基于无线网络的烟雾传感器电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于无线网络的烟雾传感器电路，包括电源转换模块、中央控制模块、显示模块、键盘模块、采集模块、通讯和键盘模块共同组成。采用无线网络低损耗、低误码率、高保密性、高抗干扰性等优势，可用于煤矿井下，为数字化矿井奠定了基础。随着科技的发展也是多元化矿井发展的趋向。无线网络能有效降低矿用通讯电缆的数量，接线更简单，维护更方便。本实用新型专利技术可广泛应用于节能减排环境烟尘控制系统。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子电路领域，具体为一种基于无线网络的烟雾传感器电路。
技术介绍
普通烟雾传感器功能和联机接口比较单一。在和环境监控系统进行系统组合的时极不方便，普通的烟雾传感器接口没有无线网络接口和CAN功能，必须使用电缆进行连接， 让施工和搬移的过程多要带着大量的线缆来进行操作，给施工带来极大的不方便。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于无线网络的烟雾传感器电路，以解决现有技术的烟雾传感器必须使用电缆通讯导致的线路复杂，施工不方便的问题。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为基于无线网络的烟雾传感器电路，其特征在于包括彼此电连接的中央控制模块、 电源转换模块、采集模块，通讯和键盘模块，显示模块；所述电源转换模块包括有开关电源芯片UP0,以及两个转换后输出电压不同的线性稳压芯片UP2、UP3，所述开关电源芯片UPO的输入端接有输入LC滤波电路，所述开关电源芯片UPO通过接入输入LC滤波电路的保护二极管IDl引入外部电压，所述开关电源芯片 UPO的输出端接有输出LC滤波电路，所述输出LC滤波电路有多路输出导线，其中一部分输出导线分别接至所述采集模块，通讯和键盘模块，另外两根输出导线分别接入所述线性稳压芯片UP2、UP3，所述线性稳压芯片UP2、UP3的输出端导线分别接入所述中央控制模块、通讯和键盘模块和显示模块以供电；所述中央控制模块包括型号为LPC2119的CPU芯片U1，复位芯片U2构成的复位电路，数据存储E2PROM芯片U4构成的数据存储电路，所述CPU芯片Ul的第61、62引脚之间接有晶振Yl构成的时钟电路，CPU芯片Ul的第33 第39引脚分别一一对应接有电阻 4R2 4R8，通过电阻4R2 4R8与一个连接器JKl连接，所述CPU芯片Ul的第49、63、17 引脚分别与所述线性稳压芯片UP2的输出端导线连接，CPU芯片Ul的第51、43、23、7引脚分别与所述线性稳压芯片UP3的输出端导线连接，所述CPU芯片Ul的第57引脚为复位引脚与复位芯片U2的第7引脚电连接，CPU芯片Ul的第56引脚与复位芯片U2的第6引脚电连接，所述复位芯片U2的第2引脚与所述线性稳压芯片UP3的输出端导线连接，所述数据存储E2PROM芯片U4的第5、第6引脚分别与CPU芯片Ul的作为I2C总线引脚的第26、第 22引脚一一对应连接，数据存储E2PROM芯片U4的的第8引脚与所述线性稳压芯片UP3的输出端导线连接；所述采集模块包括烟雾探头MQ2，烟雾探头MQ2的电源输入端与所述电源转换模块中的开关电源芯片UPO的输出导线电连接以引入电压，所述烟雾探头MQ2的输出端接有串联的分压电阻RT2、RT3后接地，所述分压电阻RT2、RT3之间有输出导线引出，所述输出导线上接有电阻RT4、电容2C8构成的低通滤波器后再接至所述CPU芯片Ul第11引脚；所述通讯和键盘模块包括CAN通讯收发芯片8U1、无线网络芯片IC4和键盘PBl， 所述CAN通讯收发芯片8U1的第3引脚与所述开关电源芯片UPO的输出导线电连接以引入电压，CAN通讯收发芯片8U1的第1、第4引脚分别与所述CPU芯片Ul的第5、第3引脚一一对应连接，所述无线网络芯片IC4的CS、CE、DATA、DR引脚分别与所述CPU芯片Ul的第56、 