一种基于LoRa无线通信的深基坑作业气体检测装置制造方法及图纸

一种基于LoRa无线通信的深基坑作业气体检测装置，包括气体检测仪和地面监测主机，气体检测仪的天线采用LoRa天线，气体检测仪的CPU采用STM32L041单片机，地面监测主机采用可通过PC机进行固件升级的触摸屏终端显示设备；触摸屏终端显示设备采用开关电源供电，开关电源提供5V、12V及24V三路电源，分别给LoRa无线模块、GPRS模块及开关量模块供电；触摸屏终端显示设备有3路RS232串口，分别接到GPRSDTU模块，LoRa无线模块与开关量输入输出模块。气体检测仪装置精巧便携。不依赖外部电源。检测到超出浓度的易燃易爆及有毒气体后，LED灯发出报警，并通过LoRa无线传输的方式，将数据发送到位于地面的监控主机上。同时通过GPRS模块进行云端报警，将报警数据发送至云端服务器。将报警数据发送至云端服务器。将报警数据发送至云端服务器。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LoRa无线通信的深基坑作业气体检测装置


[0001]本专利技术涉及气体检测装置
，具体为一种基于LoRa无线通信的深基坑作业气体检测装置。

技术介绍

[0002]《国家电网有限公司电力建设安全工作规程》要求，施工人员进入深基坑作业前，必须先用鼓风机进行通风，经10～15min的通风后，确认(可用气体检测仪检测)无易燃易爆及有毒有害气体，并做好记录后，方可进入电缆井内作业。如果在进入井道施工前未进行易燃易爆及有毒有害气体检测，施工人员的人身安全无法得到保障，严重时将会导致爆炸等重大安全事故。
[0003]目前气体检测仪大多以单机式检测和基于蓝牙、ZIGBEE等短距离无线传输型气体检测仪为主，需要将气体检测仪吊装至井下，检测后再吊装至地面或者从地面监控装置读取数据。单机型设备检测结果延迟，不能进行实时监测。短距离型检测设备无法将数据发送到云端，从而无法进行基于大数据的智能分析处理。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于LoRa无线通信的深基坑作业气体检测装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于LoRa无线通信的深基坑作业气体检测装置，包括气体检测仪和地面监测主机，所述气体检测仪上安装有气体传感器探头、电池、紧急按钮、指示灯、电源开关，所述气体检测仪的天线采用LoRa天线，所述气体检测仪的CPU采用STM32L041单片机，且LoRa天线、气体传感器探头、电池、紧急按钮、指示灯和电源开关均通过电导体与STM32L041单片机连接；
[0006]地面监测主机采用可通过PC机进行固件升级的触摸屏终端显示设备；
[0007]触摸屏终端显示设备采用开关电源供电，开关电源提供5V、12V及24V三路电源，分别给LoRa无线模块、GPRS模块及开关量模块供电；
[0008]触摸屏终端显示设备有3路RS232串口，分别接到GPRS DTU模块，LoRa无线模块与开关量输入输出模块；
[0009]GPRSDTU模块，可以插5G手机卡，借助移动5G网络，将接收到的气体浓度、日期、施工内容、报警等信息发送至云端服务器；
[0010]LoRa无线模块将接收到的气体浓度、报警等信息通过串口发送至触摸屏，在触摸屏上可以设置LoRa无线模块的通信参数；
[0011]开关量模块具有4路输入接口和4路输出接口，在接收到触摸屏通过串口发送的报警信号时，将信号发送至吊装搬运等设备。
[0012]优选的，所述的电池采用可充电电池。
[0013]优选的，所述电池采用容量为2000mAh，输出电压为7.4V的可充电锂电池。
[0014]优选的，LoRa无线模块采用E32 LoRa无线传输模块。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：气体检测仪装置精巧便携。不依赖外部电源。检测到超出浓度的易燃易爆及有毒气体后，LED灯发出报警，并通过LoRa无线传输的方式，将数据发送到位于地面的监控主机上。同时通过GPRS模块进行云端报警，将报警数据发送至云端服务器，并联动深基坑作业装置送风机加大风速，启动应急救援绳索装置，将作业人员拉升至地面通风处。
附图说明
[0016]图1为本专利技术中气体检测仪的结构示意图。
[0017]图2为本专利技术中地面监测主机的结构示意图。
[0018]图3为本专利技术中监控软件的流程图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]请参阅图1
