矿井综合环境智能监控数据采集通讯装置制造方法及图纸

本发明专利技术属矿井生产安全监控装置，特别涉及一种矿井，特别是煤矿井下生产综合环境智能监控数据采集通讯装置，由电源电路（１）、传感器电路（７）、模入通道电路（６）、声光报警电路（４）和执行器电路（８）组成，在系统中设置了中央处理器电路（２）、ＬＣＤ驱动电路（５）和通信接口电路（３）；中央处理器电路（３）它包括：中央处理器Ｕ↓［１３］、软件监视器Ｕ↓［４］、非门Ｕ↓［３］Ａ、晶体振荡器ｙ↓［１］、二极管Ｄ↓［１］、开关Ｓ↓［１］、电容Ｃ↓［２］、Ｃ↓［４］、Ｃ↓［５］和电阻Ｒ↓［６］、Ｒ↓［７］；该装置对煤矿井下的瓦斯浓度、ＣＯ浓度、井下温度、粉尘浓度、通风情况、风机开停状态等参数实现实时检测，实现信息的交换和数据上传；传输速率高；对煤矿井下安全生产十分有利。

Mine integrated environment intelligent monitoring data acquisition communication device

The invention belongs to the coal mine production safety monitoring device, in particular to a coal mine, especially coal mine production environment integrated intelligent monitoring data acquisition and communication device, a power supply circuit (1), (7) sensor circuit, analog input channel circuit (6), sound and light alarm circuit (4) and actuator circuit (8). The central processor circuit, set up in the system (2), LCD (5) driving circuit and communication interface circuit (3); the central processor circuit (3) comprises a central processor U: 13, U: 4 monitor software, not 3 A, U: y crystal oscillator: 1, 1: D diode switch S, down 1, down 2, the capacitor C C: 4, C: 5 and R: 6. The resistance of R, down 7; the device The gas concentration, CO concentration, downhole temperature, dust concentration, ventilation, fan start and stop state parameters of the coal mine to achieve real-time detection, the realization of information exchange and data upload; high transmission rate; very favorable for safety production of coal mine.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属矿井生产安全监控装置，特别涉及一种矿井，特别是煤矿井下生产综合环境智能监控数据采集通讯装置。
技术介绍
