专利名称：一种基于can总线技术的采煤机位置检测方法
技术领域：
本发明涉及一种采煤机定位方法，尤其涉及一种基于CAN总线技术的采煤机位置检测方法，通过CAN总线通讯控制多点红外线发射器进行分时循环发送红外信号，由红外线接收装置接收红外信号，从而实现煤矿井下综采工作面采煤机的精确、可靠定位。
背景技术：
井下综采工作时，液压支架需要根据采煤机的位置变化、运行方向等参数，按照预先设定的采煤工艺进行动作控制。当采煤机前滚筒靠近液压支架时，液压支架要收回护帮，采煤机的前滚筒切割过后，液压支架进行降架、抬底、推溜、升架等动作。整个支架的动作过程都是以采煤机的位置为依据实施的，因此实现工作面自动化控制，采煤机定位是关键。目前采煤机位置检测方法及装置是由一个安装在煤机上的红外线发射器不断发射红外信号， 与红外接收器组合(每台液压支架均有一个红外线接收器)，实现采煤机的定位。由于井下的环境恶劣，煤尘含量高，容易影响红外线信号的接收，造成采煤机定位不准确，不能可靠的实现跟机自动化。为此，需要研制可靠性能高、定位准确的采煤机定位方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种新型基于CAN总线技术的采煤机位置检测方法，采用多个完全相同的红外线发射器组成信号发射部分，将红外线发射器分别放置于采煤机的不同部位，每个红外线发射器均有不同编码信息的载波信号，通过CAN总线通讯协议控制发射代表采煤机不同部位的红外线信号。可以精确的确定采煤机的位置，解决综采工作面液压支架电液控制系统的跟机自动化问题。同时为了减少不同红外线发射器之间的信号串扰、反射干扰，并且减少整体功耗，相邻的红外线发射器之间采用CAN总线通信方法控制红外线信号发射的时间段，实现分时发送。采用该方案时，可以根据现场采煤机所需情况安装红外线发射器的数量。采用该方案的多个红外线发射器完全兼容，可以实现地址自动识别和编码信息自动控制。本发明是通过这样的技术方案实现的一种基于红外线传输技术的米煤机定位方法，通过红外线检测装置实现，其特征在于，红外线检测装置包括若干红外线发射器和红外线接收器，若干红外线发射器之间通过标准CAN总线进行通讯，若干个所述红外线发射器分别安装于采煤机的不同部位；若干个所述红外线接收器分别设置于同一工作面相邻的若干个液压支架上；
红外线发射器之间通过标准CAN总线通讯方法自动识别地址及所发送信号的编码信息，每个红外线发射器均有不同编码信息的载波信号；
所述编码信息包括若干组编码，每一组编码以载波的形式叠加在红外线信号上，每一组编码对应采煤机的一个安装部位上的红外线发射器的红外线信号，红外线信号经过放大处理后通过红外发射二极管向外发送，信号发送过程通过CAN总线通讯协议控制，由CAN总线通讯协议控制每个红外线发射器的数据发送时间段，实现分时循环发送；红外线接收器安装在液压支架上，每台液压支架配置一个红外线接收器，红外线接收器将所接收到的红外线信号，经红外线信号解码、将解码信号转换为数据信号，最后通过RS232串口将数据信号传输给支架控制器，支架控制器根据所接收到的数据信号来判断采煤机所处位置；
以在采煤机安装三个红外线发射器为例，所述方法包括如下步骤
a)将三个红外线发射器分别安装于采煤机的机头、机中、机尾三个部位；将若干个所述红外线接收器分别设置于同一工作面相邻的若干个液压支架上；
b)通过CAN总线通讯协议控制三个红外线发射器分时循环向外发送分别代表机头、机中、机尾三个部位的红外线信号，红外线发射器的有效发射角度为±20° ;
c)若干个红外线接收器将接收到的分别代表机头、机中、机尾三个位置的红外线信号传送给支架控制器，红外线接收器的有效接收角度为±40° ;· d)支架控制器根据所接收到的经过解码处理的红外线信号，准确判断采煤机所处位置，实现跟机自动化，通过三个红外发射器分时循环发送信号，实现采煤机位置的准确动态检测。本发明的优点在于采用多个红外线发射器分时循环发射红外信号，降低整体功耗，避免信号串扰，多个红外线发射器依据CAN通讯识别自己所处部位，发送相对应的编码信息，多个红外线发射器安装于采煤机不同部位，能够实现采煤机的精确定位，多个红外线发射器安装数量可依据现场需求选择，灵活性高。
图I、为本发明的采煤机定位方法的实施示意 图2、为红外线发射器与红外线接收器系统结构框 图3、为红外线发射器电路框 图4、为红外线接收器电路框图。
具体实施例方式为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明
如图I至图4所示，红外线检测装置包括若干红外线发射器和红外线接收器，若干红外线发射器之间通过标准CAN总线进行通讯，若干个所述红外线发射器分别安装于采煤机的不同部位；若干个所述红外线接收器分别设置于同一工作面相邻的若干个液压支架上；红外线发射器之间通过标准CAN总线通讯方法自动识别地址及所发送信号的编码信
息，
所述编码信息包括若干组编码，每一组编码对应采煤机的一个安装部位上的红外线发射器的红外线信号；
