专利名称：煤矿瓦斯无线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿瓦斯无线监测装置，属于煤矿安全生产技术领域。
背景技术：
目前，国内传统的瓦斯监测系统采用有线方式进行数据传输，这使得监测位置相对受限，且随着煤矿掘进面的移动还需要重新布线，延长了作业时间。此外，当有线监测设备出现问题时只能在矿井下进行维护，相对增加了维护难度。
发明内容本实用新型目的是为了解决采用有线方式的瓦斯监测系统存在监测位置受限，且维护难度大的问题，提供了一种煤矿瓦斯无线监测装置。本实用新型所述煤矿瓦斯无线监测装置，它包括电源模块、瓦斯信号检测处理模块、单片机和GPRS数据传输电路，瓦斯信号检测处理模块包括瓦斯传感器、信号放大器和A/D转换电路，瓦斯传感器的瓦斯信号输出端与信号放大器的输入端相连，信号放大器的输出端与A/D转换电路的模拟信号输入端相连，A/D转换电路的数字信号输出端与单片机的数据输入端相连，单片机的瓦斯数据输出端与GPRS数据传输电路的输入端相连，GPRS数据传输电路的输出端将瓦斯数据以短消息的方式发送出去；电源模块为瓦斯传感器、单片机和GPRS数据传输电路供电。还可以进一步包括看门狗，看门狗的输入输出端与单片机的复位端相连。本实用新型的优点:I)采用无线通信技术，避免布线工作，方便维护。2)采用看门狗设计，能够增加系统工作的稳定性。
图1是本实用新型所述煤矿瓦斯无线监测装置的原理框图；图2是瓦斯信号检测处理模块的电路图；图3是单片机与看门狗连接的电路图；图4是GPRS数据传输电路图；图5是电源模块的电路图。
具体实施方式
具体实施方式
一:下面结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述煤矿瓦斯无线监测装置，如图1所示，它包括电源模块1、瓦斯信号检测处理模块、单片机5和GPRS数据传输电路6,瓦斯信号检测处理模块包括瓦斯传感器2、信号放大器3和A/D转换电路4，瓦斯传感器2的瓦斯信号输出端与信号放大器3的输入端相连,信号放大器3的输出端与A/D转换电路4的模拟信号输入端相连，A/D转换电路4的数字信号输出端与单片机5的数据输入端相连,单片机5的瓦斯数据输出端与GPRS数据传输电路6的输入端相连，GPRS数据传输电路6的输出端将瓦斯数据以短消息的方式发送出去；电源模块I为瓦斯传感器2、单片机5和GPRS数据传输电路6供电。瓦斯传感器2选取型号为LXK-3瓦斯传感器来实现。信号放大器3选取型号为AD623的集成放大器来实现。A/D转换电路4选取型号为TLC2543的A/D转换芯片来实现。单片机5选取型号为W78E058B的单片机来实现。GPRS数据传输电路6选取以MC39I为核心芯片的GPRS数据传输电路来实现。如图2所示，当型号为LXK-3的瓦斯传感器2检测到瓦斯气体后，瓦斯传感器2的差分输出电压反映出瓦斯的浓度变化情况，直接连接到图2中集成放大器AD623的输入端。信号经放大后由AD623的输出端送到A/D转换芯片TLC2543的输入IN通道，经过A/D转换后连接到单片机W78E058B的Pl.2、P1.3和Pl.4。图2中LXK-3对电源要求为2.8±0.1V。如图3所示，单片机W78E058B接收由A/D转换后的数字信号，经处理后将其通过串口发送到GPRS数据传输电路6。单片机5通过Pl.0控制GPRS数据传输电路6。如图4所示，GPRS数据传输电路6的MC39I接收来自单片机5发送的AT命令，不同的AT命令使得MC39I有不同的动作。根据接收的命令将采集到的瓦斯信息以短消息形式发送出去。
具体实施方式
二:下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括看门狗7，看门狗7的输入输出端与单片机的复位端相连。单片机5的周边电路设计中设置了看门狗电路，对于单片机5的工作进行监控。看门狗7连接到单片机5的RST管脚。当系统工作不正常的时候，看门狗7可以提示系统，也可以对系统进行重新启动。本实施方式中看门狗7采用MAX823芯片实现。
具体实施方式
三:下面结合图3说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括手动复位开关9，手动复位开关9的复位指令输出端与看门狗7的复位使能端相连。图3中手动复位开关9采用按键SI来实现，按下按键SI可以对系统进行手动复位。
具体实施方式
四:下面结合图4说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括工作状态指示灯8，GPRS数据传输电路6的工作状态显示信号输出端与工作状态指示灯8的输入端相连。GPRS数据传输电路6的MC39I的SYNC管脚连接工作状态指示灯8用来指示GPRS电路6的工作状态。/IGT为MC39I模块的工作状态控制管脚，连接单片机5的Pl.0。当/IGT管脚输出为低电平的时候，MC391模块工作，工作状态指示灯8的灯亮。
