一种矿车的实时嵌入式监测控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种矿车的实时嵌入式监测控制装置，属于嵌入式安全监控领域。

背景技术：

煤炭是我国的基础能源。近年来，受国民经济快速发展的推动，我国煤炭产量和消费量呈现快速增长的势头。在煤炭开采过程中，尽管现有的矿道瓦斯监控系统已经相当完善，但瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出引起的事故时有发生。而造成这些事故往往是因为通风不好，瓦斯在某个地方积聚，监测不到位或是监控系统传感器数量不足、安装位置不对以及线路存在故障等。同时，由于矿井下条件有限，矿车途径的地方往往照明不足，且不少的地方，矿道车与矿道壁的距离不足以单人通过，若有工人在这样的路线上行走极易发生事故；若矿车在漆黑的地方闲置时，井下人员极易由于光线不足发生碰撞，使人刮伤。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种矿车的实时嵌入式监测控制装置，可以实时监测途径的各个地方的瓦斯浓度，并能及时发出警报提醒，以避免因为监控系统的使用不当或传感器不足，而导致的瓦斯突出等爆炸事故。

本实用新型采用的技术方案是：一种矿车的实时嵌入式监测控制装置，包括电源1、电压调节装置2、单片机控制模块5、信号放大电路Ⅰ6、瓦斯浓度传感器7、防爆车体11，入风口12，监测室13，控制室14；

所述的电源1与电压调节装置2相连，瓦斯浓度传感器7通过信号放大电路Ⅰ6与单片机控制模块5相连，瓦斯浓度传感器7、信号放大电路Ⅰ6、单片机控制模块5均与电压调节装置2相连，入风口12置于防爆车体11下方，并连通监测室13，瓦斯浓度传感器7置于监测室13内，控制室14置于监测室13后方，并与外界绝缘，电源1、电压调节装置2、单片机控制模块5、信号放大电路Ⅰ6均置于控制室14内。

优选地，还包括防爆探照灯3、继电器控制电路4、光敏传感器8、信号放大电路Ⅱ9；光敏传感器8通过信号放大电路Ⅱ9与单片机控制模块5相连，防爆探照灯3通过继电器控制电路4与单片机控制模块5相连，防爆探照灯3、光敏传感器8、信号放大电路Ⅱ9均与电压调节装置2相连。

由于矿井下条件有限，矿车途径的地方往往照明不足，且不少的地方，矿道车与矿道壁的距离不足以单人通过，若有工人在这样的路线上行走极易发生事故；若矿车在漆黑的地方闲置时，井下人员极易由于光线不足发生碰撞，使人刮伤。针对这一问题，本实用新型的方案还能提供照明，避免其它碰撞事故的发生，在一定程度上有效避免爆炸事故及碰撞事故的发生，保障了矿道工人的人身安全。

优选地，所述的防爆探照灯3置于防爆车体11的正前方，光敏传感器8置于入风口12上方、防爆探照灯3的下方，并带有防污染封装，继电器控制电路4、信号放大电路Ⅱ9均置于控制室14内。光敏传感器8的位置及自带的防污染封装能有效起到保护作用。

优选地，还包括与单片机控制模块5相连的报警模块10，报警模块10置于监测室13内，所述的报警模块包括扬声器。通过报警模块中扬声器发出的声音，在出现危险时，可以提醒矿道内的工人先撤离。

优选地，所述的电源1为蓄电池，蓄电池安装方便，较适合矿车使用。

优选地，所述的单片机控制模块5包括单片机U1、电阻R1、电阻R2，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6，晶振Y1，按键KEY1；

所述的电阻R1向上与VCC相连，向下通过电容C1接地，同时电阻R1与电容C1之间的引线通过R2接到单片机U1的5脚；按键KEY1并联在电容C1上，电容C2一端与单片机U1的5脚相连，另一端接地；电容C3的一端与单片机U1的12脚相连，另一端向下接地，同时向右与单片机U1的10脚、13脚以及22脚相连；电容C4并联在电容C3上；晶振Y1的一端接单片机U1的26脚，另一端接单片机U1的27脚，电容C5与电容C6先串联再并联在Y1上，同时电容C5和电容C6接地。

