井下综采工作面上隅角甲烷传感器无线数据收发装置的制作方法

本实用新型涉及一种井下甲烷传感器数据传输装置，尤其是一种井下综采工作面上隅角甲烷传感器无线数据收发装置。

背景技术：

井下综采工作面上隅角安装的甲烷传感器通常利用矿用数据传输缆线作为该种传感器数据传输介质。但由于井下综采工作面上隅角附近大型设备较多、地理环境条件复杂等因素，经常会引发甲烷传感器数据传输缆线断线，并造成综采工作面长时间断电停产等事故，进而影响矿综采队的正常生产。如图1所示，为传统有线传输过程(X代表由于地理及人为因素导致缆线断裂)。

技术实现要素：

为解决该问题本实用新型提供了一种井下综采工作面上隅角甲烷传感器无线数据收发装置。旨在适用于井下特殊的环境地理条件，利用无线数据收发覆盖环境复杂的上隅角区域，并且本套收发装置兼容于现阶段井下使用的有线甲烷浓度传感器及配套的监控分站，并通过本套装置的应用使得以前的有线数据传输变为无线数据传输，还能保证传感器数据传输的实时性及可靠性。

解决上述问题的技术方案为：

一种井下综采工作面上隅角甲烷传感器无线数据收发装置，主要分为两个部分，发送端和接收端；发送端主要由甲烷传感器、STM32微型处理器、LED状态灯蜂鸣报警器、无线数据发送模块、OLED液晶显示模块组成；所述甲烷传感器与STM32微型处理器相连，STM32微型处理器分别连接LED状态灯蜂鸣报警器、无线数据发送模块及OLED液晶显示模块，无线数据发送模块与无线传输天线相连；

接收端主要由无线数据接收模块、STM32微型处理器、LED状态灯蜂鸣报警器、OLED液晶显示模块、数据调理放大电路、井下监控分站、调度PC端上位机组成；所述无线传输天线与无线数据接收模块相连，无线数据接收模块与STM32微型处理器相连，STM32微型处理器分别连接LED状态灯蜂鸣报警器、数据调理放大电路、OLED液晶显示模块，数据调理放大电路依次连接井下监控分站和调度PC端上位机；

所述甲烷传感器安装于井下综采工作面上隅角区域，STM32微型处理器读取由信号调理电路处理过得甲烷传感器频率信号(200～1000Hz)，利用STM32强大的运算能力及C语言函数编写甲烷浓度运算的相关算法，最后通过2.4GHz无线数据发送模块将经STM32运算过的甲烷传感器浓度信号由无线传输天线发送至无线数据接收模块，接收端利用2.4GHz无线模块接收数据，然后通过STM32微型处理器将接收到的数据进行计算解码，并利用STM32定时器的输出比较将信号还原为200～1000Hz频率信号，被还原的信号经过数据调理放大电路放大后送入井下监控分站与调度PC端上位机完成对接。

更进一步地，所述无线数据收发装置还包括电源电路、LED状态转换电路、及信号调理电路；所述电源电路为整个装置提供电力；所述信号调理电路用于处理甲烷传感器输出的原始数据；所述数据调理放大电路用于处理接收端STM32输出的低电压频率信号。

更进一步地，STM32微型处理器还连接了OLED液晶显示模块，所述OLED液晶显示模块用于显示甲烷浓度实时数据及装置的各种状态信息。

更进一步地，STM32微型处理器还连接了LED状态灯蜂鸣报警器，当接收端出现相应故障，那么发送端的LED状态灯蜂鸣报警器会通过LED状态转换电路发送声光报警信号，提示附近的工作人员；反之，当发送端出现相应故障，那么接收端的LED状态灯蜂鸣报警器会通过LED状态转换电路发送声光报警信号。

本实用新型的显著优点是：

传统的有线传输需要派专人看管，并且一旦断线后会导致很复杂的恢复工作面正常生产的一系列程序，极大的影响了马矿的正常生产。本实用新型涉及的无线收发装置的研发正是针对这样的问题，该套装置的成功应用，减少了井下危险地带人力及物力上的投入，提高了井下的安全系数，也从一方面保障了矿井的安全生产，减轻了井下线路维修人员的工作负担。可以说该套装置的成功设计及研发，在一定程度上，改变了井下的作业方式，保障了井下作业环境及作业人员的安全，为当前煤矿的甲烷传感器数据传输提供了有效可行的无线解决方案。

附图说明

图1是传统甲烷传感器数据有线传输方式。

图2是本实用新型井下综采工作面上隅角甲烷传感器无线数据收发装置的传输方式。

图3是本实用新型无线数据收发装置发送端硬件结构设计框图。

图4是本实用新型无线数据收发装置接收端硬件结构设计框图。

具体实施方式

下面结合附图并以具体实施例，进一步阐明本实用新型。应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

一种井下综采工作面上隅角甲烷传感器无线数据收发装置，主要分为两个部分，发送端和接收端；如图3所示：发送端主要由甲烷传感器、STM32微型处理器、LED状态灯蜂鸣报警器、无线数据发送模块、OLED液晶显示模块组成；

所述甲烷传感器与STM32微型处理器相连，STM32微型处理器分别连接LED状态灯蜂鸣报警器、无线数据发送模块及OLED液晶显示模块，无线数据发送模块与无线传输天线相连；

如图4所示：接收端主要由无线数据接收模块、STM32微型处理器、LED状态灯蜂鸣报警器、OLED液晶显示模块、数据调理放大电路、井下监控分站、调度PC端上位机；

所述无线传输天线与无线数据接收模块相连，无线数据接收模块与STM32微型处理器相连，STM32微型处理器分别连接LED状态灯蜂鸣报警器、数据调理放大电路、OLED液晶显示模块，数据调理放大电路依次连接井下监控分站和调度PC端上位机；

所述甲烷传感器安装于井下综采工作面上隅角区域，STM32微型处理器读取由信号调理电路处理过得甲烷传感器频率信号(200～1000Hz)，利用STM32强大的运算能力及C语言函数编写甲烷浓度运算的相关算法，最后通过2.4GHz无线数据发送模块将经STM32运算过的甲烷传感器浓度信号由无线传输天线发送至无线数据接收模块，接收端利用2.4GHz无线模块接收数据，然后通过STM32微型处理器将接收到的数据进行计算解码，并利用STM32定时器的输出比较将信号还原为200～1000Hz频率信号，被还原的信号经过数据调理放大电路放大后送入井下监控分站与调度PC端上位机完成对接。

所述无线数据收发装置还包括电源电路、LED状态转换电路、及信号调理电路；所述电源电路为整个装置提供电力；所述信号调理电路用于处理甲烷传感器输出的原始数据；所述数据调理放大电路用于处理接收端STM32输出的低电压频率信号。

此外，STM32微型处理器还连接了OLED液晶显示模块，所述OLED液晶显示模块用于显示甲烷浓度实时数据及装置的各种状态信息。

此外，STM32微型处理器还连接了LED状态灯蜂鸣报警器，当接收端出现相应故障，那么发送端的LED状态灯蜂鸣报警器会通过LED状态转换电路发送声光报警信号，提示附近的工作人员；反之，当发送端出现相应故障，那么接收端的LED状态灯蜂鸣报警器会通过LED状态转换电路发送声光报警信号。