一种基于微控制器的巷道断面多参数监测设备的制作方法

本实用新型涉及一种基于微控制器的巷道断面多参数监测设备。

背景技术：

在电子技术的高速发展下，微控制器的使用在各行各业都扮演着不可或缺的角色。在目前对锚杆支护结构参数检测以及支护结构的受力监测中，主要由测力锚杆、液压枕等来实现，但是很难实现大规模的受力监测，并且有时对已经安装的锚杆具有较大的损耗。并且监测方式一般都存在结构复杂、监测点单一、安装不够方便等问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、操作方便的基于微控制器的巷道断面多参数监测设备。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种基于微控制器的巷道断面多参数监测设备，包括微控制器、压力检测模块、ad转换模块、oled显示模块、传输模块、存储模块、超声波测距模块、电源模块，电源模块为整个设备提供工作电源；所述压力检测模块经ad转换模块与微控制器相连，微控制器分别与oled显示模块、传输模块、存储模块、超声波测距模块连接；所述压力检测模块采集锚杆所受的轴向力数据，ad转换模块将采集到的轴向力模拟量数据转换成数字量数据并送入微处理器；超声波测距模块检测巷道断面的位移情况，并将采集到的位移数据送入微处理器；oled显示模块显示所获取到的各种数据；传输模块用于传输数据给终端；存储模块，用于将数据存储在设备内；微控制器用于实现对压力检测模块、超声波测距模块、ad转换模块、oled显示模块、传输模块、存储模块的控制、信号的收发和数据的处理。

上述基于微控制器的巷道断面多参数监测设备，所述微控制器采用芯片stm32f103zet6。

上述基于微控制器的巷道断面多参数监测设备，所述压力检测模块采用八个压力液位变送器。

上述基于微控制器的巷道断面多参数监测设备，所述超声波测距模块包括带有温度补偿的us-100超声波收发装置和模拟舵机sg90。

上述基于微控制器的巷道断面多参数监测设备，所述ad转换模块采用ad7606芯片。

上述基于微控制器的巷道断面多参数监测设备，所述oled显示模块采用的型号是12864。

上述基于微控制器的巷道断面多参数监测设备，所述传输模块采用rs-485总线。

上述基于微控制器的巷道断面多参数监测设备，所述的存储模块采用spiflashw25q128存储器。

上述基于微控制器的巷道断面多参数监测设备，所述电源模块使用mp2359芯片和ams1117芯片来将输入的12v电压转换为5v、3.3v电压给设备各个模块供电。

上述基于微控制器的巷道断面多参数监测设备，还包括jtag接口和usb接口，jtag接口和usb接口均连接微控制器。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型以stm32f103微控制器为核心，结合压力液位变送器、us-100采集锚杆的轴向力数据和巷道断面位移的数据，舍弃无用的数据，优化了设备存储空间，通过rs-485总线传输数据至终端，提高了数据处理的效率以及准确性。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为图1中微控制器的电路图。

图3为图1中压力检测模块的电路图。

图4为图1中ad转换模块的电路图。

图5为图1中oled显示模块的电路图。

图6为图1中传输模块的电路图。

图7为图1中存储模块的电路图。

图8为图1中超声波测距模块的电路图。

图9为图1中电源模块的电路图。

图10为图1中jtag接口的电路图。

图11为图1中usb接口的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种基于微控制器的巷道断面多参数监测设备，包括微控制器、压力检测模块、ad转换模块、oled显示模块、传输模块、存储模块、超声波测距模块、电源模块，电源模块为整个设备提供工作电源；所述压力检测模块经ad转换模块与微控制器相连，微控制器分别与oled显示模块、传输模块、存储模块、超声波测距模块连接；所述压力检测模块采集锚杆所受的轴向力数据，ad转换模块将采集到的轴向力模拟量数据转换成数字量数据并送入微处理器；超声波测距模块检测巷道断面的位移情况，并将采集到的位移数据送入微处理器；oled显示模块显示所获取到的各种数据；传输模块用于传输数据给终端；存储模块，用于将数据存储在设备内；微控制器用于实现对压力检测模块、超声波测距模块、ad转换模块、oled显示模块、传输模块、存储模块的控制、信号的收发和数据的处理。

如图2所示，所述微控制器采用芯片stm32f103zet6。

如图3所示，所述压力检测模块采用八个压力液位变送器，用于测量锚杆所受的轴向力，由于数据是模拟量，将所采集的数据传输至ad转换模块进行转换。

如图4所示，所述ad转换模块采用ad7606芯片。ad转换模块从压力检测模块得到数据，并对数据进行转换，将模拟量转换为数字量，然后将数字量传输至stm32f103微控制器。

如图5所示，所述oled显示模块采用的型号是12864。stm32f103微控制器将数据传输至oled显示模块，oled模块将数据显示在oled显示屏上。

如图6所示，所述传输模块采用rs-485总线，stm32f103微控制器将数据传输至传输模块，传输模块通过rs485总线将数据传输至终端。

如图7所示，所述存储模块采用spiflashw25q128存储器，stm32f103微控制器将数据传输至存储模块存储数据。

如图8所示，所述超声波测距模块包括带有温度补偿的us-100超声波收发装置和模拟舵机sg90。stm32f103微控制器持续给予sg90舵机一个pwm信号，使其可以旋转到指定的位置，us-100超声波收发装置采集巷道断面位移的数据，并将数据传输给stm32f103微控制器。

如图9所示，所述电源模块使用mp2359芯片和ams1117芯片来将输入的12v电压转换为5v、3.3v电压给设备各个模块供电。所述电源输入12v用于给压力检测模块供电。所述mp2359用于将输入的12v电压转换为5v电压输出，给超声波测距模块供电。所述ams1117用于将5v电压输入转换为3.3v电压输出，为其他功能模块供电。

如图10和图11所示，监测设备还包括jtag接口和usb接口，jtag接口和usb接口均连接微控制器。

本实用新型的工作原理为：压力检测模块采集数据将数据传输至ad转换模块进行转换，ad转换模块将转换后的数据传输至stm32f103微控制器，同时stm32f103微控制器持续发送pwm信号给sg90舵机，驱动舵机旋转至指定的位置，stm32f103微控制器给us-100超声波收发装置一个20微秒的高电平，us-100收发装置开始采集数据，将信号返回给stm32f103微控制器，stm32f103微控制器通过输入捕获来计算高电平的时间得到us-100超声波收发装置的数据。stm32f103微控制器将得到的锚杆轴向力数据以及巷道断面位移数据存入存储模块并将数据通过传输模块传输至终端。stm32f103微控制器将新采集到的数据与之前所采集的数据进行对比，如若数据的无变化或者变化量极小在一个可忽略的范围内，便将此次数据舍弃，不存入存储模块并且不传输至终端。stm32f103微控制器将数据通过oled显示模块在oled屏上显示。