礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置的制造方法
【專利摘要】礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置，涉及一種礦井環(huán)境參數(shù)檢測(cè)傳感器，具體涉及一種礦井無(wú)線溫濕度測(cè)量裝置。為了解決當(dāng)前礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中溫度傳感器采用“固定位置安設(shè)+有線傳輸”的監(jiān)測(cè)方式存在檢測(cè)點(diǎn)少、布置移動(dòng)困難、無(wú)法快速跟進(jìn)工作面移動(dòng)的問題，本實(shí)用新型的STC89C52型號(hào)微控制器的RST引腳連接復(fù)位電路；STC89C52型號(hào)微控制器的P3.0/RXD引腳和P3.1/TXD引腳分別連接CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的P0.5/RX1引腳和P0.4/TX1引腳。本實(shí)用新型適用于礦井的溫濕度檢測(cè)。
【專利說(shuō)明】
礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種礦井環(huán)境參數(shù)檢測(cè)傳感器，具體涉及一種礦井無(wú)線溫濕度測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦進(jìn)入深部開采，井下作業(yè)環(huán)境溫度越來(lái)越高，熱害已煤炭行業(yè)重要災(zāi)害之一，礦井熱害監(jiān)測(cè)是熱害防治的前提，而礦井熱災(zāi)害的監(jiān)測(cè)與防治主要涉及到井下環(huán)境的溫度和濕度兩個(gè)方面。當(dāng)前礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)采用溫度傳感器“固定位置安設(shè)+有線傳輸”的監(jiān)測(cè)方式，存在著檢測(cè)點(diǎn)少、布置移動(dòng)困難、無(wú)法快速跟進(jìn)工作面移動(dòng)等缺點(diǎn)，無(wú)法達(dá)到全礦井實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，因此，亟需從傳感器數(shù)量和傳感器布置方式兩個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。采用無(wú)線傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫濕度的實(shí)時(shí)無(wú)線監(jiān)測(cè)有助于構(gòu)建基于礦山物聯(lián)網(wǎng)體系的新型礦井熱害監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)，彌補(bǔ)當(dāng)前熱害監(jiān)測(cè)的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型為了解決當(dāng)前礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)中溫度傳感器采用“固定位置安設(shè)+有線傳輸”的監(jiān)測(cè)方式存在檢測(cè)點(diǎn)少、布置移動(dòng)困難、無(wú)法快速跟進(jìn)工作面移動(dòng)的問題。
[0004]礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置包括:STC89C52型號(hào)的微控制器、CC2530型號(hào)的無(wú)線通信模塊、AM2302型號(hào)的數(shù)字溫濕度傳感器、DS18B20型號(hào)的溫度傳感器、MAX3232型號(hào)的射頻模塊、復(fù)位電路和DB9數(shù)據(jù)聯(lián)接器；
[0005]STC89C52型號(hào)微控制器的RST引腳連接復(fù)位電路；
[0006]STC89C52型號(hào)微控制器的P3.0/RXD引腳和P3.1/TXD引腳分別連接CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的P0.5/RX1引腳和P0.4/TX1引腳；
[0007]CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的？0.6引腳連接六12302型號(hào)數(shù)字溫濕度傳感器的3號(hào)引腳;CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的P0.7引腳連接DS18B20型號(hào)溫度傳感器的2號(hào)引腳；
[0008]CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的P0.3/TX0引腳和P0.2/RX0引腳分別連接MAX3232型號(hào)的射頻模塊的T2IN引腳和R20UT引腳；
[0009 ] MAX3232型號(hào)的射頻模塊連接DB9數(shù)據(jù)聯(lián)接器。
[0010]本實(shí)用新型采用無(wú)線監(jiān)測(cè)方式，可以隨意布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)、擴(kuò)展靈活，針對(duì)比較復(fù)雜、不易有線布置的礦井環(huán)境和臨時(shí)作業(yè)點(diǎn)也能夠快速布置監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，可以根據(jù)監(jiān)測(cè)范圍大小有效設(shè)置傳感器數(shù)量、擴(kuò)展檢測(cè)范圍，能夠快速跟進(jìn)工作面的移動(dòng)進(jìn)度。
[0011 ] 礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置通過(guò)溫度傳感器采集溫度信息，通過(guò)濕度傳感器采濕度信息，并將溫度和濕度信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳達(dá)至微控制器存儲(chǔ)起來(lái);微控制器的定時(shí)功能可以將所收集到的信息按固定時(shí)間間隔傳送到射頻模塊，射頻模塊將其轉(zhuǎn)化為無(wú)線信號(hào)發(fā)射出去;溫度信息、濕度信息經(jīng)由傳感器和微控制器最終經(jīng)射頻模塊發(fā)射出去就完成了一次溫濕度的采集任務(wù);在每一次完整的過(guò)程中個(gè)模塊所需能量均由電池電源提供，采用延時(shí)發(fā)射節(jié)電技術(shù)降低能耗，延長(zhǎng)使用壽命。
