矿用动力载波通信模块的制作方法

本实用新型涉及一种矿用动力载波通信模块，属于通信控制技术领域。

背景技术：

矿井安全监控系统是随着目前矿井安全生产需要和自动化技术成熟后的一门新兴学科技术，安全监控系统的合理使用，可以为矿井安全生产带来巨大的帮助，工作人员不必在井下巡检，就可以通过各个位置传感器检测数据，了解整个矿井的各位置环境参数；当有超限的情形，系统可以自动下发报警及控制指令，通知相关人员注意，控制危险地区的设备断电。目前国家已强制要求生产矿井必须安装矿井安全监控系统，作为矿井是否符合生产条件的一个关键指标。矿用监控系统的通信控制模块在高电磁干扰的环境下，通信极易被外界干扰，给重要的监控系统通信带来巨大的不稳定性和风险，因此，研制一种高可靠的通信模块，克服矿井环境高电磁干扰，对保证矿井安全具有十分重要的作用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种矿用动力载波通信模块，给控制器提供动力和控制命令，并且提高控制数据包传输可靠性、安全性，在有电磁干扰的矿井环境下使用。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

一种矿用动力载波通信模块，包括主控单片机单元、载波通信单元，所述主控单片机单元使用型号为stc11l04e的单片机芯片l02，主控单片机单元与载波通信单元通信连接，所述载波通信单元包括光耦gd1、光耦gd2、功率三极管g5、功率三极管g6、功率三极管g7、功率三极管g8、电容c43、电容c37、电容ca50、电容c36、电容cb50、电阻ra51、电阻ra53、电阻ra54、电阻ra55、电阻r41、电阻r46、电阻rb53、电阻rb54、电阻rb55、二极管d19、二极管d20、二极管dly51、二极管dly52，功率三极管g5、功率三极管g7是npn三极管，功率三极管g6、功率三极管g8是pnp三极管；单片机芯片l02通过串口com3_rx脚接收控制指令，单片机芯片l02通过kz_txd脚输出控制信号脉冲，电源vcc3.3v经电阻ra51后接光耦gd1的发光二极管阳极，光耦gd1的发光二极管阴极接光耦gd2的发光二极管阳极，光耦gd2的发光二极管阴极接单片机芯片l02的kz_txd脚，光耦gd1的光敏三极管集电极、功率三极管g5的集电极接外部电源板提供的18v电源正，光耦gd1的光敏三极管发射极、功率三极管g6的基极接功率三极管g5的基极，电阻ra53的一端接功率三极管g6的基极，电阻ra53的另一端接二极管d19阳极，二极管d19阴极接功率三极管g6的集电极，功率三极管g6的发射极接功率三极管g5的发射极，二极管dly51的阳极接功率三极管g6的集电极，二极管dly51的阴极接功率三极管g6的发射极，电容ca50的一端接功率三极管g5的发射极，电容ca50的另一端经电阻ra55后接二极管d19阳极，电容c37的一端接功率三极管g5的发射极，电容c37的另一端经电阻r46后接二极管d19阴极，电容c43的一端接功率三极管g5的集电极，电容c43的另一端接二极管d19阴极以及外部电源板提供的18v电源地，电阻ra54的一端接功率三极管g5的发射极，电阻ra54的另一端输出载波信号；二极管d20的阳极、功率三极管g7的集电极接外部电源板提供的18v电源正，二极管d20的阴极经电阻rb53后接功率三极管g7的基极，电阻rb55和电容cb50串联，串联电路两端分别连接至二极管d20的阴极和功率三极管g7的发射极，功率三极管g7的基极、功率三极管g8的基极与光耦gd2的光敏三极管集电极相连，功率三极管g8的集电极、光耦gd2的光敏三极管发射极与外部电源板提供的18v电源地相连，功率三极管g8的发射极与功率三极管g7的发射极相连，电容c36与电阻r41串联，串联电路两端分别接功率三极管g7的集电极、发射极，二极管dly51的阳极与外部电源板提供的18v电源地相连，二极管dly51的阴极与功率三极管g8的发射极相连，电阻rb54的一端接于功率三极管g8的发射极，电阻rb54的另一端输出载波信号。

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述矿用动力载波通信模块，其中光耦gd1、光耦gd2的型号为el817c，功率三极管g5、功率三极管g7型号为mjd31c，功率三极管g6、功率三极管g8型号为mjd32c，二极管d19、二极管d20的型号为in4148，二极管dly51、二极管dly52的型号为15kp24ca。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的载波通信模块，既能给控制器提供电源，又可以提供高可靠的通信，整个通信带供电只需要2芯电缆，实现2芯单电源，给控制器提供动力和控制命令，而且控制数据包传输高可靠性，特别适合在有电磁干扰的环境下使用，维护人员的维护工作方便，电源不分正负极，简化后续接收设备的接线维护。