近几年来，煤矿安全监控系统有很大发展，主要是基于调制解调器的DCS通信系统或者是RS232、RS485的通信系统。上述系统可以实现基本的通信，提高了矿井生产的安全系数，但是这些系统存在着许多不足，如网络结构与通信方式不规范，系统都有自己独立的通信系统，传输速率低，一般在4800B/S以下；缺乏统一的通信协议及信息交换标准；信号处理精度不高；传输线上数据的抗干扰能力低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种应用CAN总线的卓越性能和技术组建硬件系统，实现实时检测煤矿井下瓦斯浓度、CO浓度、井下温度、粉尘浓度、通风情况、风机开停状态等参数，并可以完成软件监控、超限声光报警、开关相关设备，特别是装置中加了符合CAN2.0B协议的通信控制器和收发器，能与上位机通信，实现信息的交换和数据上传的矿井综合环境智能监控数据采集通讯装置。本专利技术解决技术问题采用的技术方案是一种由电源电路、传感器电路、模入通道电路、声光报警电路和执行器电路组成的矿井综合环境智能监控数据采集通讯装置，其特点是在系统中设置了中央处理器电路、LCD驱动电路和通信接口电路；中央处理器电路它包括中央处理器U13、软件监视器U4、非门U3A、晶体振荡器y1、二极管D1、开关S1、电容C2、C4、C5和电阻R6、R7；U13的1脚接R7一端、U3A的2脚和通信接口电路中的通信控制器U14的17脚，2脚接模入通道电路中的采样保持器U6的LC端，3、4、5脚分别接多路模拟开关U2的9、10、11脚，6脚接U6的OUT端，7脚接传感器电路的C22、R36的一端和光电耦合器A1的4脚，8、9脚分别接LCD驱动电路中的LCD驱动芯片U20的RD、WR端和U14的5、6脚，11脚接C2、D1一端和+5V电源，12脚接R6、S1一端和地，S1另一端接D1另一端，R6另一端接C2、R7另一端，13脚接C4、y1一端，14脚接U14的3脚、y1的另一端和C5的一端，C5另一端接C4另一端和地，16脚接声光报警电路的R10一端，19、20、21脚分别接执行器电路的R40、R38、R42一端，25、28脚分别接U20的DATA、CS端，29脚接U4的6脚，30脚接U14的4脚，31脚接C11、C7、C6一端、U14的15、21、8脚和地，32脚分别接R16的一端、C11、C7、C6的另一端、U14的12、18、22、11脚和+5V电源，33～40脚分别接U14的23～28、1、2脚；U4的1脚接8脚，2脚接+5V电源，3、4脚接地，7脚接U3A的1脚。LCD驱动电路它包括LCD驱动芯片U20、晶体振荡器y3、电容C25～C27和可调电阻R32；U20的OSCI端接y3、C26一端，OSCO端接C25一端和y3的另一端，C25另一端接C26另一端，VDD端接R32的1脚、C27一端和+5V电源，VLCD端接R32的2、3脚，VSS端接C27另一端和地。通信接口电路它包括CAN2.0B通信控制器U14、CAN总线收发器U18、发电隔离器U15、U16、CAN总线、晶体振荡器y2、电容C6、C7、C11、C17～C19和电阻R16～R20、R22～R24；U14的9脚接y2、C18一端，10脚接y2另一端、C19一端，C19的另一端接C18另一端和地，13脚接R17一端，19脚接R19一端和U16的6脚；U15的2脚接+5V电源，3脚接R17另一端，6脚接R18一端和U18的1脚，7脚接R18另一端、+5V电源和U16的2脚；U16的3脚接R20的一端，7脚接R19的另一端和+5V电源；U18的2脚接C17、R22一端和地，3脚接C17另一端和+5V电源，4脚接R20的另一端，6脚接CAN一边，7脚接CAN的另一边，8脚接R22的另一端，CAN的两边端头分别接电阻R23、R24的两端。本专利技术的有益效果是该装置对煤矿井下的瓦斯浓度、CO浓度、井下温度、粉尘浓度、通风情况、风机开停状态等参数实现实时检测，并可以完成软件监控、超限声光报警、开关相关设备；特别是装置中加了符合CAN2.0B协议的通信控制器和接收器，能与上位机通信，实现信息的交换和数据上传；传输速率高；具有统一的通信协议及信息交换标准，信号处理精度高，传输线上数据抗干扰能力强。对煤矿井下安全生产十分有利。以下结合附图以实施例具体说明。附图说明图1示矿井综合环境智能监控数据采集通讯装置的结构框图。图2示图1的中央处理器电路、LCD驱动电路、通信接口电路原理图。图3示图1的电源电路原理图。图4示图1的声光报警电路原理图。图5示图1的模拟通道电路原理图。图6示图1的传感器电路原理图。图7示图1的执行器电路原理图。