优选地，单片机U1的型号可以为：C8051F040。

本实用新型的工作原理是：

首先预设定瓦斯浓度传感器7和光敏传感器8的阈值，利用电源1通过电压调节装置2对防爆探照灯3、单片机控制模块5、信号放大电路Ⅰ6、瓦斯浓度传感器7、光敏传感器8和信号放大电路Ⅱ9进行供电。矿车前进，瓦斯浓度传感器7不断的采集信号，并将该信号传入信号放大电路Ⅰ6中，将信号放大并通过单片机U1的18脚传入单片机U1中，在单片机U1中将该传感器采集的模拟信号通过数模转换器转换为数字信号，最终由单片机U1处理，判断瓦斯浓度是否超出预设阈值，若超出预设阈值，即表明某地方有瓦斯积聚，则单片机U1由61脚发送信号，驱动报警模块，使其中的扬声器发出警报，提醒矿道内的工人先撤离。同时当矿车进入矿道后，光敏传感器8不断的采集光信号，并将该信号传入信号放大电路Ⅱ9中，将信号放大并通过单片机U1的19脚传入单片机U1中，在单片机U1中将该传感器采集的模拟信号通过数模转换器转换为数字信号，最终由单片机U1处理，判断光线强度是否能达到设定的阈值，若检测到矿道内光线强度达不到预设定的阈值，则单片机U1通过62脚发出信号，使继电器控制电路4驱动防爆探照灯3打开。

本实用新型的有益效果是：装置结构简单，能够实时监控矿道中途径的各个地方的瓦斯浓度状况，并能在光线不足的情况下开启防爆探照灯。当该矿车途径的某个地方瓦斯浓度超过设定的阈值时，则立刻发出撤离警报，矿道中因瓦斯突出或积聚达到一定浓度而引起的爆炸事件可以得到避免，使得矿井下的工人的生命安全得到更好的保障；同时当检测到光线不足时，防爆探照灯打开，避免因光线不足而引起矿道工人不必要的碰撞伤害。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的电路连接框图；

图3是本实用新型的单片机控制模块电路原理图。

图中各标号为：1-电源，2-电压调节装置，3-防爆探照灯，4-继电器控制电路，5-单片机控制模块，6-信号放大电路Ⅰ，7-瓦斯浓度传感器，8-光敏传感器，9-信号放大电路Ⅱ，10-报警模块，11-防爆车体，12-入风口，13-监测室，14-控制室。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的描述。

实施例1：如图1-3所示，一种矿车的实时嵌入式监测控制装置，包括电源1、电压调节装置2、单片机控制模块5、信号放大电路Ⅰ6、瓦斯浓度传感器7、防爆车体11，入风口12，监测室13，控制室14；

所述的电源1与电压调节装置2相连，瓦斯浓度传感器7通过信号放大电路Ⅰ6与单片机控制模块5相连，瓦斯浓度传感器7、信号放大电路Ⅰ6、单片机控制模块5均与电压调节装置2相连，入风口12置于防爆车体11下方，并连通监测室13，瓦斯浓度传感器7置于监测室13内，控制室14置于监测室13后方，并与外界绝缘，电源1、电压调节装置2、单片机控制模块5、信号放大电路Ⅰ6均置于控制室14内。

实施例2：如图1-3所示，一种矿车的实时嵌入式监测控制装置，包括电源1、电压调节装置2、单片机控制模块5、信号放大电路Ⅰ6、瓦斯浓度传感器7、防爆车体11，入风口12，监测室13，控制室14；