具体实施方式
五:下面结合图5说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，电源模块I包括12V直流电源1-1、电压调节器l-2、3.6V稳压电路1_3和2.8V稳压电路1-4,12V直流电源1-1的12V电压信号输出端与电压调节器1_2的输入端相连，电压调节器1-2的5V电压信号输出端同时与3.6V稳压电路1-3的输入端和2.8V稳压电路1_4的输入端相连，3.6V稳压电路1-3的3.6V电压信号输出端与单片机5的供电端相连；2.8V稳压电路1-4的2.8V电压信号输出端同时与瓦斯传感器2和GPRS数据传输电路6的供电端相连。电源模块I提供5V、3.6V和2.8V电压；如图5所示，电压调节器1-2选用LM7805芯片，3.6V稳压电路1_3选用稳压芯片LP3966，2.8V稳压电路1_4选用稳压芯片LP3965。电压调节器LM7805负责将12V电压转换为5V，5V电压经由稳压芯片LP3966和LP3965转换为3.6V和2.8V，从而给单片机5、GPRS数据传输电路6和瓦斯传感器2提供稳定的电压。
权利要求1.煤矿瓦斯无线监测装置，其特征在于，它包括电源模块(I)、瓦斯信号检测处理模块、单片机(5)和GPRS数据传输电路(6)， 瓦斯信号检测处理模块包括瓦斯传感器(2)、信号放大器(3)和A/D转换电路(4)， 瓦斯传感器(2)的瓦斯信号输出端与信号放大器(3)的输入端相连,信号放大器(3)的输出端与A/D转换电路⑷的模拟信号输入端相连,A/D转换电路⑷的数字信号输出端与单片机(5)的数据输入端相连，单片机(5)的瓦斯数据输出端与GPRS数据传输电路(6)的输入端相连，GPRS数据传输电路(6)的输出端将瓦斯数据以短消息的方式发送出去； 电源模块(I)为瓦斯传感器(2)、单片机(5)和GPRS数据传输电路(6)供电。
2.根据权利要求1所述煤矿瓦斯无线监测装置，其特征在于，它还包括看门狗(7)，看门狗(7)的输入输出端与单片机的复位端相连。
3.根据权利要求2所述煤矿瓦斯无线监测装置，其特征在于，它还包括手动复位开关(9)，手动复位开关(9)的复位指令输出端与看门狗(7)的复位使能端相连。
4.根据权利要求1所述煤矿瓦斯无线监测装置，其特征在于，它还包括工作状态指示灯(8)，GPRS数据传输电路￠)的工作状态显示信号输出端与工作状态指示灯(8)的输入端相连。
5.根据权利要求1所述煤矿瓦斯无线监测装置，其特征在于，电源模块(I)包括12V直流电源(1-1)、电压调节器(l-2)、3.6V稳压电路(1-3)和2.8V稳压电路(1_4)， 12V直流电源(1-1)的12V电压信号输出端与电压调节器(1-2)的输入端相连，电压调节器(1-2)的5V 电压信号输出端同时与3.6V稳压电路(1-3)的输入端和2.8V稳压电路(1-4)的输入端相连,3.6V稳压电路(1-3)的3.6V电压信号输出端与单片机(5)的供电端相连； 2.8V稳压电路(1-4)的2.8V电压信号输出端同时与瓦斯传感器(2)和GPRS数据传输电路(6)的供电端相连。
6.根据权利要求1所述煤矿瓦斯无线监测装置，其特征在于，瓦斯传感器(2)选取型号为LXK-3瓦斯传感器来实现。
7.根据权利要求1所述煤矿瓦斯无线监测装置，其特征在于，信号放大器(3)选取型号为AD623的集成放大器来实现。
8.根据权利要求1所述煤矿瓦斯无线监测装置，其特征在于，A/D转换电路(4)选取型号为TLC2543的A/D转换芯片来实现。
9.根据权利要求1所述煤矿瓦斯无线监测装置，其特征在于，单片机(5)选取型号为W78E058B的单片机来实现。
10.根据权利要求1所述煤矿瓦斯无线监测装置，其特征在于，GPRS数据传输电路(6)选取以MC39I为核心芯片的GPRS数据传输电路来实现。
专利摘要煤矿瓦斯无线监测装置，属于煤矿安全生产技术领域，本实用新型为解决采用有线方式的瓦斯监测系统存在监测位置受限，且维护难度大的问题。本实用新型包括电源模块、瓦斯信号检测处理模块、单片机和GPRS数据传输电路，瓦斯信号检测处理模块包括瓦斯传感器、信号放大器和A/D转换电路，瓦斯传感器的瓦斯信号输出端与信号放大器的输入端相连，信号放大器的输出端与A/D转换电路的模拟信号输入端相连，A/D转换电路的数字信号输出端与单片机输入端相连，单片机瓦斯数据输出端与GPRS数据传输电路的输入端相连，GPRS数据传输电路的输出端将瓦斯数据以短消息的方式发送出去；电源模块为瓦斯传感器、单片机和GPRS数据传输电路供电。
文档编号E21F17/18GK203067034SQ20132005343
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者刘鑫, 张小清, 马鸣霄, 张子红, 汝彦冬 申请人:黑龙江科技学院