智能式煤矿顶板压力无线监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及顶板压力监测技术领域，具体为一种智能式煤矿顶板压力无线监测装置。
【背景技术】
[0002]目前，顶板压力监测系统主要采用有线方式传输数据，在工作面推进时布线维护困难，成本也较高，受干扰影响较大，尤其在解决实时控制问题上显得力不从心。
【发明内容】
[0003]本实用新型为了解决现有顶板压力监测系统主要采用有线方式传输数据，存在维护困难、成本高、受干扰影响大以及无法实时控制等问题，提供一种智能式煤矿顶板压力无线监测装置，可以实现数据的无线传输，具有快速好和稳定性高等优点。
[0004]本实用新型是采用如下技术方案实现的:一种智能式煤矿顶板压力无线监测装置，一种智能式煤矿顶板压力无线监测装置，包括间隔分布于煤矿巷道的顶板压力检测装置、分站智能手持采集仪和总站监测系统，各个顶板压力检测装置分别与分站智能手持采集仪之间采用红外通讯传输数据，分站智能手持采集仪和总站监测系统之间采用CAN总线传输数据，其中顶板压力采集装置包括第一微处理器、与第一微处理器连接的压力传感器及其放大调理电路、第一数据存储电路、红外发射电路、报警电路、数码管显示电路以及光敏电路；智能手持采集仪包括第二微处理器、与第二微处理器集成在一起的功能按键电路、红外接收电路、串口通讯电路、第二数据存储电路以及液晶显示电路。
[0005]所述顶板压力采集装置中，第一微处理器采用STC15F2K60S2单片机，压力传感器采用GPD60矿用压力传感器，第一数据存储电路采用铁电存储器FM24CL32。
[0006]所述智能手持采集仪中，第二微处理器采用STC15F2K60S2单片机，第二数据存储电路采用铁电存储器FM24CL512，液晶显示电路采用DST2001PH TFT-LCD薄膜晶体管液晶显示器。
[0007]上述结构中，顶板压力检测装置可实现压力信号的定时采集和放大调理、数据存储、当前压力值显示和报警；分站智能手持采集仪主要采集各压力检测装置存储的数据，并对其进行现场分析，同时，对顶板压力检测装置进行编号、校时、清零，还和总站监测系统进行通讯；总站监测系统主要对分站的压力数据进行图表显示、存储和分析。
[0008]与现有技术相比，本实用新型采用无线数据传输技术，设计简单、实用性强、抗干扰性好、易于安装调试，还具有良好的稳定性和可靠性，有效解决了信号传输过程中的干扰问题，可以实时监测井下压力，为地面人员研宄井下压力变动规律提供依据，实现安全生产，可广泛应用于煤矿井下各类巷道、工作面切眼或其他矿山、隧道等需要安装使用的地点进行顶板离层量的实时无线检测。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图；
[0010]图2为图1中顶板压力检测装置的结构示意图；
[0011]图3为图1中分站智能手持采集仪的结构示意图；
[0012]图中:1_顶板压力检测装置，1.1-第一微处理器，1.2-压力传感器，1.3-放大调理电路，1.4-第一数据存储电路，1.5-红外发射电路，1.6-报警电路，1.7-数码管显示电路，1.8-光敏电路；2_分站智能手持采集仪，2.1-第二微处理器，2.2-功能按键电路，2.3-红外接收电路，2.4-串口通讯电路，2.5-第二数据存储电路，2.6-液晶显示电路；3_总站监测系统；4_红外通讯；5_CAN总线。
【具体实施方式】
[0013]智能式煤矿顶板压力无线监测装置，如图1所示，包括间隔分布于煤矿巷道的顶板压力检测装置1、分站智能手持采集仪2和总站监测系统3，各个顶板压力检测装置分别与分站智能手持采集仪之间采用红外通讯4传输数据，分站智能手持采集仪和总站监测系统之间采用CAN总线5传输数据，图1中系统工作时，首先智能手持采集仪为各顶板压力检测装置编号，顶板压力检测装置定时采集压力值并存储到自身的存储器中，在限定时间内智能手持采集仪通过红外通信将顶板压力检测装置存储的压力值读出，并进行现场分析和处理，之后通过CAN总线传输给总站监测系统，并做进一步的分析和处理。
[0014]如图2所示，顶板压力采集装置I包括第一微处理器1.1、与第一微处理器集成在一起的压力传感器1.2及其放大调理电路1.3、第一数据存储电路1.4、红外发射电路1.5、报警电路1.6、数码管显示电路1.7以及光敏电路1.8，其中第一微处理器采用STC15F2K60S2单片机，压力传感器采用GPD60矿用压力传感器，第一数据存储电路采用FM24CL32。图2压力传感器采用GPD60矿用压力传感器，它是集压力检测、数据显示、数据通信为一体的新型矿用传感器，它具有体积小、结构简单、操作方便、低功耗、工作可靠、稳定性好、精度高、易于实现和后续数据处理利用功能强等特点。
