本實(shí)用新型涉及一種井下甲烷傳感器數(shù)據(jù)傳輸裝置，尤其是一種井下綜采工作面上隅角甲烷傳感器無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)裝置。

背景技術(shù)：

井下綜采工作面上隅角安裝的甲烷傳感器通常利用礦用數(shù)據(jù)傳輸纜線(xiàn)作為該種傳感器數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)。但由于井下綜采工作面上隅角附近大型設(shè)備較多、地理環(huán)境條件復(fù)雜等因素，經(jīng)常會(huì)引發(fā)甲烷傳感器數(shù)據(jù)傳輸纜線(xiàn)斷線(xiàn)，并造成綜采工作面長(zhǎng)時(shí)間斷電停產(chǎn)等事故，進(jìn)而影響礦綜采隊(duì)的正常生產(chǎn)。如圖1所示，為傳統(tǒng)有線(xiàn)傳輸過(guò)程(X代表由于地理及人為因素導(dǎo)致纜線(xiàn)斷裂)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決該問(wèn)題本實(shí)用新型提供了一種井下綜采工作面上隅角甲烷傳感器無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)裝置。旨在適用于井下特殊的環(huán)境地理?xiàng)l件，利用無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)覆蓋環(huán)境復(fù)雜的上隅角區(qū)域，并且本套收發(fā)裝置兼容于現(xiàn)階段井下使用的有線(xiàn)甲烷濃度傳感器及配套的監(jiān)控分站，并通過(guò)本套裝置的應(yīng)用使得以前的有線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸變?yōu)闊o(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，還能保證傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性及可靠性。

解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案為：

一種井下綜采工作面上隅角甲烷傳感器無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，主要分為兩個(gè)部分，發(fā)送端和接收端；發(fā)送端主要由甲烷傳感器、STM32微型處理器、LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、OLED液晶顯示模塊組成；所述甲烷傳感器與STM32微型處理器相連，STM32微型處理器分別連接LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊及OLED液晶顯示模塊，無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊與無(wú)線(xiàn)傳輸天線(xiàn)相連；

接收端主要由無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)接收模塊、STM32微型處理器、LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器、OLED液晶顯示模塊、數(shù)據(jù)調(diào)理放大電路、井下監(jiān)控分站、調(diào)度PC端上位機(jī)組成；所述無(wú)線(xiàn)傳輸天線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)接收模塊相連，無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)接收模塊與STM32微型處理器相連，STM32微型處理器分別連接LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器、數(shù)據(jù)調(diào)理放大電路、OLED液晶顯示模塊，數(shù)據(jù)調(diào)理放大電路依次連接井下監(jiān)控分站和調(diào)度PC端上位機(jī)；

所述甲烷傳感器安裝于井下綜采工作面上隅角區(qū)域，STM32微型處理器讀取由信號(hào)調(diào)理電路處理過(guò)得甲烷傳感器頻率信號(hào)(200～1000Hz)，利用STM32強(qiáng)大的運(yùn)算能力及C語(yǔ)言函數(shù)編寫(xiě)甲烷濃度運(yùn)算的相關(guān)算法，最后通過(guò)2.4GHz無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將經(jīng)STM32運(yùn)算過(guò)的甲烷傳感器濃度信號(hào)由無(wú)線(xiàn)傳輸天線(xiàn)發(fā)送至無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)接收模塊，接收端利用2.4GHz無(wú)線(xiàn)模塊接收數(shù)據(jù)，然后通過(guò)STM32微型處理器將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算解碼，并利用STM32定時(shí)器的輸出比較將信號(hào)還原為200～1000Hz頻率信號(hào)，被還原的信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)理放大電路放大后送入井下監(jiān)控分站與調(diào)度PC端上位機(jī)完成對(duì)接。

更進(jìn)一步地，所述無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)裝置還包括電源電路、LED狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路、及信號(hào)調(diào)理電路；所述電源電路為整個(gè)裝置提供電力；所述信號(hào)調(diào)理電路用于處理甲烷傳感器輸出的原始數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)調(diào)理放大電路用于處理接收端STM32輸出的低電壓頻率信號(hào)。

更進(jìn)一步地，STM32微型處理器還連接了OLED液晶顯示模塊，所述OLED液晶顯示模塊用于顯示甲烷濃度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及裝置的各種狀態(tài)信息。

更進(jìn)一步地，STM32微型處理器還連接了LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器，當(dāng)接收端出現(xiàn)相應(yīng)故障，那么發(fā)送端的LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器會(huì)通過(guò)LED狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路發(fā)送聲光報(bào)警信號(hào)，提示附近的工作人員；反之，當(dāng)發(fā)送端出現(xiàn)相應(yīng)故障，那么接收端的LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器會(huì)通過(guò)LED狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路發(fā)送聲光報(bào)警信號(hào)。

