矿井物联网温湿度测量装置的制造方法
【专利摘要】矿井物联网温湿度测量装置，涉及一种矿井环境参数检测传感器，具体涉及一种矿井无线温湿度测量装置。为了解决当前矿井安全监控系统中温度传感器采用“固定位置安设+有线传输”的监测方式存在检测点少、布置移动困难、无法快速跟进工作面移动的问题，本实用新型的STC89C52型号微控制器的RST引脚连接复位电路；STC89C52型号微控制器的P3.0/RXD引脚和P3.1/TXD引脚分别连接CC2530型号无线通信模块的P0.5/RX1引脚和P0.4/TX1引脚。本实用新型适用于矿井的温湿度检测。
【专利说明】
矿井物联网温湿度测量装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种矿井环境参数检测传感器，具体涉及一种矿井无线温湿度测量装置。
【背景技术】
[0002]随着煤矿进入深部开采，井下作业环境温度越来越高，热害已煤炭行业重要灾害之一，矿井热害监测是热害防治的前提，而矿井热灾害的监测与防治主要涉及到井下环境的温度和湿度两个方面。当前矿井安全监控系统采用温度传感器“固定位置安设+有线传输”的监测方式，存在着检测点少、布置移动困难、无法快速跟进工作面移动等缺点，无法达到全矿井实时监测，因此，亟需从传感器数量和传感器布置方式两个方面对其进行改进。采用无线传感器技术实现温湿度的实时无线监测有助于构建基于矿山物联网体系的新型矿井热害监测与管理系统，弥补当前热害监测的不足。
【发明内容】
[0003]本实用新型为了解决当前矿井安全监控系统中温度传感器采用“固定位置安设+有线传输”的监测方式存在检测点少、布置移动困难、无法快速跟进工作面移动的问题。
[0004]矿井物联网温湿度测量装置包括:STC89C52型号的微控制器、CC2530型号的无线通信模块、AM2302型号的数字温湿度传感器、DS18B20型号的温度传感器、MAX3232型号的射频模块、复位电路和DB9数据联接器；
[0005]STC89C52型号微控制器的RST引脚连接复位电路；
[0006]STC89C52型号微控制器的P3.0/RXD引脚和P3.1/TXD引脚分别连接CC2530型号无线通信模块的P0.5/RX1引脚和P0.4/TX1引脚；
[0007]CC2530型号无线通信模块的？0.6引脚连接六12302型号数字温湿度传感器的3号引脚;CC2530型号无线通信模块的P0.7引脚连接DS18B20型号温度传感器的2号引脚；
[0008]CC2530型号无线通信模块的P0.3/TX0引脚和P0.2/RX0引脚分别连接MAX3232型号的射频模块的T2IN引脚和R20UT引脚；
[0009 ] MAX3232型号的射频模块连接DB9数据联接器。
[0010]本实用新型采用无线监测方式，可以随意布置监测点、扩展灵活，针对比较复杂、不易有线布置的矿井环境和临时作业点也能够快速布置监测节点，可以根据监测范围大小有效设置传感器数量、扩展检测范围，能够快速跟进工作面的移动进度。
[0011 ] 矿井物联网温湿度测量装置通过温度传感器采集温度信息，通过湿度传感器采湿度信息，并将温度和湿度信息转化为电信号传达至微控制器存储起来;微控制器的定时功能可以将所收集到的信息按固定时间间隔传送到射频模块，射频模块将其转化为无线信号发射出去;温度信息、湿度信息经由传感器和微控制器最终经射频模块发射出去就完成了一次温湿度的采集任务;在每一次完整的过程中个模块所需能量均由电池电源提供，采用延时发射节电技术降低能耗，延长使用寿命。