55、53、52引脚一一对应连接，所述键盘PBl并联有电容PC7，键盘PBl通过电阻PRl与所述线性稳压芯片UP3的输出端导线电连接以引入电压，键盘PBl还通过导线与所述CPU芯片 Ul的第14引脚电连接；所述显示模块包括数码管Si、S2、S3，驱动三极管4V1、4V2、4V3，所述数码管Si、 S2、S3的驱动端第6引脚分别一一对应与驱动三极管4V1、4V2、4V3的集电极连接，数码管 S1、S2、S3的第1 第5引脚、第8 第10引脚分别各自与所述连接器JKl连接，所述驱动三极管4V1、4V2、4V3的基极分别一一对应通过电阻4R10、4R11、4R12接至所述连接器JK1， 所述驱动三极管的发射极与所述线性稳压芯片UP3的输出端导线电连接。本技术采用新型高性能ARM7内核系列32位低功耗CPU芯片Ul为中央控制核心，使得装置具有外围电路简单、可靠性高等特点。在无线数据传输方面无线网络芯片IC4 采用集成度高的微波接受和发射为一体的专用芯片NRFMLO1，传输速率快、硬件自动解码、 信息准确率高、体积小。在参数传输方面采用了 CAN通讯接口功能给传输带来了极大的方便。在此基础上再加了无线数传(Zigbee)，这样给烟雾传感器提供了丰富的接口，以满足不同接口功能的环境安全监控系统进行组合中摆脱了大量线缆给施工带来的弊端，同时与安全监控分站的数据交换更为简单，给安全监控系统的组合带来了极大的方便和奠定了基础，能把当前的烟雾实时浓度更为容易的上传到监控站。CAN传输距离远、抗干扰性能强、传输速度快。可组建无线环境监控网络系统。本技术的有益效果为1、采用32位ARM7内核系列的中央处理器，性能高，处理速度快，外围电路简洁可罪。2、采用数码显示，人机对话好，显示信息丰富，操作简单。3、使用无线网络无需单独另外铺设通讯线路，施工方便。4、无线网络和CAN信息传输量大、距离远、通讯更可靠。5、监控中央软件可以从监测分站获取环境或井下任意位置的烟雾浓度。6、无线方面采用集成度高、体积小的专用芯片，硬件自动解码和校验。7、双路本安电源保证了煤矿产品安全要求。附图说明图1为中央控制模块原理图。图2为采集模块原理图。图3为电源转换模块原理图。图4为显示模块原理图。图5为通讯和键盘模块原理图。具体实施方式如图1 图5所示。基于无线网络的烟雾传感器电路由电源转换模块、中央控制模块、显示模块、通讯和键盘模块、电源转换模块、采集模块构成。中央控制模块电路由高性价比ARM系列内核的64脚型号为LPC2119的CPU芯片Ul作为主控制核心，电源转换模块采用小型、宽输入范围的型号为LM2575的开关电源芯片UP0，输出为恒定的5V直流电压给电路供电。输入电压经保护二极管IDl和滤波电路C3、1L1、Cl、C2送到LM2575开关电源芯片UP0，输出5V直流电压经滤波电路Li、C4、C5分两路给电路供电。第一路是直接给电路芯片供电；第二路经过型号为SPXl 17的线性稳压芯片UP2和UP3变换成1. 8V和3. 3V 直流电源为CPU芯片Ul及周边电路供电。中央控制模块由CPU芯片U1、型号为MAX706的复位芯片U2、型号为CAT24C02的数据存储E2PROM芯片U4为主要核心元件构成。CPU芯片 Ul的57脚为复位脚，它与复位芯片U2的7脚相联，用于上电或CPU程序异常时，系统复位。 CPU芯片Ul的22 J6脚为I2C总线，它与数据存储E2PROM芯片U4的5、6脚相联，用于数据存储。显示模块由数码管Si、S2、S3、电阻4R10、4R11、4R12和三极管4V1、4V2、4V3为核心元件构成。CPU 芯片 Ul 的 13、14、15、16、27、四、30、31、35、37、38、39 引脚与电阻 3R1、3R2、 3R3、3R4、3R5、3R6、3R7、3R8、3R9、3R10、3R11 相联，电阻 3R1、3本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．