图中，1-电源电路；2-中央处理器电路；3-通信接口电路；4-声光报警电路；5-LCD驱动电路；6-模入通道电路；7-传感器电路；8-执行器电路；U1-一氧化碳传感器；U2-多路模拟开关；U4-软件监视器；U5、U23、U24-继电器；U6-采样保持器；U7-高精度集成稳压器；U8-集成温度传感器；U9-风速传感器；U10、U12-三端固定正稳压电源；U11-三端固定负稳压电源；U13-中央处理器；U14-CAN总线收发器；U15、U16-光电隔离器；U18-CAN总线收发器；U17、AR1～HR4-运算放大器；U19-高浓度甲烷传感器；U20-LCD驱动芯片；U21-开停传感器；U22-粉尘传感器；U23、U24、U25-固态继电器；Z1、Z2、Z3-电池；y1～y3-晶体振荡器；S1-开关；CAN-总线；T1、T2-变压器；D7、D8-整流桥；LS1-蜂鸣器；DS1-显示灯；SENSOR-瓦斯传感器；A-光电耦合器；Q1～Q4-三极管；C16、C28～C30-电解电容；C1～C15、C17～C25-电容；D1、D5、D6-二极管；D2-稳压二极管；R1～R4、R6～R31、R33、R34、R36、R38～R45-电阻；R5、R13、R15、R24、R32、R35、R37-可变电阻；具体实施方式参照附图，该装置由电源电路1、传感器电路7、模入通道电路6、声光报电路4和执行器电路8组成，其特点是在系统中设置了中央处理器电路2、LCD驱动电路5和通信接口电路3；中央处理器电路3它包括中央处理器U13、软件监视器U4、非门U3A、晶体振荡器y1、二极管D1、开关S1、电容C2、C4、C5和电阻R6、R7；U13的1脚接R7一端、U3A的2脚和通信接口电路中的通信控制器U14的1 7脚，2脚接模入通道电路6中的采样保持器U6的LC端，3、4、5脚分别接多路模拟开关U2的9、10、11脚，6脚接U6的OUT端，7脚接传感器电路7的C22、R36的一端和光电耦合器A1的4脚，8、9脚分别接LCD驱动电路5中的LCD驱动芯片U20的RD、WR端和U14的5、6脚，11脚接C2、D1一端和+5V电源，12脚接R6、S1一端和地，S1另一端接D1另一端，R6另一端接C2、R7另一端，13脚接C4、y1一端，14脚接U14的3脚、y1的另一端和C5的一端，C5另一端接C4另一端和地，16脚接声光报本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井综合环境智能监控数据采集通讯装置，由电源电路（１）、传感器电路（７）、模入通道电路（６）、声光报警电路（４）和执行器电路（８）组成，其特征在于在系统中设置了中央处理器电路（２）、ＬＣＤ驱动电路（５）和通信接口电路（３）；中央处理器电路（３）它包括：中央处理器Ｕ↓［１３］、软件监视器Ｕ↓［４］、非门Ｕ↓［３］Ａ、晶体振荡器ｙ↓［１］、二极管Ｄ↓［１］、开关Ｓ↓［１］、电容Ｃ↓［２］、Ｃ↓［４］、Ｃ↓［５］和电阻Ｒ↓［６］、Ｒ↓［７］；Ｕ↓［１３］的１脚接Ｒ↓［７］一端、Ｕ↓［３］Ａ的２脚和通信接口电路中的通信控制器Ｕ↓［１４］的１７脚，２脚接模入通道电路６中的采样保持器Ｕ↓［６］的ＬＣ端，３、４、５脚分别接多路模拟开关Ｕ↓［２］的９、１０、１１脚，６脚接Ｕ↓［６］的ＯＵＴ端，７脚接传感器电路（７）的Ｃ↓［２２］、Ｒ↓［３６］的一端和光电耦合器Ａ↓［１］的４脚，８、９脚分别接ＬＣＤ驱动电路（５）中的ＬＣＤ驱动芯片Ｕ↓［２０］的ＲＤ、ＷＲ端和Ｕ↓［１４］的５、６脚，１１脚接Ｃ↓［２］、Ｄ↓［１］一端和＋５Ｖ电源，１２脚接Ｒ↓［６］、Ｓ↓［１］一端和地，Ｓ↓［１］另一端接Ｄ↓［１］另一端，Ｒ↓［６］另一端接Ｃ↓［２］、Ｒ↓［７］另一端，１３脚接Ｃ↓［４］、ｙ↓［１］一端，１４脚接Ｕ↓［１４］的３脚、ｙ↓［１］的另一端和Ｃ↓［５］的一端，Ｃ↓［５］另一端接Ｃ↓［４］另一端和地，１６脚接声光报警电路４的Ｒ↓［１０］一端，１９、２０、２１脚分别接执行器电路８的Ｒ↓［４０］、Ｒ↓［３８］、Ｒ↓［４２］一端，２５、２８脚分别接Ｕ↓［２０］的ＤＡＴＡ、ＣＳ端，２９脚接Ｕ↓［４］的６脚，３０脚接Ｕ↓［１４］的４脚，３１脚接Ｃ↓［１１］、Ｃ↓［７］、Ｃ↓［６］一端、Ｕ↓［１４］的１５、２１、８脚和地，３２脚分别接Ｒ↓［１６］的一端、Ｃ↓［１１］、Ｃ↓［７］、Ｃ↓［６］的另一端、Ｕ↓［１４］的１２、１８、２２、１１脚和＋５Ｖ电源，３３～４０脚分别接Ｕ↓［１４］的２３～２８、１、２脚；Ｕ↓［４］的１脚接８脚，２脚接＋５Ｖ电源，３、４脚接地，７脚接Ｕ↓［３］Ａ的１脚。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付华，杜晓坤，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]