一种矿用本安型监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种矿用本安型监测装置，包括外壳和置于外壳内的电路板，所述外壳包括壳体和安装在壳体上方的把手，在壳体两侧壁上分布有接地牌，在壳体面板上设置有观察窗，壳体两侧壁板分别设有进线口和出线口，两个口中垫有密封圈并用压紧螺母压紧；所述电路板包括微控制器，以及分别设置在微控制器上的RS485通信模块、光纤通讯模块和网线通讯模块，微控制器分别连接有电源模块和接线板电路模块。该装置解决了将多个监测点与主机的联通问题、分站传输速率问题、网络连接问题以及本质安全性问题，实现了多个监测点与主机的联通，传输数据高效准确。
【专利说明】一种矿用本安型监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于数据监测【技术领域】，具体涉及一种矿井下水体的温度和压力数据监测的矿用本安型监测装置。
技术背景
[0002]煤矿安全生产的重大隐患，《煤矿安全规程》防治水管理规定2011版要求，所有受水害威胁的矿井必须进一步加强落实煤矿水害防治责任制、加强矿井水文地质基础工作，建立水文地质观测系统，加强水文地质动态观测和水害预测分析工作。
[0003]此系统的建立便于掌握矿井水文地质信息，掌握矿区各水系之间的水力联系和水文动态变化规律，及早发现水害险情，及早排除险情，防止重大水害的发生，对减少人员伤亡和财产损失起着重大的作用；在整个系统的构架中，监测分站作为多个监测点的基站，担负着数据传输和设备配置的重任，一种好的分站设备关乎着系统处理数据能否井然有序，整个系统在实际安装中的设备布位方案是否最佳，传输数据是否高效准确；针对这一问题，研制一种矿用本安型监测装置成为本领域亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种矿用本安型监测装置，该装置解决了将多个监测点与主机的联通问题、分站传输速率问题、网络连接问题以及本质安全性问题。
[0005]本实用新型实现目的采用的技术方案是:
[0006]一种矿用本安型监测装置，包括外壳和置于外壳内的电路板，
[0007]所述外壳包括壳体和安装在壳体上方的把手，在壳体两侧壁上分布有接地牌，在壳体面板上设置有观察窗，壳体两侧壁板分别设有进线口和出线口，两个口中垫有密封圈并用压紧螺母压紧；
[0008]所述电路板包括微控制器，以及分别设置在微控制器上的RS485通信模块、光纤通讯模块和网线通讯模块，微控制器分别连接有电源模块和接线板电路模块。
[0009]优选地，所述RS485通信模块包括用于进线的RS485接口 I，用于出线的RS485接P II。
[0010]优选地，所述光纤通讯模块包括用于进线的光纤接口 I，用于出线的光纤接口 II。
[0011]优选地，所述网线通讯模块包括用于进线的网线接口 I，用于出线的网线接口 II。
[0012]优选地，所述电源模块是将输入的DC12V电压转换为单片机提供工作电压3.3V。
[0013]相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于:
[0014]1、在连接板上设计两路电源、两路485信号，每路电源和485信号端设计4路电源和485信号端，这样整个连接板扩展为8路电源和8路485信号源；再将连接板上某一路电源端和485信号端与主电路板相接实现电气上的物理连接；每一路信号对应一个监测点，每个监测点上有个采集设备，每个采集设备对应不同地址便于上位机及分站识别。
[0015]2、将上位机数据发射速率由较为缓慢的2400bps改为9600bps，选择衰减小于0.3dB的光纤材料作为传输介质。
[0016]3、降低电路中电容电感的值，前提是不影响分站的工作性能，适当采用本案参数较高的隔爆兼本质安全型电源。
[0017]本实用新型实现了多个监测点与主机的联通；在不影响数据传输状态的前提下加快了传输速率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的结构示意图。
[0019]图2是本实用新型电路框图。
[0020]其中:1、壳体；2、把手；3、压紧螺母；4、观察窗；5、接地牌；6、微控制器；7、电源模块；8、接线板电路模块；9、RS185接口 I ;10、光纤接口 I ;11、网线接口 I ;12、RS185接口II ; 13、光纤接口 II ; 14、网线接口 II。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型做进一步描述。
[0022]本矿用本安型监测装置，包括外壳和置于外壳内的电路板。下面将该装置各个部件分别作出说明。
[0023]1、外壳设计，根据电路板尺寸及结构，设计与之匹配的外壳，要求外表美观、大方；
[0024]外壳的作用主要是保护电路板，包括壳体1、把手2、观察窗4、压紧螺母3、接地牌5(见附图1)。壳体主要装载电路板，壳体1的上方设一把手2，壳体1面板(即上盖)有一个观察窗4，用以查看数码管上显示的数据；壳体1两端有两个口，一个是进线口，一个是出线口，两个口中有密封圈并用压紧螺母3压紧，防脱落和进水；接地牌5设在壳体1两侧壁上，用以指示壳体外接地螺柱，把手托起整个壳体，易于携带或搬运。