附图说明

图1是本实用新型的主控单片机单元实施例电路图；

图2是本实用新型的载波通信单元实施例电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的矿用动力载波通信模块，包括主控单片机单元1、载波通信单元2，如图1所示，所述主控单片机单元1使用型号为stc11l04e的单片机芯片l02，j11是单片机写码口。主控单片机单元1与载波通信单元2通信连接，如图2所示，所述载波通信单元2包括光耦gd1、光耦gd2、功率三极管g5、功率三极管g6、功率三极管g7、功率三极管g8、电容c43、电容c37、电容ca50、电容c36、电容cb50、电阻ra51、电阻ra53、电阻ra54、电阻ra55、电阻r41、电阻r46、电阻rb53、电阻rb54、电阻rb55、二极管d19、二极管d20、二极管dly51、二极管dly52，功率三极管g5、功率三极管g7是npn三极管，功率三极管g6、功率三极管g8是pnp三极管；光耦gd1、光耦gd2的型号为el817c，功率三极管g5、功率三极管g7型号为mjd31c，功率三极管g6、功率三极管g8型号为mjd32c，二极管d19、二极管d20的型号为in4148，二极管dly51、二极管dly52的型号为15kp24ca。单片机芯片l02通过串口com3_rx脚接收控制指令，单片机芯片l02通过kz_txd脚输出控制信号脉冲，电源vcc3.3v经电阻ra51后接光耦gd1的发光二极管阳极，光耦gd1的发光二极管阴极接光耦gd2的发光二极管阳极，光耦gd2的发光二极管阴极接单片机芯片l02的kz_txd脚，光耦gd1的光敏三极管集电极、功率三极管g5的集电极接外部电源板提供的18v电源正，光耦gd1的光敏三极管发射极、功率三极管g6的基极接功率三极管g5的基极，电阻ra53的一端接功率三极管g6的基极，电阻ra53的另一端接二极管d19阳极，二极管d19阴极接功率三极管g6的集电极，功率三极管g6的发射极接功率三极管g5的发射极，二极管dly51的阳极接功率三极管g6的集电极，二极管dly51的阴极接功率三极管g6的发射极，电容ca50的一端接功率三极管g5的发射极，电容ca50的另一端经电阻ra55后接二极管d19阳极，电容c37的一端接功率三极管g5的发射极，电容c37的另一端经电阻r46后接二极管d19阴极，电容c43的一端接功率三极管g5的集电极，电容c43的另一端接二极管d19阴极以及外部电源板提供的18v电源地，电阻ra54的一端接功率三极管g5的发射极，电阻ra54的另一端输出载波信号；二极管d20的阳极、功率三极管g7的集电极接外部电源板提供的18v电源正，二极管d20的阴极经电阻rb53后接功率三极管g7的基极，电阻rb55和电容cb50串联，串联电路两端分别连接至二极管d20的阴极和功率三极管g7的发射极，功率三极管g7的基极、功率三极管g8的基极与光耦gd2的光敏三极管集电极相连，功率三极管g8的集电极、光耦gd2的光敏三极管发射极与外部电源板提供的18v电源地相连，功率三极管g8的发射极与功率三极管g7的发射极相连，电容c36与电阻r41串联，串联电路两端分别接功率三极管g7的集电极、发射极，二极管dly51的阳极与外部电源板提供的18v电源地相连，二极管dly51的阴极与功率三极管g8的发射极相连，电阻rb54的一端接于功率三极管g8的发射极，电阻rb54的另一端输出载波信号。

核心功能电路中l02单片机通过串口com3_rx，和光耦gd1,gd2以及g5，g6，g7，g8两对功率三极管电路协同工作。lo2单片机接收需要控制的指令，通过控制kz_txd脚，发出控制信号脉冲，通过光耦gd1,gd2隔离，控制g5，g6，g7，g8两对功率三极管，当kz_txd为1时，g6,g7导通，g5,g8截止，电路输出反向电压，当kz_txd为0时，g5,g8导通，g6,g7截止，电路输出正向电压，最终在输出端口两极上实现输出电压的正负交变，这个定速率的正负交变信号，就是设备要传输的控制数据信息。18v的供电输出，正负交变后，两线之间的vpp电压为36v，具备很强的抗干扰性，达到在矿井恶劣环境中传递数据的能力，且通信距离能达到2000米，达到抗干扰目的。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。