红外线发射器电路由MCU进行编码、经信号放大后，红外线信号经过放大处理后通过红外发射二极管向外发送，信号发送过程通过CAN总线通讯协议控制，由CAN总线通讯协议控制每个红外线发射器的数据发送时间段，实现分时循环发送；
红外线接收器安装在液压支架上，每台液压支架配置一个红外线接收器，红外线接收器将所接收到的红外线信号解码并转换为通讯信号，然后传输给支架控制器，支架控制器根据所接收到的信号准确判断采煤机所处位置。本实施例以三个红外线发射器为例
三个红外线发射器安装在采煤机上，分别置于机头、机中、机尾三个部位，红外线发射器之间通过标准CAN总线通讯方法自动识别地址及所发送信号的编码信息，编码信息为表示不同采煤机部位的红外线信号，此信号经过处理后向外发送。信号发送过程由CAN总线通讯控制每个红外线发射器的数据发送时间段，实现分时发送。红外线接收器安装在液压支架上，每台液压支架配置一个红外线接收器。红外线接收器将所接收到的红外信号解码并转换为通讯信号，然后传输给支架控制器，支架控制器根据所接收到的信号准确判断采煤机所处位置。二者通过红外线数据传输方法实现采煤机准确定位。红外线发射器在使用过程中数量可以依据需要灵活选择，以下以三个红外线发射器为例叙述·
红外发射器之间具有通讯及地址自动识别和编码信息自动控制功能，三个红外线发射端自动识别所处部位，分时发送所属部位的编码信号。当采煤机前进运行过程中，红外线接收器将接收到采煤机上发出的红外线信号，并传送给支架控制器，多个支架控制器中的任意一个或相邻多个支架控制器根据所接收到的信号准确判断采煤机所处位置。如图3所示，红外线发射器电路由MCU最小系统(通讯、编码)、红外编码信号放大电路、红外编码信号发射元件和CAN通讯接口构成；
如图4所示，红外线接收器电路由红外线信号接收元件、红外线信号解码电路、解码信号转换电路、用于数据传输的RS232串口构成。以上所述，仅为本发明专利较佳的具体实施方法，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围内。
权利要求
1. 一种基于红外线传输技术的采煤机定位方法，通过红外线检测装置实现，其特征在于，红外线检测装置包括若干红外线发射器和红外线接收器，若干红外线发射器之间通过标准CAN总线进行通讯，若干个所述红外线发射器分别安装于采煤机的不同部位；若干个所述红外线接收器分别设置于同一工作面相邻的若干个液压支架上； 红外线发射器之间通过标准CAN总线通讯方法自动识别地址及所发送信号的编码信息，每个红外线发射器均有不同编码信息的载波信号； 所述编码信息包括若干组编码，每一组编码以载波的形式叠加在红外线信号上，每一组编码对应采煤机的一个安装部位上的红外线发射器的红外线信号，红外线信号经过放大处理后通过红外发射二极管向外发送，信号发送过程通过CAN总线通讯协议控制，由CAN总线通讯协议控制每个红外线发射器的数据发送时间段，实现分时循环发送； 红外线接收器安装在液压支架上，每台液压支架配置一个红外线接收器，红外线接收器将所接收到的红外线信号，经红外线信号解码、将解码信号转换为数据信号，最后通过RS232串口将数据信号传输给支架控制器，支架控制器根据所接收到的数据信号来判断采煤机所处位置； 以在采煤机安装三个红外线发射器为例，所述方法包括如下步骤 将三个红外线发射器分别安装于采煤机的机头、机中、机尾三个部位；将若干个所述红外线接收器分别设置于同一工作面相邻的若干个液压支架上； 通过CAN总线通讯协议控制三个红外线发射器分时循环向外发送分别代表机头、机中、机尾三个部位的红外线信号，红外线发射器的有效发射角度为±20° ; 若干个红外线接收器将接收到的分别代表机头、机中、机尾三个位置的红外线信号传送给支架控制器，红外线接收器的有效接收角度为±40° ; 支架控制器根据所接收到的经过解码处理的红外线信号，准确判断采煤机所处位置，实现跟机自动化，通过三个红外发射器分时循环发送信号，实现采煤机位置的准确动态检测。
全文摘要
本发明涉及一种基于CAN总线技术的采煤机位置检测方法，若干红外线发射器之间通过标准CAN总线进行通讯，若干个红外线发射器分别安装于采煤机的不同部位；若干个红外线接收器分别设置于同一工作面相邻的若干个液压支架上；红外线发射器之间通过标准CAN总线通讯方式自动识别地址及所发送信号的编码信息，每一组编码对应采煤机的一个安装部位上的红外线发射器的红外线信号，由CAN总线通讯协议控制每个红外线发射器的数据发送时间段，实现分时循环发送；本发明采用多个红外线发射器分时循环发射红外信号，降低整体功耗，避免信号串扰，多个红外线发射器依据CAN通讯识别自己所处部位，发送相对应的编码信息，多个红外线发射器安装于采煤机不同部位，能够实现采煤机的精确定位。
文档编号G01C21/00GK102914304SQ201210427250
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者薛红伟, 孙建辉, 王传峰, 张敏杰, 樊天旭, 李寒涛, 张远 申请人:天津华宁电子有限公司