基于无线网络的烟雾传感器电路，其特征在于：包括彼此电连接的中央控制模块、电源转换模块、采集模块，通讯和键盘模块，显示模块；所述电源转换模块包括有开关电源芯片ＵＰ０，以及两个转换后输出电压不同的线性稳压芯片ＵＰ２、ＵＰ３，所述开关电源芯片ＵＰ０的输入端接有输入ＬＣ滤波电路，所述开关电源芯片ＵＰ０通过接入输入ＬＣ滤波电路的保护二极管１Ｄ１引入外部电压，所述开关电源芯片ＵＰ０的输出端接有输出ＬＣ滤波电路，所述输出ＬＣ滤波电路有多路输出导线，其中一部分输出导线分别接至所述采集模块，通讯和键盘模块，另外两根输出导线分别接入所述线性稳压芯片ＵＰ２、ＵＰ３，所述线性稳压芯片ＵＰ２、ＵＰ３的输出端导线分别接入所述中央控制模块、通讯和键盘模块和显示模块以供电；所述中央控制模块包括型号为ＬＰＣ２１１９的ＣＰＵ芯片Ｕ１，复位芯片Ｕ２构成的复位电路，数据存储Ｅ２ＰＲＯＭ芯片Ｕ４构成的数据存储电路，所述ＣＰＵ芯片Ｕ１的第６１、６２引脚之间接有晶振Ｙ１构成的时钟电路，ＣＰＵ芯片Ｕ１的第３３～第３９引脚分别一一对应接有电阻４Ｒ２～４Ｒ８，通过电阻４Ｒ２～４Ｒ８与一个连接器ＪＫ１连接，所述ＣＰＵ芯片Ｕ１的第４９、６３、１７引脚分别与所述线性稳压芯片ＵＰ２的输出端导线连接，ＣＰＵ芯片Ｕ１的第５１、４３、２３、７引脚分别与所述线性稳压芯片ＵＰ３的输出端导线连接，所述ＣＰＵ芯片Ｕ１的第５７引脚为复位引脚与复位芯片Ｕ２的第７引脚电连接，ＣＰＵ芯片Ｕ１的第５６引脚与复位芯片Ｕ２的第６引脚电连接，所述复位芯片Ｕ２的第２引脚与所述线性稳压芯片ＵＰ３的输出端导线连接，所述数据存储Ｅ２ＰＲＯＭ芯片Ｕ４的第５、第６引脚分别与ＣＰＵ芯片Ｕ１的作为Ｉ２Ｃ总线引脚的第２６、第２２引脚一一对应连接，数据存储Ｅ２ＰＲＯＭ芯片Ｕ４的的第８引脚与所述线性稳压芯片ＵＰ３的输出端导线连接；所述采集模块包括烟雾探头ＭＱ２，烟雾探头ＭＱ２的电源输入端与所述电源转换模块中的开关电源芯片ＵＰ０的输出导线电连接以引入电压，所述烟雾探头ＭＱ２的输出端接有串联的分压电阻ＲＴ２、ＲＴ３后接地，所述分压电阻ＲＴ２、ＲＴ３之间有输出导线引出，所述输出导线上接有电阻ＲＴ４、电容２Ｃ８构成的低通滤波器后再接至所述ＣＰＵ芯片Ｕ１第１１引脚；所述通讯和键盘模块包括ＣＡＮ通讯收发芯片８Ｕ１、无线网络芯片ＩＣ４和键盘ＰＢ１，所述ＣＡＮ通讯收发芯片８Ｕ１的第３引脚与所述开关电源芯片ＵＰ０的输出导线电连接以引入电压，ＣＡＮ通讯收发芯片８Ｕ１的第１、第４引脚分别与所述ＣＰＵ芯片Ｕ１的第５、第３引脚一一对应连接，所述无线网络芯片ＩＣ４的ＣＳ、ＣＥ、ＤＡＴＡ、ＤＲ引脚分别与所述ＣＰＵ芯片Ｕ１的第５６、５５、５３、５２引脚一一对应连接，所述键盘ＰＢ１并联有电容ＰＣ７，键盘ＰＢ１通过电阻ＰＲ１与所述线性稳压芯片ＵＰ３的输出端导线电连接以引入电压，键盘ＰＢ１还通过导线与所述ＣＰＵ芯片Ｕ１的第１４引脚电连接；所述显示模块包括数码管Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３，驱动三极管４Ｖ１、４Ｖ２、４Ｖ３，所述数码管Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３的驱动端第６引脚分别一一对应与驱动三极管４Ｖ１、４Ｖ２、４Ｖ３的集电极连接，数码管Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３的第１～第５引脚、第８～第１０引脚分别各自与所述连接器ＪＫ１连接，所述驱动三极管４Ｖ１、４Ｖ２、４Ｖ３的基极分别一一对应通过电阻４Ｒ１０、４Ｒ１１、４Ｒ１２接至所述连接器ＪＫ１，所述驱动三极管的发射极与所述线性稳压芯片ＵＰ３的输出端导线电连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正怀，陈家龙，杨同学，杨全跃，
申请(专利权)人：淮南市启迪电子有限公司，刘正怀，杨同学，
类型：实用新型
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