[0012]礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置的井下無(wú)線通信技術(shù)采用Contiki專用網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)搭配Rime網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧來(lái)實(shí)現(xiàn)，使網(wǎng)絡(luò)具備自動(dòng)組網(wǎng)、離網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化等特點(diǎn)C3Rime網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中使用的Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，不會(huì)出現(xiàn)因某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致其后所有節(jié)點(diǎn)無(wú)法通信的狀況。依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》要求在井下布置溫、濕度檢測(cè)傳感器和無(wú)線Mesh傳感器網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成礦井無(wú)線溫、濕度一體化檢測(cè)系統(tǒng)；如圖1所示，溫、濕度傳感器負(fù)責(zé)對(duì)布置區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)的溫、濕度數(shù)據(jù)采集，通過(guò)Mesh網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的MAP節(jié)點(diǎn)匯集，MAP節(jié)點(diǎn)除了溫、濕度采集功能還具備與上位機(jī)通信的能力，其自身接收到的數(shù)據(jù)或者自身檢測(cè)的數(shù)據(jù)均通過(guò)MP節(jié)點(diǎn)向MPP節(jié)點(diǎn)匯聚，再由MPP節(jié)點(diǎn)傳輸給AC，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息的傳輸，上位機(jī)對(duì)收集到的井下溫、濕度信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)觀察礦區(qū)中需要檢測(cè)的各個(gè)部分的溫、濕度變化情況，對(duì)其中異常區(qū)域做出迅速的應(yīng)急反應(yīng)，根據(jù)上位機(jī)監(jiān)控界面中自組網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖進(jìn)行定位，發(fā)出預(yù)警信號(hào)，礦山安檢隊(duì)員也可以根據(jù)本系統(tǒng)中提供的數(shù)據(jù)和信息，迅速了解溫度異常的位置情況，及時(shí)采取相應(yīng)措施。圖1中AC(Access Control Ier)為接入控制器，控制WLAN內(nèi)的溫、濕度測(cè)量裝置AP;MP(MeshPoint)為通過(guò)無(wú)線與MPP連接的，但是不接入Client的無(wú)線接入點(diǎn)，起到橋接功能；MAP(Mesh Access Point)為同時(shí)提供Mesh服務(wù)和接入服務(wù)的無(wú)線接入點(diǎn);MPP(Mesh PortalPoint)為通過(guò)有線與AC連接的無(wú)線接入點(diǎn);Mesh鏈路為由一系列Mesh連接級(jí)聯(lián)成的無(wú)線鏈路。
[0013]本實(shí)用新型可以在不易布線的礦井環(huán)境和臨時(shí)作業(yè)點(diǎn)快速布置監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)展監(jiān)測(cè)范圍；集成溫濕度檢測(cè)和無(wú)線通信功能，可以實(shí)現(xiàn)溫濕度的移動(dòng)檢測(cè)，可為礦井構(gòu)建多層溫濕度監(jiān)測(cè)體系。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為Rime中的Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為STC89C52型號(hào)的微控制器電路示意圖；
[0016]圖3為CC2530型號(hào)的無(wú)線通信模塊電路示意圖；
[0017]圖4為AM2302型號(hào)的數(shù)字溫濕度傳感器電路示意圖；
[0018]圖5為DS18B20型號(hào)的溫度傳感器電路示意圖；
[0019]圖6為MAX3232型號(hào)的射頻模塊電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]【具體實(shí)施方式】一:
[0021]礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置包括:STC89C52型號(hào)的微控制器、CC2530型號(hào)的無(wú)線通信模塊、AM2302型號(hào)的數(shù)字溫濕度傳感器、DS18B20型號(hào)的溫度傳感器、MAX3232型號(hào)的射頻模塊、復(fù)位電路和DB9數(shù)據(jù)聯(lián)接器；
[0022]如圖2所示，STC89C52型號(hào)微控制器的RST引腳連接復(fù)位電路；
[0023]如圖2和圖3所示，STC89C52型號(hào)微控制器的P3.0/RXD引腳和P3.1/TXD引腳分別連接CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的P0.5/RX1引腳和P0.4/TX1引腳；
[0024]如圖2和圖4所示，CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的?0.6引腳連接六12302型號(hào)數(shù)字溫濕度傳感器的3號(hào)引腳；
[0025]如圖2和圖5所示，CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的？0.7引腳連接0318820型號(hào)溫度傳感器的2號(hào)引腳；
[0026]如圖2和圖6所示，CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的P0.3/TX0引腳和P0.2/RX0引腳分別連接MAX3232型號(hào)的射頻模塊的T2IN引腳和R20UT引腳；
