应用于井下采煤机的无线遥控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用于井下采煤机的无线遥控装置，包括无线信号发射装置和设置在采煤机上的无线信号接收装置；所述无线信号发射装置包括用于对控制信号进行异步FSK编码的MCU微控制器和用于对经编码后的控制信号进行调制射频发射的射频发射单元，所述射频发射单元上设有射频发射天线；所述无线信号接收装置包括用于接收经所述射频发射单元发射的控制信号并对所述控制信号调制解调的射频接收单元、用于对经调制解调后的控制信号进行同步FSK解码的FPGA数字微处理器和用于控制采煤机动作的继电器驱动电路，所述FPGA数字微处理器与所述继电器驱动电路电连接，所述射频接收单元设有射频接收天线。具有实时性强、异步脉宽测量误差低和误码率低的优点。
【专利说明】应用于井下采煤机的无线遥控装置
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信设备【技术领域】，具体的为一种应用于井下采煤机的无线遥控
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【背景技术】
[0002]目前井下开采人员操作采煤机时，多数通过机载控制按钮或有线操作控制台来控制采煤机的各种运行状态。由于煤矿井下环境恶劣，空气中夹杂大量的粉尘和雾气，能见度很低，这种固定式的控制方式严重影响了操作司机的视线，从而增加了操作控制难度及设备运行事故率。同时，由于薄煤层采煤机的开采区域存在工作面断层、矸石等复杂地质构造，并存在开采空间狭小、就近机载操作安全系数低等环境特点，现有的通过机载控制按钮或有线操作控制台来控制采煤机的操作控制方式无法保障操作司机的安全。
[0003]随着煤矿井下采煤机电气自动化程度的不断提高，对采煤机进行全方位无线遥控操作的需求也在不断增加。但是，由于煤矿井下环境恶劣，如何提高无线通讯控制的安全可靠性和快速实时性，以及降低通讯零误码率等，成为井下遥控装置的主要技术难题。
[0004]目前常用的应用于井下采煤机的无线通信控制技术中，发射单元与接收控制单元均采用MCU微控制器进行异步编解码，控制按键信号从异步编码处理到异步解码成功至少延迟250uS以上，存在处理速度慢、异步脉宽测量误差劣于10nS以上和误码率高等缺陷。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于井下采煤机的无线遥控装置，该无线遥控装置具有实时性强、异步脉宽测量误差低和误码率低的优点。
[0006]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种应用于井下采煤机的无线遥控装置，包括无线信号发射装置和设置在采煤机上的无线信号接收装置；
[0008]所述无线信号发射装置包括用于对控制信号进行异步FSK编码的MCU微控制器和用于对经编码后的控制信号进行调制射频发射的射频发射单元，所述射频发射单元上设有射频发射天线；
[0009]所述无线信号接收装置包括用于接收经所述射频发射单元发射的控制信号并对所述控制信号调制解调的射频接收单元、用于对经调制解调后的控制信号进行同步FSK解码的FPGA数字微处理器和用于控制采煤机动作的继电器驱动电路，所述FPGA数字微处理器与所述继电器驱动电路电连接，所述射频接收单元设有射频接收天线。
[0010]进一步，无线信号发射装置还包括遥控器壳体，所述遥控器壳体上设有与所述MCU微控制器电连接的控制按键。
[0011]进一步，所述遥控器壳体上设有与所述MCU微控制器电连接的显示屏。
[0012]进一步，所述射频发射单元采用TDA5100射频发射器，所述射频接收单元采用TDA5210射频接收器。
[0013]进一步，所述无线信号发射装置还包括用于对所述MCU微控制器和射频发射单元提供电源的电池组，所述无线信号接收装置还包括分别与所述FPGA数字微处理器、射频接收单元和继电器驱动电路电连接的本安电源。
[0014]本发明的有益效果在于:
[0015]本实用新型应用于井下采煤机的无线遥控装置，采用MCU微控制器对控制信号进行异步FSK编码，射频发射单元用于对异步FSK编码时序信号进行射频调制，然后通过功率放大器进行电流的放大，以此达到驱动射频发射天线的能力，因此，本实用新型的无线信号发射装置具有信号频率稳定度高、发射距离远和极低功耗的优点；
[0016]射频接收单元将接收到的信号进行选频、低噪声放大、LC滤波以及射频解调处理后，传输至FPGA数字微处理器；FPGA数字微处理器具有低功耗、高密度和高性能，用于对射频解调后的异步FSK编码时序信号进行软件滤波、防抖动处理、同步脉冲宽度测量以及同步FSK解码，从而得到射频发射单元中控制按键的相应数据指令；因此，本实用新型的无线信号接收装置具有高速并行运算处理能力强、同步脉宽测量误差优于10nS、单芯片集成度高无需外围配置芯片和射频接收抗干扰能力强的优点；
