行調(diào)理，從而產(chǎn)生諧振并發(fā)射產(chǎn)生波信號。
[0023]超聲波回波接收處理電路包括前級NE5532放大器電路和后級LM311比較器電路。前級電路采用NE5532構(gòu)成10000倍放大器，對接收信號進行放大；后級采用LM311比較器對接收信號進行調(diào)整，比較電壓為LM311的管腳處，可由跳線選擇不同的比較電壓以選擇不同的測距模式。本系統(tǒng)可以采用多種測距模式，通過測距模式跳線可以選擇短距測量模式、中距測量模式或距離可調(diào)模式。而針對前兩種測量模式，提供了不同參數(shù)的范例程序，跳線選擇不同的模式時，要選用相對應的程序進行測量.[0024]無線發(fā)射裝置由驅(qū)動芯片和天線部分組成，其無線通信頻率為2.4GHz，采用Wifi節(jié)點模式進行通信，同時帶有藍牙接口可以選用。[0025]單片機處理電路包括單片機及其外圍電路，該外圍電路包括晶振輸入模塊(OSC)、鎖相環(huán)外圍電路(PLL)、復位電路(RESET)、顯示及放音電路(DAC)、電源轉(zhuǎn)換電路(DC/DC)。單片機處理電路與超聲波諧振頻率調(diào)理電路、超聲波回波接收處理電路及無線發(fā)射裝置相連接實現(xiàn)相應的控制功能。
[0026]接收基站由天線、接收芯片和以太網(wǎng)模塊組成，監(jiān)控設(shè)備由PC主機及顯示部分組成，接收基站采用2.4G頻段，Wifi熱點模式，并帶有藍牙接口選用，同時加入光纖接口和以太網(wǎng)接口可以采用多種接口模式連接到監(jiān)控網(wǎng)絡中。接收基站安裝在礦井下的不同位置，用于采集無線超聲波堆煤傳感器的數(shù)據(jù)。
[0027]主控設(shè)備由安裝有監(jiān)控軟件的計算機及顯示設(shè)備構(gòu)成，在計算機內(nèi)安裝有以太網(wǎng)卡并連接到監(jiān)控網(wǎng)絡中，通過接收無線超聲波堆煤傳感器的數(shù)據(jù)并通過監(jiān)控軟件進行處理并通過顯示設(shè)備顯示監(jiān)測結(jié)果。
[0028]本系統(tǒng)應用于煤礦井下皮帶搭接或轉(zhuǎn)載機頭設(shè)備，堆煤傳感器利用超聲波信號來檢測皮帶搭接或轉(zhuǎn)載機頭的煤位高低，并進行數(shù)據(jù)顯示，提前預警或停車的方式，以防止皮帶機頭堆煤，此裝置通過電池供電。另外，預警或停車的方式處理，通過堆煤傳感器中的無線發(fā)射裝置發(fā)射到基站，使用接收基站的傳輸網(wǎng)絡上傳至主控設(shè)備內(nèi)，主控設(shè)備通過接收無線信號，下發(fā)指令給皮帶機等是否停機或預警。
[0029]本發(fā)明將無線通信和超聲波測距結(jié)合在一起，并應用于井下六大保護系統(tǒng)中。其采用穩(wěn)定可靠的超聲波和單片機處理技術(shù)并經(jīng)過無線傳輸，通過無線基站接收傳達給主控設(shè)備，主控設(shè)備接收信號后，來下達給主控設(shè)備預警及停車指令，并適時的顯示。
[0030]需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，其特征在于:包括無線超聲波堆煤傳感器、接收基站和主控設(shè)備，無線超聲波堆煤傳感器通過2.4G無線頻率與接收基站進行通信實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的上傳功能，所述的接收基站通過以太網(wǎng)與主控設(shè)備相連接，主控設(shè)備對傳感器數(shù)據(jù)進行處理并將處理結(jié)果進行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，其特征在于:所述的無線超聲波堆煤傳感器包括超聲波諧振頻率調(diào)理電路、超聲波回波接收處理電路、單片機處理電路、電池及無線發(fā)射裝置，電池與各個模塊相連接提供工作電源，單片機處理電路與超聲波諧振頻率調(diào)理電路、超聲波回波接收處理電路相連接實現(xiàn)超聲測距功能，所述單片機處理電路與無線發(fā)射裝置相連接實現(xiàn)向接收基站上傳傳感器數(shù)據(jù)的功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，其特征在于:所述的單片機處理電路由單片機及其外圍電路連接構(gòu)成，該外圍電路包括晶振輸入模塊、鎖相環(huán)外圍電路、復位電路、顯示及放音電路、電源轉(zhuǎn)換電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，其特征在于:所述的超聲波諧振頻率調(diào)理電路由CD4059芯片及其外圍電路連接構(gòu)成，該電路對單片機產(chǎn)生的40Hz的方波信號進行調(diào)理并產(chǎn)生波信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，其特征在于:所述的超聲波回波接收處理電路由前級NE5532放大器電路和后級LM311比較器電路連接構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，其特征在于:所述無線發(fā)射裝置由驅(qū)動芯片和天線部分組成，其采用Wifi或藍牙模式與接收基站進行通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，其特征在于:所述的接收基站由天線、接收芯片和以太網(wǎng)模塊連接構(gòu)成，接收基站采用2.4G無線頻率與無線超聲波堆煤傳感器進行通信，其通信模式為Wifi或藍牙模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用本安型無線超聲波堆煤傳感器系統(tǒng)，其特征在于:所述的主控設(shè)備由安裝有監(jiān)控軟件的計算機及顯示設(shè)備構(gòu)成，在計算機內(nèi)安裝有以太網(wǎng)卡。
【文檔編號】G01F23/296GK103604482SQ201310576339
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】張戰(zhàn)永, 王帥, 朱繼斌 申請人:天津華寧電子有限公司