所述的电源1与电压调节装置2相连，瓦斯浓度传感器7通过信号放大电路Ⅰ6与单片机控制模块5相连，瓦斯浓度传感器7、信号放大电路Ⅰ6、单片机控制模块5均与电压调节装置2相连，入风口12置于防爆车体11下方，并连通监测室13，瓦斯浓度传感器7置于监测室13内，控制室14置于监测室13后方，并与外界绝缘，电源1、电压调节装置2、单片机控制模块5、信号放大电路Ⅰ6均置于控制室14内。

还包括防爆探照灯3、继电器控制电路4、光敏传感器8、信号放大电路Ⅱ9；光敏传感器8通过信号放大电路Ⅱ9与单片机控制模块5相连，防爆探照灯3通过继电器控制电路4与单片机控制模块5相连，防爆探照灯3、光敏传感器8、信号放大电路Ⅱ9均与电压调节装置2相连。

实施例3：如图1-3所示，一种矿车的实时嵌入式监测控制装置，包括电源1、电压调节装置2、单片机控制模块5、信号放大电路Ⅰ6、瓦斯浓度传感器7、防爆车体11，入风口12，监测室13，控制室14；

所述的电源1与电压调节装置2相连，瓦斯浓度传感器7通过信号放大电路Ⅰ6与单片机控制模块5相连，瓦斯浓度传感器7、信号放大电路Ⅰ6、单片机控制模块5均与电压调节装置2相连，入风口12置于防爆车体11下方，并连通监测室13，瓦斯浓度传感器7置于监测室13内，控制室14置于监测室13后方，并与外界绝缘，电源1、电压调节装置2、单片机控制模块5、信号放大电路Ⅰ6均置于控制室14内。

还包括防爆探照灯3、继电器控制电路4、光敏传感器8、信号放大电路Ⅱ9；光敏传感器8通过信号放大电路Ⅱ9与单片机控制模块5相连，防爆探照灯3通过继电器控制电路4与单片机控制模块5相连，防爆探照灯3、光敏传感器8、信号放大电路Ⅱ9均与电压调节装置2相连。

还包括与单片机控制模块5相连的报警模块10，报警模块10置于监测室13内，所述的报警模块包括扬声器。通过报警模块中扬声器发出的声音，在出现危险时，可以提醒矿道内的工人先撤离。

实施例4：如图1-3所示，一种矿车的实时嵌入式监测控制装置，包括电源1、电压调节装置2、单片机控制模块5、信号放大电路Ⅰ6、瓦斯浓度传感器7、防爆车体11，入风口12，监测室13，控制室14；

所述的电源1与电压调节装置2相连，瓦斯浓度传感器7通过信号放大电路Ⅰ6与单片机控制模块5相连，瓦斯浓度传感器7、信号放大电路Ⅰ6、单片机控制模块5均与电压调节装置2相连，入风口12置于防爆车体11下方，并连通监测室13，瓦斯浓度传感器7置于监测室13内，控制室14置于监测室13后方，并与外界绝缘，电源1、电压调节装置2、单片机控制模块5、信号放大电路Ⅰ6均置于控制室14内。

还包括防爆探照灯3、继电器控制电路4、光敏传感器8、信号放大电路Ⅱ9；光敏传感器8通过信号放大电路Ⅱ9与单片机控制模块5相连，防爆探照灯3通过继电器控制电路4与单片机控制模块5相连，防爆探照灯3、光敏传感器8、信号放大电路Ⅱ9均与电压调节装置2相连。

所述的单片机控制模块5包括单片机U1、电阻R1、电阻R2，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6，晶振Y1，按键KEY1；

所述的电阻R1向上与VCC相连，向下通过电容C1接地，同时电阻R1与电容C1之间的引线通过R2接到单片机U1的5脚；按键KEY1并联在电容C1上，电容C2一端与单片机U1的5脚相连，另一端接地；电容C3的一端与单片机U1的12脚相连，另一端向下接地，同时向右与单片机U1的10脚、13脚以及22脚相连；电容C4并联在电容C3上；晶振Y1的一端接单片机U1的26脚，另一端接单片机U1的27脚，电容C5与电容C6先串联再并联在Y1上，同时电容C5和电容C6接地。

上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。