[0025]2、电路板设计:
[0026]见附图2所示，电路板总共分为6大模块，分别是控制模块(微控制器6)、分别与控制模块相连的电源模块7、接线板电路模块8、光纤通讯模块(光纤接口 I 10进线，光纤接口 II 13出线)、RS485通信模块(RS485接口 I 9进线，RS485接口 II 12出线)和网线通讯模块(网线接口 I 11进线，网线接口 II 14出线)，其中电源模块主要功能是将输入的DC12V电压转换为单片机提供工作电压3.3V，转换过程是12V-4V-3.3V ;控制模块主要是单片机和其外围结构，外围电路使单片机正常工作；接线板电路模块是分站核心电路中电源和485信号的分布板，可连接多路信号转换器，主要实现485信号通讯；光纤通讯模块是实现分站与分站之间远距离连接的主要通讯方式，也是分站与上位机实现远距离数据传输的有效方式；RS485通信模块是与信号转换器进行数据联通，信号转换器从传感器得到的数据经转换后形成485信号与监测分站485模块接通；网线通讯模块即形成工业以太网，可直接连接主机，也可快速并入已具有环以太网的通讯结构中。要说明的是485信号在监测分站上处理后可以光纤和网线的形式发出。
[0027]3、单片机程序编写，根据要实现的功能，对单片机编写相应程序。
[0028]对单片机功能的程序编写是围绕附图2中的五大模块进行的，程序的编写应逻辑清晰，条理顺畅，编写语言为计算机C语言。
[0029]4、电路板调试，对电路板功能及各技术参数进行调试，以达到最佳效果。
[0030]在焊接好电路板并烧入程序后，通电检测输入电压、输入电流、电源芯片输出电压，单片机输入电压，信号输出波形等，主要采用数字万用表、直流稳压电源和示波器进行监测和调试。
[0031]5、整机测试，对整机进行全面测试。
[0032]整机测试围绕信号转换器的基本功能和主要技术指标进行，具体内容包括:
[0033]i )主要技术指标:
[0034]1)供电电源
[0035]额定工作电压:12V.DC ;工作电流300mA。
[0036]2)信号制式
[0037]数字量，传输速率为9600bps，输出高电平不小于3V。
[0038]3)传输性能
[0039]传输方式:1310nm单模光纤；传输速率:100Mbps ;发射功率-5dBm ;接收灵敏度:_38dBm。
[0040]4)最大传输距离
[0041]站至转换器之间的最大传输距离应不小于2km。站至传输接口之间的最大传输距离应不小于10km。
[0042]ii )机械外壳零件:
[0043]包括电源管卡、把手、压紧螺母、观察窗、腔体(见附图1);
[0044]其中电源管卡、引线堵头、弹簧垫片、平垫片组成电线引入装置；十字头盘头螺钉、观察窗、观察窗压片组成观察装置；引入装置、观察装置连接上盖与腔体构成整体产品外壳；把手托起整个壳体，易于携带或搬运。
[0045]核心电路部分与连接板相连接；电路板用螺丝固定于墙体内部。
[0046]本实用新型基于上述结构特点，能够解决下述技术问题:
[0047]①在解决一点对多点问题时主要采用连接板技术，即由一点通过匹配电阻的链接扩散成多点，在对采集点设备程序中的工作地址进行有序分布从而解决问题；
[0048]②在解决传输速率问题上主要是出传输介质材料的选取，上位机发射数据速率的设定技术上入手，加大上位机发射和接受数据速率，减小传输介质损耗从而解决问题；
[0049]③对电路部分进行线路合理布置，选择低功耗芯片从而使电路完全符合本质安全的要求。
[0050]以上实施例仅是对本实用新型的参考说明，并不构成对本实用新型内容的任何限制，显然在本实用新型的思想下，可做出不同形式的结构变更，但这些均在本实用新型的保护之列。
【权利要求】
1.一种矿用本安型监测装置，包括外壳和置于外壳内的电路板，其特征在于:所述外壳包括壳体和安装在壳体上方的把手，在壳体两侧壁上分布有接地牌，在壳体面板上设置有观察窗，壳体两侧壁板分别设有进线口和出线口，两个口中垫有密封圈并用压紧螺母压紧； 所述电路板包括微控制器，以及分别设置在微控制器上的RS485通信模块、光纤通讯模块和网线通讯模块，微控制器分别连接有电源模块和接线板电路模块。
2.根据权利要求1所述的矿用本安型监测装置，其特征在于:所述RS485通信模块包括用于进线的RS485接口 I，用于出线的RS485接口 II。
3.根据权利要求1所述的矿用本安型监测装置，其特征在于:所述光纤通讯模块包括用于进线的光纤接口 I，用于出线的光纤接口 II。
4.根据权利要求1所述的矿用本安型监测装置，其特征在于:所述网线通讯模块包括用于进线的网线接口 I，用于出线的网线接口 II。
5.根据权利要求1所述的矿用本安型监测装置，其特征在于:所述电源模块是将输入的DC12V电压转换为单片机提供工作电压3.3V。
【文档编号】G08C23/06GK204256935SQ201420736090
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】王学立 申请人:西安博深矿用设备技术发展有限公司