[0012]矿井物联网温湿度测量装置的井下无线通信技术采用Contiki专用网络操作系统搭配Rime网络协议栈来实现，使网络具备自动组网、离网，网络拓扑动态变化等特点C3Rime网络协议栈中使用的Mesh网络拓扑结构具有很强的稳定性，不会出现因某一节点出现故障而导致其后所有节点无法通信的状况。依据《煤矿安全规程》要求在井下布置温、湿度检测传感器和无线Mesh传感器网络，构成矿井无线温、湿度一体化检测系统；如图1所示，温、湿度传感器负责对布置区域进行实时的温、湿度数据采集，通过Mesh网络完成数据向整个网络中的MAP节点汇集，MAP节点除了温、湿度采集功能还具备与上位机通信的能力，其自身接收到的数据或者自身检测的数据均通过MP节点向MPP节点汇聚，再由MPP节点传输给AC，从而实现监测信息的传输，上位机对收集到的井下温、湿度信息进行实时监测，随时观察矿区中需要检测的各个部分的温、湿度变化情况，对其中异常区域做出迅速的应急反应，根据上位机监控界面中自组网络的拓扑结构图进行定位，发出预警信号，矿山安检队员也可以根据本系统中提供的数据和信息，迅速了解温度异常的位置情况，及时采取相应措施。图1中AC(Access Control Ier)为接入控制器，控制WLAN内的温、湿度测量装置AP;MP(MeshPoint)为通过无线与MPP连接的，但是不接入Client的无线接入点，起到桥接功能；MAP(Mesh Access Point)为同时提供Mesh服务和接入服务的无线接入点;MPP(Mesh PortalPoint)为通过有线与AC连接的无线接入点;Mesh链路为由一系列Mesh连接级联成的无线链路。
[0013]本实用新型可以在不易布线的矿井环境和临时作业点快速布置监测节点，扩展监测范围；集成温湿度检测和无线通信功能，可以实现温湿度的移动检测，可为矿井构建多层温湿度监测体系。
【附图说明】
[0014]图1为Rime中的Mesh网络拓扑结构示意图；
[0015]图2为STC89C52型号的微控制器电路示意图；
[0016]图3为CC2530型号的无线通信模块电路示意图；
[0017]图4为AM2302型号的数字温湿度传感器电路示意图；
[0018]图5为DS18B20型号的温度传感器电路示意图；
[0019]图6为MAX3232型号的射频模块电路示意图。
【具体实施方式】
[0020]【具体实施方式】一:
[0021]矿井物联网温湿度测量装置包括:STC89C52型号的微控制器、CC2530型号的无线通信模块、AM2302型号的数字温湿度传感器、DS18B20型号的温度传感器、MAX3232型号的射频模块、复位电路和DB9数据联接器；
[0022]如图2所示，STC89C52型号微控制器的RST引脚连接复位电路；
[0023]如图2和图3所示，STC89C52型号微控制器的P3.0/RXD引脚和P3.1/TXD引脚分别连接CC2530型号无线通信模块的P0.5/RX1引脚和P0.4/TX1引脚；
[0024]如图2和图4所示，CC2530型号无线通信模块的?0.6引脚连接六12302型号数字温湿度传感器的3号引脚；
[0025]如图2和图5所示，CC2530型号无线通信模块的？0.7引脚连接0318820型号温度传感器的2号引脚；
[0026]如图2和图6所示，CC2530型号无线通信模块的P0.3/TX0引脚和P0.2/RX0引脚分别连接MAX3232型号的射频模块的T2IN引脚和R20UT引脚；
[0027]如图6所示，MAX3232型号的射频模块连接DB9数据联接器。
[0028]本实用新型采用无线监测方式，可以随意布置监测点、扩展灵活，针对比较复杂、不易有线布置的矿井环境和临时作业点也能够快速布置监测节点，可以根据监测范围大小有效设置传感器数量、扩展检测范围，能够快速跟进工作面的移动进度。
[0029]【具体实施方式】二:
[0030]本实施方式所述的矿井物联网温湿度测量装置还包括供电电路和变压供电电路；
[0031]所述的STC89C52型号的微控制器、CC2530型号的无线通信模块、AM2302型号的数字温湿度传感器、DS18B20型号的温度传感器、MAX3232型号的射频模块、复位电路分别通过供电电路或者变压供电电路供电。