[0027]如圖6所示，MAX3232型號(hào)的射頻模塊連接DB9數(shù)據(jù)聯(lián)接器。
[0028]本實(shí)用新型采用無(wú)線監(jiān)測(cè)方式，可以隨意布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)、擴(kuò)展靈活，針對(duì)比較復(fù)雜、不易有線布置的礦井環(huán)境和臨時(shí)作業(yè)點(diǎn)也能夠快速布置監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，可以根據(jù)監(jiān)測(cè)范圍大小有效設(shè)置傳感器數(shù)量、擴(kuò)展檢測(cè)范圍，能夠快速跟進(jìn)工作面的移動(dòng)進(jìn)度。
[0029]【具體實(shí)施方式】二:
[0030]本實(shí)施方式所述的礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置還包括供電電路和變壓供電電路；
[0031]所述的STC89C52型號(hào)的微控制器、CC2530型號(hào)的無(wú)線通信模塊、AM2302型號(hào)的數(shù)字溫濕度傳感器、DS18B20型號(hào)的溫度傳感器、MAX3232型號(hào)的射頻模塊、復(fù)位電路分別通過(guò)供電電路或者變壓供電電路供電。
[0032]其它結(jié)構(gòu)和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0033]【具體實(shí)施方式】三:
[0034]本實(shí)施方式所述的礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置還包括顯示器；
[0035]STC89C52 型號(hào)的微控制器的 P2.0/A8 引腳、P2.1/A9 引腳、P2.2/A10 引腳、P2.3/A11引腳和P2.4/A12引腳用于連接顯示器。
[0036]其它結(jié)構(gòu)和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0037]【具體實(shí)施方式】四:
[0038]本實(shí)施方式所述的顯示器采用Nokia5110的顯示器。
[0039]采用Nokia5110的顯示器便宜、耐用，能夠使得本實(shí)用新型的礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置造價(jià)低，能夠大量制造并使用;并且不易損壞，降低使用成本。
[0040]其它結(jié)構(gòu)和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】三相同。
[0041]【具體實(shí)施方式】五:
[0042]本實(shí)施方式所述的復(fù)位電路如下:
[0043 ]如圖2所示，電源端的輸出端分別連接復(fù)位開關(guān)的一端和電容C3的一端;復(fù)位開關(guān)的另一端連接電阻Rl的一端；電阻Rl的另一端分為兩路，一路與電容C3的另一端共同連接STC89C52型號(hào)微控制器的RST引腳，另一路連接電阻R3的一端;電阻R3的另一端接地。
[0044]其它結(jié)構(gòu)和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置，其特征在于其包括:STC89C52型號(hào)的微控制器、CC2530型號(hào)的無(wú)線通信模塊、AM2302型號(hào)的數(shù)字溫濕度傳感器、DS18B20型號(hào)的溫度傳感器、MAX3232型號(hào)的射頻模塊、復(fù)位電路和DB9數(shù)據(jù)聯(lián)接器； STC89C5 2型號(hào)微控制器的RST引腳連接復(fù)位電路； STC89C52型號(hào)微控制器的P3.0/RXD引腳和P3.1/TXD引腳分別連接CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的P0.5/RX1引腳和P0.4/TX1引腳； CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的P0.6引腳連接AM2302型號(hào)數(shù)字溫濕度傳感器的3號(hào)引腳；CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的?0.7引腳連接0518820型號(hào)溫度傳感器的2號(hào)引腳； CC2530型號(hào)無(wú)線通信模塊的P0.3/TX0引腳和P0.2/RX0引腳分別連接MAX3232型號(hào)的射頻模塊的T2IN引腳和R20UT引腳； MAX3232型號(hào)的射頻模塊連接DB9數(shù)據(jù)聯(lián)接器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置，其特征在于其還包括供電電路和變壓供電電路； 所述的STC89C52型號(hào)的微控制器、CC2530型號(hào)的無(wú)線通信模塊、AM2302型號(hào)的數(shù)字溫濕度傳感器、DS18B20型號(hào)的溫度傳感器、MAX3232型號(hào)的射頻模塊、復(fù)位電路分別通過(guò)供電電路或者變壓供電電路供電。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置，其特征在于其還包括顯示器； STC89C52型號(hào)的微控制器的P2.0/A8引腳、P2.1/A9引腳、P2.2/A10引腳、P2.3/A11引腳和P2.4/A12引腳用于連接顯示器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置，其特征在于所述的顯示器采用Nokia5110的顯示器。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的礦井物聯(lián)網(wǎng)溫濕度測(cè)量裝置，其特征在于所述的復(fù)位電路如下: 電源端的輸出端分別連接復(fù)位開關(guān)的一端和電容C3的一端;復(fù)位開關(guān)的另一端連接電阻Rl的一端；電阻Rl的另一端分為兩路，一路與電容C3的另一端共同連接STC89C52型號(hào)微控制器的RST引腳，另一路連接電阻R3的一端;電阻R3的另一端接地。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK205664871SQ201620540133
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】沈斌, 劉新蕾, 王洪粱, 秦憲禮, 云昊
【申請(qǐng)人】黑龍江科技大學(xué)