[0015]顶板压力采集装置所采用的微处理器为STC生产的STC15F2K60S2单片机，它是具有高速、高可靠性、低功耗和超强抗干扰性的新一代8051单片机，采用超级加密技术，指令代码完全兼容传统的8051单片机，但是速度比传统的8051快8-12倍，内部有集成高精度的时钟，不用外接时钟电路，还可省掉外部昂贵的晶振和复位电路，因为内部已有集成高可靠复位电路，还有3路CCP/PWM/PCA，8路高速10位A/D转换，可实现30万次/秒的转换，内置2KB大容量的SRAM，2组超高速异步串行通信端口，I组高速同步串行通信端口，可针对多串口通信和强干扰场合。第一数据存储电路采用铁电存储器FM24CL32，它具有功耗小、读写速度快抗辐射能力强等优点，既能兼容RAM的一切功能，还和ROM技术一样，是一种非易失性的存储器。
[0016]顶板压力采集装置主要工作工程:由压力传感器GPD60定时采集两路压力信号经放大调理之后按规定格式存到铁电存储器FM24CL32，通过光敏电路触发中断，由数码管显示电路分时显示两路压力值，由单片机STC15F2K60S2判定压力值是否超出设定上下限，若超出由报警电路进行报警，并通过红外发射电路传递给分站智能手持采集仪。
[0017]如图3所示，智能手持采集仪2包括第二微处理器2.1、与第二微处理器集成在一起的功能按键电路2.2、红外接收电路2.3、串口通讯电路2.4、第二数据存储电路2.5以及液晶显示电路2.6，其中第二微处理器采用STC15F2K60S2单片机，第二数据存储电路采用铁电存储器FM24CL512，液晶显示电路采用DST2001PH TFT-1XD薄膜晶体管液晶显示器。
[0018]图3中分站智能手持采集仪主要收集顶板压力检测装置存储的数据，所以需要大容量的存储芯片这里采用铁电存储器FM24CL512，它至少可以容纳16个压力检测装置存储的数据。分站智能手持采集仪仍然采用微处理器STCl5F2K60S2，显示器采用的是DST200IPHTFT-1XD薄膜晶体管液晶显示器，采用16位真彩显示，320*240的分辨率，自带触摸屏，可作为控制输入。
[0019]分站智能手持采集仪主要工作过程:首先通过功能按键电路或触摸屏对采集仪的时钟进行设置，存储器进行清空，并对顶板压力检测装置的实时时钟进行校时，存储器进行清空，并设置压力上下限数值，对顶板压力检测装置进行编号；通过红外接收电路接收压力检测装置用红外通信传来的压力数据，由液晶显示屏以时间为横轴，以压力数据为纵轴进行图形显示，最后通过CAN总线传给总站监测系统。
[0020]总站监测系统采用工业控制计算机对分站智能采集仪传过来的压力信号进行分析和图形化显示，另外还具有历史数据查询、报表生成与打印等功能。
【主权项】
1.一种智能式煤矿顶板压力无线监测装置，包括间隔分布于煤矿巷道的顶板压力检测装置(1)、分站智能手持采集仪(2)和总站监测系统(3)，其特征是各个顶板压力检测装置分别与分站智能手持采集仪之间采用红外通讯(4)传输数据，分站智能手持采集仪和总站监测系统之间采用CAN总线(5)传输数据，其中顶板压力采集装置(I)包括第一微处理器(L 1)、与第一微处理器连接的压力传感器(1.2)及其放大调理电路(1.3)、第一数据存储电路(1.4)、红外发射电路(1.5)、报警电路(1.6)、数码管显示电路(1.7)以及光敏电路(1.8);智能手持采集仪(2)包括第二微处理器(2.1)、与第二微处理器集成在一起的功能按键电路(2.2)、红外接收电路(2.3)、串口通讯电路(2.4)、第二数据存储电路(2.5)以及液晶显不电路(2.6)。2.根据权利要求1所述的智能式煤矿顶板压力无线监测装置，其特征是顶板压力采集装置中，第一微处理器采用STC15F2K60S2单片机，压力传感器采用GPD60矿用压力传感器，第一数据存储电路采用铁电存储器FM24CL32。3.根据权利要求1所述的智能式煤矿顶板压力无线监测装置，其特征是智能手持采集仪(2)中，第二微处理器采用STC15F2K60S2单片机，第二数据存储电路采用铁电存储器FM24CL512，液晶显示电路采用DST2001PH TFT-LCD薄膜晶体管液晶显示器。
【专利摘要】本实用新型涉及顶板压力监测领域，具体为一种智能式煤矿顶板压力无线监测装置，解决现有监测系统采用有线方式传输数据，存在维护困难、成本高、受干扰影响大等问题，包括顶板压力检测装置、分站智能手持采集仪和总站监测系统，各顶板压力检测装置与分站智能手持采集仪之间采用红外通讯传输数据，分站智能手持采集仪和总站监测系统之间采用CAN总线传输数据，顶板压力采集装置包括微处理器、压力传感器、数据存储电路、红外发射电路等，智能手持采集仪包括微处理器、功能按键电路、红外接收电路、数据存储电路等，设计简单、实用性强、抗干扰性好、易于安装调试，还具有良好的稳定性和可靠性，可以实时监测井下压力，实现安全生产。
【IPC分类】E21F17/18
【公开号】CN204627669
【申请号】CN201520313140
【发明人】范子荣
【申请人】山西大同大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月15日