[0017]综上可知，本实用新型的应用于井下采煤机的无线遥控装置通过采用异步FSK编码调制射频发射，与之配套射频接收采用高速度高精度的同步FSK解码，具有实时性强、异步脉宽测量误差低和误码率低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0019]图1为本实用新型应用于井下采煤机的无线遥控装置实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0021]如图1所示，为本实用新型应用于井下采煤机的无线遥控装置实施例的结构示意图。本实施例应用于井下采煤机的无线遥控装置，包括无线信号发射装置10和设置在采煤机上的无线信号接收装置20。
[0022]无线信号发射装置10包括用于对控制信号进行异步FSK编码的MCU微控制器11和用于对经编码后的控制信号进行调制射频发射的射频发射单元12，射频发射单元12上设有射频发射天线13。本实施例的无线信号发射装置还包括遥控器壳体，遥控器壳体上设有与MCU微控制器11电连接的控制按键16，控制按键16用于输入控制指令。遥控器壳体上设有与MCU微控制器11电连接的显示屏14，用于显示相应的控制指令数据。本实施例的射频发射单元12采用TDA5100射频发射器，TDK5100射频发射器具有相当高的系统集成度，完全集成了 PLL合成器和一个高效率功率放大器，用于对异步FSK编码时序信号进行射频调制，然后通过功率放大器进行电流的放大，以此达到驱动天线的能力。本实施例的无线信号发射装置10还包括用于对MCU微控制器11和射频发射单元12提供电源的电池组15。
[0023]本实施例采用MCU微控制器11对控制信号进行异步FSK编码，射频发射单元12用于对异步FSK编码时序信号进行射频调制，然后通过功率放大器进行电流的放大，以此达到驱动射频发射天线的能力，因此，本实施例的无线信号发射装置具有信号频率稳定度高、发射距离远和极低功耗的优点
[0024]无线信号接收装置20包括用于接收经射频发射单元12发射的控制信号并对控制信号调制解调的射频接收单元21、用于对经调制解调后的控制信号进行同步FSK解码的FPGA数字微处理器22和用于控制采煤机动作的继电器驱动电路23，FPGA数字微处理器22与继电器驱动电路23电连接，射频接收单元21设有射频接收天线24。本实施例的射频接收单元21采用TDA5210射频接收器，用于对接收到的信号进行选频、低噪声放大、LC滤波以及射频解调。本实施例的无线信号接收装置20还包括分别与FPGA数字微处理器22、射频接收单元21和继电器驱动电路23电连接的本安电源25。
[0025]本实施例的无线信号接收装置20中，射频接收单元21将接收到的信号进行选频、低噪声放大、LC滤波以及射频解调处理后，传输至FPGA数字微处理器22 ；FPGA数字微处理器22具有低功耗、高密度和高性能，用于对射频解调后的异步FSK编码时序信号进行软件滤波、防抖动处理、同步脉冲宽度测量以及同步FSK解码，从而得到射频发射单元12中控制按键的相应数据指令；因此，本实施例的无线信号接收装置20具有高速并行运算处理能力强、同步脉宽测量误差优于10nS、单芯片集成度高无需外围配置芯片和射频接收抗干扰能力强的优点。
[0026]综上可知，本实施例的应用于井下采煤机的无线遥控装置通过采用异步FSK编码调制射频发射，与之配套射频接收采用高速度高精度的同步FSK解码，具有实时性强、异步脉宽测量误差低和误码率低的优点。
[0027]以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本【技术领域】的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种应用于井下采煤机的无线遥控装置，其特征在于:包括无线信号发射装置和设置在采煤机上的无线信号接收装置； 所述无线信号发射装置包括用于对控制信号进行异步FSK编码的MCU微控制器和用于对经编码后的控制信号进行调制射频发射的射频发射单元，所述射频发射单元上设有射频发射天线； 所述无线信号接收装置包括用于接收经所述射频发射单元发射的控制信号并对所述控制信号调制解调的射频接收单元、用于对经调制解调后的控制信号进行同步FSK解码的FPGA数字微处理器和用于控制采煤机动作的继电器驱动电路，所述FPGA数字微处理器与所述继电器驱动电路电连接，所述射频接收单元设有射频接收天线。
2.根据权利要求1所述应用于井下采煤机的无线遥控装置，其特征在于:无线信号发射装置还包括遥控器壳体，所述遥控器壳体上设有与所述MCU微控制器电连接的控制按键。
3.根据权利要求2所述应用于井下采煤机的无线遥控装置，其特征在于:所述遥控器壳体上设有与所述MCU微控制器电连接的显示屏。
4.根据权利要求1-3任一项所述应用于井下采煤机的无线遥控装置，其特征在于:所述射频发射单元采用TDA5100射频发射器，所述射频接收单元采用TDA5210射频接收器。
5.根据权利要求4所述应用于井下采煤机的无线遥控装置，其特征在于:所述无线信号发射装置还包括用于对所述MCU微控制器和射频发射单元提供电源的电池组，所述无线信号接收装置还包括分别与所述FPGA数字微处理器、射频接收单元和继电器驱动电路电连接的本安电源。
【文档编号】G08C17/02GK204117340SQ201420445730
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】杨川, 李国 , 黄文标, 夏雨, 董龙飞 申请人:重庆永荣机械制造有限责任公司, 杭州华光光电有限公司