煤矿井下无线通讯数据传输系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线通讯数据传输系统，尤其是一种适用于煤矿安全管理和煤矿无线通信信息管理的煤矿井下无线通讯数据传输系统。
【背景技术】
[0002]基于以太网的煤矿供电自动化系统数据的传输使用的是有线传输，在矿井下有限的空间里布线占据一定的空间，且随着所监测的机组设备增多而使线路多而复杂；同时煤矿井下环境恶劣，极易造成数据传输线路的腐蚀损坏，影响数据传输；一旦数据传输出现问题，很难找到线路中的问题所在，使维护成本增高。随着系统所检测设备的增多，布线增多使成本增高；同时被监测设备上的传输线影响了设备的维护管理。当被监测的设备需要根据需求改变布局时，传输线路需重新铺设，且原来铺设的数据线不可回收利用，造成资源浪费，可谓费财费力。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、成本廉价、适用性好、便于维修、准确可靠的煤矿井下无线通讯数据传输系统。
[0004]为实现上述目的，本实用新型的煤矿井下无线通讯数据传输系统，包括基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块、由集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块和终端计算机，所述采集及无线发送模块的输入端与井下被监测设备相连接，所述采集及无线发送模块通过无线通讯网络与无线接收模块相连，无线接收模块通过USB接口与终端计算机直接相连。
[0005]所述基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块包括接收信号的采集电路、与采集电路相连的单片机和与单片机相连的集成芯片NRF24L01。
[0006]所述基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块为多个。
[0007]所述由集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块为一个。
[0008]所述基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块、由集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块内均设有接收天线。
[0009]有益效果:由于采用了上述技术方案，本实用新型与现有技术相比具有以下优占.V.
[0010]1、采用的都是低功耗的MSP430系列单片机和极低电流消耗的NRF24L01无线发送模块，自带以电池作为电源可以方便安装在设备上，且能使用很长时间；能很方便的采集被监测设备的电压、电流信号；通过无线网络使采集端采集的数据能够实时、快速的传输至集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块，并最终传输给终端机进行实时监测管理，无需进行繁琐的布线，消除了数据传输线对被测设备的限制，方便快捷地进行数据的传输；
[0011]2、节约成本:基于NRF24L01模块的无线通讯技术的煤矿井下数据传输系统采用的芯片及无线发送、接收模块价格低廉，相比于大量繁琐的传统布线节约了成本，避免了资源的浪费。
[0012]3、工程建设周期短:采用有线的方式，要实现站点间的互连，就必须通过架设一定距离的线路，这可能就需要数个月的工程建设时间；采用本专利所述的无线数据传输的方式，只需要架设适当高度的天线，工程周期只需在一个月内。相比之下，无线通讯的方式可以迅速组建通信链路，大大缩短工程周期。
[0013]4、设备维护简单:有线通讯链路的维护需沿线路检查，出现故障时，一般很难及时找出故障点，而采用无线数据传输方式只需维护数传模块，出现故障时能快速找出原因，恢复线路正常运行。且不妨碍被监控设备的维护、维修等。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0015]图2是本实用新型基于NRF24L01的采集及无线发送模块结构示意图；
[0016]图3是本实用新型集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块结构示意图。
[0017]图中:1-1一井下被监测设备、1-2 —采集及无线发送模块、1-3 —无线接收模块、I_4 一终端计算机。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的说明:
[0019]如图1所示，本实用新型的煤矿井下无线通讯数据传输系统，主要由基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块1_2、由集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块1-3和终端计算机1-4构成，所述采集及无线发送模块1-2的输入端与井下被监测设备1-1相连接，所述基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块1_2为多个，根据井下被监测设备1-1的数量确定采集及无线发送模块1-2的个数。所述采集及无线发送模块1-2通过无线通讯网络与无线接收模块1-3相连，无线接收模块1-3通过USB接口与终端计算机1-4直接相连。所述煤矿井下被监测设备1-1包含有高压配电装置、动力变压器、馈电开关、电磁启动器、综合保护装置、照明灯具等井下主要电气设备。
[0020]如图2所示，所述基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块1_2包括接收信号的采集电路、与采集电路相连的单片机和与单片机相连的集成芯片NRF24L01。
[0021]如图3所示，无线接收模块1-3由集成芯片NETUSB24L01构成，由集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块1_3为一个。通过NETUSB24L01无线模块自带的控制接收的外围电路接收所述采集及无线发送模块1-2发送到达的数据。
[0022]所述基于NRF24L01的采集及无线发送模块1_2、集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块1-3内均设有接收天线，可增强信号的无线传输能力，提高传输的可靠性。
[0023]工作原理:井下被监测设备1-1 (如动力变压器)将其电压、电流、功率因数、频率等主要监测量以模拟信号的形式传输至采集及无线发送模块1-2中，采集及无线发送模块1-2的采集电路将采集到的信号输入到单片机中，单片机利用其内部的AD模块将模拟信号转换为数字信号，数字信号通过SPI串口发送至NRF24L01模块，NRF24L01模块通过无线通讯网络发送至无线接收模块1-3中。NETUSB24L01无线模块通过USB接口与计算机直接相连，终端计算机实现数据的实时显示与管理操作。
【主权项】
1.煤矿井下无线通讯数据传输系统，其特征在于:它包括基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块(1-2)、由集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块(1_3)和终端计算机(1-4)，所述采集及无线发送模块(1-2)的输入端与井下被监测设备(1-1)相连接，所述采集及无线发送模块(1-2)通过无线通讯网络与无线接收模块(1-3)相连，无线接收模块(1-3)通过USB接口与终端计算机(1-4)直接相连。2.根据权利要求1所述的煤矿井下无线通讯数据传输系统，其特征在于:所述基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块(1_2)包括接收信号的采集电路、与采集电路相连的单片机和与单片机相连的集成芯片NRF24L01。3.根据权利要求1或2所述的煤矿井下无线通讯数据传输系统，其特征在于:所述基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块(1_2)为多个。4.根据权利要求1所述的煤矿井下无线通讯数据传输系统，其特征在于:所述的由集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块(1_3)为一个。5.根据权利要求1所述的煤矿井下无线通讯数据传输系统，其特征在于:所述基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块(1_2)、由集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块(1-3)内均设有接收天线。
【专利摘要】一种煤矿井下无线通讯数据传输系统，适用于煤矿安全管理和煤矿无线通信信息管理。它包括基于集成芯片NRF24L01的采集及无线发送模块、由集成芯片NETUSB24L01构成的无线接收模块和终端计算机，采集及无线发送模块的输入端与井下被监测设备相连接，采集及无线发送模块通过无线通讯网络与无线接收模块相连，无线接收模块通过USB接口与终端计算机直接相连。其结构简单，系统成本廉价、适用性好、便于维修、准确可靠。
【IPC分类】E21F17/18
【公开号】CN204921041
【申请号】CN201520487821
【发明人】刘娜, 李绍武, 季灿
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年7月8日