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3，本专利技术提供一种技术方案：一种基于LoRa无线通信的深基坑作业气体检测装置，包括气体检测仪和地面监测主机，所述气体检测仪上安装有气体传感器探头、电池、紧急按钮、指示灯、电源开关，所述气体检测仪的天线采用LoRa天线，所述气体检测仪的CPU采用STM32L041单片机，且LoRa天线、气体传感器探头、电池、紧急按钮、指示灯和电源开关均通过电导体与STM32L041单片机连接；
[0021]STM32L041单片机提供了动态电压调节、超低功耗时钟振荡器、LCD接口、比较器、DAC及硬件加密功能。和常规的STM32芯片相比，采用ST专有的超低泄漏制程，其ARMCortex
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M0+内核与STM32单片机超低功耗特性的结合，使STM32L0MCU非常适合电池供电。
[0022]地面监测主机采用可通过PC机进行固件升级的触摸屏终端显示设备；
[0023]触摸屏终端显示设备采用开关电源供电，开关电源提供5V、12V及24V三路电源，分别给LoRa无线模块、GPRS模块及开关量模块供电；
[0024]触摸屏终端显示设备有3路RS232串口，分别接到GPRS DTU模块，LoRa无线模块与开关量输入输出模块；
[0025]GPRSDTU模块，可以插5G手机卡，借助移动5G网络，将接收到的气体浓度、日期、施工内容、报警等信息发送至云端服务器；
[0026]LoRa无线模块将接收到的气体浓度、报警等信息通过串口发送至触摸屏，在触摸屏上可以设置LoRa无线模块的通信参数；
[0027]开关量模块具有4路输入接口和4路输出接口，在接收到触摸屏通过串口发送的报警信号时，将信号发送至吊装搬运等设备。
[0028]所述的电池采用可充电电池。
[0029]优选的，所述电池采用容量为2000mAh，输出电压为7.4V的可充电锂电池。
[0030]独立供电模块采用的是容量为2000mAh，输出电压为7.4V的可充电锂电池。由于电
缆井内有可能存在易燃易爆可燃性气体，因此需要对外壳的各接口进行防爆处理，在进入井下时需要将充电口插入防爆胶塞。独立供电模块可以实现电缆井下连续48h不间断测量。当电池电量不能满足正常运行时，模块会发出蜂鸣声，提示操作人员电量不足。
[0031]优选的，LoRa无线模块采用E32LoRa无线传输模块。
[0032]LoRa无线通信模块采用的无线扩频的原理，同等的功耗下可取得更远的通信距离。采用的LoRa无线通信模块，E32模块无线通信部分基于SX1276/8系列的扩频调制射频芯片设计，采用高效的循环交织纠检错编码，抗干扰能力和灵敏度都大大提高。
[0033]地面监测主机采用开关电源供电，开关电源提供5V、12V及24V三路电源，分别给LoRa无线模块、GPRS模块及开关量模块供电。触摸屏有3路RS232串口，分别接到GPRSDTU模块，LoRa无线模块与开关量输入输出模块。GPRSDTU模块，可以插5G手机卡，借助移动5G网络，将接收到的气体浓度、日期、施工内容、报警等信息发送至云端服务器，云端服务本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于LoRa无线通信的深基坑作业气体检测装置，包括气体检测仪和地面监测主机，所述气体检测仪上安装有气体传感器探头、电池、紧急按钮、指示灯、电源开关，其特征在于：所述气体检测仪的天线采用LoRa天线，所述气体检测仪的CPU采用STM32L041单片机，且LoRa天线、气体传感器探头、电池、紧急按钮、指示灯和电源开关均通过电导体与STM32L041单片机连接；地面监测主机采用可通过PC机进行固件升级的触摸屏终端显示设备。2.根据权利要求1所述的一种基于LoRa无线通信的深基坑作业气体检测装置，其特征在于：所述的触摸屏终端显示设备采用开关电源供电，开关电源提供5V、12V及24V三路电源，分别给LoRa无线模块、GPRS模块及开关量模块供电。3.根据权利要求2所述的一种基于LoRa无线通信的深基坑作业气体检测装置，其特征在于：所述的触摸屏终端显示设备有3路RS232串口，分别接到GPRSDTU模块，LoRa无线模块与开关量输入输出模块。4.根据权利要求3所述的一种基于LoRa无线通信的深基坑作业气体检测装置，其特征在于：所述的GP...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭源，张记飞，陈玉，高文举，杨春生，彭籽萱，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司临沂供电公司，
类型：发明
国别省市：