一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，包括红外可燃气体传感器、无线收发芯片、单片机和电源电路，所述单片机分别与所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片相连，所述电源电路分别为所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片、所述单片机供电。一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，该无线节点采用CC1020，其具有接收灵敏度较高、功耗低等特点，工作频段为433MHz，比2.4GHz频段的无线传感节点具有更好的绕射传输能力，在井下可以实现信号的远距离无线传输。
【专利说明】
一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤矿瓦斯无线监测领域，尤其涉及一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点。
【背景技术】
[0002]瓦斯爆炸事故一直是我国煤矿安全的主要威胁。虽然近年来瓦斯监测技术不断发展，但瓦斯爆炸事故仍然频频发生，给国家和人民生命、财产等造成了重大损失。我国煤矿瓦斯监测系统多采用有线连接方式，不便移动。随着井下矿道的不断变化，有线监测网络不能及时跟进，从而造成监测盲区。因此将无线传感器网络应用于煤矿瓦斯监测，则有望解决这一问题。目前已有不少相关报道，但所设计的无线传感器节点几乎都采用2.4GHz的无线通信频段。无线通信频率越高，其绕射能力越差。井下环境恶劣，巷道几何形状各异。因此2.4GHz的无线通信频率并非理想选择。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决以上技术问题，提供一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，该无线节点的工作频段为433MHz，比2.4GHz频段的无线传感节点具有更好的绕射传输能力。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，包括红外可燃气体传感器、无线收发芯片、单片机和电源电路，所述单片机分别与所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片相连，所述电源电路分别为所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片、所述单片机供电。
[0005]所述红外可燃气体传感器为MIPEX传感器，所述无线收发芯片型号为CC1020，所述单片机为ATmegal28L单片机，所述MIPEX传感器的RXD引脚、TXD引脚分别连接所述ATmega 128L 单片机的 TXD0/PE0 引脚、RXD0/PEI 引脚，所述 CCl 020 的 PSEL 引脚、PCLK 引脚、PDI引脚、PDO引脚、DCLK引脚、D1引脚分别连接所述ATme ga 128L单片机的PD4引脚、PD6引脚、PD7引脚、PF3引脚、SCK引脚、MIS0/M0SI引脚。
[0006]本实用新型具有的优点和积极效果是:一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，该无线节点采用CC1020，其具有接收灵敏度较高、功耗低等特点，工作频段为433MHz，比2.4GHz频段的无线传感节点具有更好的绕射传输能力，在井下可以实现信号的远距离无线传输。
【附图说明】
[0007]图1是一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点的连接示意图。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
[0009]如图1所示，一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，包括红外可燃气体传感器、无线收发芯片、单片机和电源电路，所述单片机分别与所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片相连，所述电源电路分别为所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片、所述单片机供电。
[0010]所述红外可燃气体传感器为MIPEX传感器，所述无线收发芯片型号为CC1020，所述单片机为ATmegal28L单片机，所述MIPEX传感器的RXD引脚、TXD引脚分别连接所述ATmega 128L 单片机的 TXD0/PE0 引脚、RXD0/PEI 引脚，所述 CCl 020 的 PSEL 引脚、PCLK 引脚、PDI引脚、PDO引脚、DCLK引脚、D1引脚分别连接所述ATme ga 128L单片机的PD4引脚、PD6引脚、PD7引脚、PF3引脚、SCK引脚、MIS0/M0SI引脚。
[0011]—种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点的最佳实施方式，MIPEX传感器负责实时监测空气中的瓦斯浓度。ATmegal 28L单片机负责周期性读取MIPEX传感器中的瓦斯浓度值，并通过无线收发芯片CC1020无线发送出去。MIPEX传感器输出的数字信号遵循UART格式，设置MIPEX传感器的输入输出引脚通过UARTO接口与ATmegal 28L单片机相连接。而无线收发芯片 CC1020 的 PSEL、PCLK、PDI 和 TOO 引脚分别与 ATmegal28L 单片机的 Η)4、Η)6、Η)7 和 PF3 相连。在ATmegal28L单片机中对CC1020进行设置，让其工作于433MHz频段。电源电路采用两节五号电池供电，使用简单、方便。
[0012]MIPEX传感器输出的数字信号遵循UART格式，因此将该传感器与ATmegal28L单片机的UARTO 口相连接，S卩MIPEX传感器的RXD引脚、TXD引脚分别连接ATmegal28L单片机的TXDO/PEO引脚、RXD0/PE1引脚。MIPEX传感器的控制指令遵循ASCII码，并且每一个控制命令末尾都要以回车结尾。MIPEX传感器的数据查询命令为DATA。查询MIPEX传感器中的浓度信息时，则首先要向MIPEX传感器发送这样的一组命令:44 41 54 41 0D。其中前四个字节分别是“D A T A”所对应的ASCII码值，最后的“0D”为回车符的ASCII码。MIPEX传感器接收到查询命令后，其返回值是以I个五位的ASCII码，结尾仍然是一个回车符(ODh)。所以读取传感器数据时，要将数据“4441 54 41 0D”通过串口依次发送给MIPEX传感器。发送完毕后等待读取数据，当读取到的数据为回车符的ASCII码OxOD时，表示数据读取完毕。
[0013]与其它无线数据通信芯片相比，CC1020具有接收灵敏度较高、功耗低等特点，其载频为433MHz(也可提供869/915M Hz)，特别适合远距离数据通信。在ATmegal28L单片机与CC1020的数据通信过程中，时钟信号由CC1020的DCLK提供，即设置CC1020为主机；设置ATmegal28L单片机为从机。通过CC1020接收数据时，MISO与MOSI管脚设置为输入模式。在DCLK时钟信号的作用下，CC1020管脚D1上的数据经过MISO与MOSI管脚进入ATmegal28L单片机。当需要通过CC1020发送数据时，MISO与MOSI管脚设置为输出模式。在DCLK时钟信号的作用下，ATmegal28L单片机的MISO管脚上的数据通过进入CC1020片内，经调制后由RF端发送出去。在PCB设计时需要保证CCl 020的配置接口 PSEL、PCLK、PD I和PDO布线长度基本一致，因为长度相差较大，可能会导致配置时序不正确，从而导致读写内部寄存器失败。
[0014]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，其特征在于:包括红外可燃气体传感器、无线收发芯片、单片机和电源电路，所述单片机分别与所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片相连，所述电源电路分别为所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片、所述单片机供电。2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，其特征在于:所述红外可燃气体传感器为MIPEX传感器，所述无线收发芯片型号为CC1020，所述单片机为ATmegal28L单片机，所述MIPEX传感器的RXD引脚、TXD引脚分别连接所述ATmegal28L单片机的TXDO/PEO引脚、RXD0/PE1引脚，所述CC1020的PSEL引脚、PCLK引脚、PDI引脚、PDO引脚、DCLK引脚、D1引脚分别连接所述ATmegal28L单片机的HM引脚、PD6引脚、PD7引脚、PF3引脚、SCK引脚、MIS0/M0SI引脚。
【文档编号】E21F17/18GK205545949SQ201620371180
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】尹晶晶, 徐振峰, 章飞, 周全, 史媛芳
【申请人】安徽国防科技职业学院