[0032]其它结构和参数与【具体实施方式】一相同。
[0033]【具体实施方式】三:
[0034]本实施方式所述的矿井物联网温湿度测量装置还包括显示器；
[0035]STC89C52 型号的微控制器的 P2.0/A8 引脚、P2.1/A9 引脚、P2.2/A10 引脚、P2.3/A11引脚和P2.4/A12引脚用于连接显示器。
[0036]其它结构和参数与【具体实施方式】一或二相同。
[0037]【具体实施方式】四:
[0038]本实施方式所述的显示器采用Nokia5110的显示器。
[0039]采用Nokia5110的显示器便宜、耐用，能够使得本实用新型的矿井物联网温湿度测量装置造价低，能够大量制造并使用;并且不易损坏，降低使用成本。
[0040]其它结构和参数与【具体实施方式】三相同。
[0041]【具体实施方式】五:
[0042]本实施方式所述的复位电路如下:
[0043 ]如图2所示，电源端的输出端分别连接复位开关的一端和电容C3的一端;复位开关的另一端连接电阻Rl的一端；电阻Rl的另一端分为两路，一路与电容C3的另一端共同连接STC89C52型号微控制器的RST引脚，另一路连接电阻R3的一端;电阻R3的另一端接地。
[0044]其它结构和参数与【具体实施方式】一至四之一相同。
【主权项】
1.矿井物联网温湿度测量装置，其特征在于其包括:STC89C52型号的微控制器、CC2530型号的无线通信模块、AM2302型号的数字温湿度传感器、DS18B20型号的温度传感器、MAX3232型号的射频模块、复位电路和DB9数据联接器； STC89C5 2型号微控制器的RST引脚连接复位电路； STC89C52型号微控制器的P3.0/RXD引脚和P3.1/TXD引脚分别连接CC2530型号无线通信模块的P0.5/RX1引脚和P0.4/TX1引脚； CC2530型号无线通信模块的P0.6引脚连接AM2302型号数字温湿度传感器的3号引脚；CC2530型号无线通信模块的?0.7引脚连接0518820型号温度传感器的2号引脚； CC2530型号无线通信模块的P0.3/TX0引脚和P0.2/RX0引脚分别连接MAX3232型号的射频模块的T2IN引脚和R20UT引脚； MAX3232型号的射频模块连接DB9数据联接器。2.根据权利要求1所述的矿井物联网温湿度测量装置，其特征在于其还包括供电电路和变压供电电路； 所述的STC89C52型号的微控制器、CC2530型号的无线通信模块、AM2302型号的数字温湿度传感器、DS18B20型号的温度传感器、MAX3232型号的射频模块、复位电路分别通过供电电路或者变压供电电路供电。3.根据权利要求2所述的矿井物联网温湿度测量装置，其特征在于其还包括显示器； STC89C52型号的微控制器的P2.0/A8引脚、P2.1/A9引脚、P2.2/A10引脚、P2.3/A11引脚和P2.4/A12引脚用于连接显示器。4.根据权利要求3所述的矿井物联网温湿度测量装置，其特征在于所述的显示器采用Nokia5110的显示器。5.根据权利要求1、2、3或4所述的矿井物联网温湿度测量装置，其特征在于所述的复位电路如下: 电源端的输出端分别连接复位开关的一端和电容C3的一端;复位开关的另一端连接电阻Rl的一端；电阻Rl的另一端分为两路，一路与电容C3的另一端共同连接STC89C52型号微控制器的RST引脚，另一路连接电阻R3的一端;电阻R3的另一端接地。
【文档编号】G08C17/02GK205664871SQ201620540133
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】沈斌, 刘新蕾, 王洪粱, 秦宪礼, 云昊
【申请人】黑龙江科技大学