本實(shí)用新型的顯著優(yōu)點(diǎn)是：

傳統(tǒng)的有線(xiàn)傳輸需要派專(zhuān)人看管，并且一旦斷線(xiàn)后會(huì)導(dǎo)致很復(fù)雜的恢復(fù)工作面正常生產(chǎn)的一系列程序，極大的影響了馬礦的正常生產(chǎn)。本實(shí)用新型涉及的無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置的研發(fā)正是針對(duì)這樣的問(wèn)題，該套裝置的成功應(yīng)用，減少了井下危險(xiǎn)地帶人力及物力上的投入，提高了井下的安全系數(shù)，也從一方面保障了礦井的安全生產(chǎn)，減輕了井下線(xiàn)路維修人員的工作負(fù)擔(dān)?？梢哉f(shuō)該套裝置的成功設(shè)計(jì)及研發(fā)，在一定程度上，改變了井下的作業(yè)方式，保障了井下作業(yè)環(huán)境及作業(yè)人員的安全，為當(dāng)前煤礦的甲烷傳感器數(shù)據(jù)傳輸提供了有效可行的無(wú)線(xiàn)解決方案。

附圖說(shuō)明

圖1是傳統(tǒng)甲烷傳感器數(shù)據(jù)有線(xiàn)傳輸方式。

圖2是本實(shí)用新型井下綜采工作面上隅角甲烷傳感器無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)裝置的傳輸方式。

圖3是本實(shí)用新型無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)裝置發(fā)送端硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖。

圖4是本實(shí)用新型無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)裝置接收端硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并以具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型。應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

實(shí)施例1

一種井下綜采工作面上隅角甲烷傳感器無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)裝置，主要分為兩個(gè)部分，發(fā)送端和接收端；如圖3所示：發(fā)送端主要由甲烷傳感器、STM32微型處理器、LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、OLED液晶顯示模塊組成；

所述甲烷傳感器與STM32微型處理器相連，STM32微型處理器分別連接LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊及OLED液晶顯示模塊，無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊與無(wú)線(xiàn)傳輸天線(xiàn)相連；

如圖4所示：接收端主要由無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)接收模塊、STM32微型處理器、LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器、OLED液晶顯示模塊、數(shù)據(jù)調(diào)理放大電路、井下監(jiān)控分站、調(diào)度PC端上位機(jī)；

所述無(wú)線(xiàn)傳輸天線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)接收模塊相連，無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)接收模塊與STM32微型處理器相連，STM32微型處理器分別連接LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器、數(shù)據(jù)調(diào)理放大電路、OLED液晶顯示模塊，數(shù)據(jù)調(diào)理放大電路依次連接井下監(jiān)控分站和調(diào)度PC端上位機(jī)；

所述甲烷傳感器安裝于井下綜采工作面上隅角區(qū)域，STM32微型處理器讀取由信號(hào)調(diào)理電路處理過(guò)得甲烷傳感器頻率信號(hào)(200～1000Hz)，利用STM32強(qiáng)大的運(yùn)算能力及C語(yǔ)言函數(shù)編寫(xiě)甲烷濃度運(yùn)算的相關(guān)算法，最后通過(guò)2.4GHz無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將經(jīng)STM32運(yùn)算過(guò)的甲烷傳感器濃度信號(hào)由無(wú)線(xiàn)傳輸天線(xiàn)發(fā)送至無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)接收模塊，接收端利用2.4GHz無(wú)線(xiàn)模塊接收數(shù)據(jù)，然后通過(guò)STM32微型處理器將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算解碼，并利用STM32定時(shí)器的輸出比較將信號(hào)還原為200～1000Hz頻率信號(hào)，被還原的信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)理放大電路放大后送入井下監(jiān)控分站與調(diào)度PC端上位機(jī)完成對(duì)接。

所述無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)裝置還包括電源電路、LED狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路、及信號(hào)調(diào)理電路；所述電源電路為整個(gè)裝置提供電力；所述信號(hào)調(diào)理電路用于處理甲烷傳感器輸出的原始數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)調(diào)理放大電路用于處理接收端STM32輸出的低電壓頻率信號(hào)。

此外，STM32微型處理器還連接了OLED液晶顯示模塊，所述OLED液晶顯示模塊用于顯示甲烷濃度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及裝置的各種狀態(tài)信息。

此外，STM32微型處理器還連接了LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器，當(dāng)接收端出現(xiàn)相應(yīng)故障，那么發(fā)送端的LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器會(huì)通過(guò)LED狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路發(fā)送聲光報(bào)警信號(hào)，提示附近的工作人員；反之，當(dāng)發(fā)送端出現(xiàn)相應(yīng)故障，那么接收端的LED狀態(tài)燈蜂鳴報(bào)警器會(huì)通過(guò)LED狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路發(fā)送聲光報(bào)警信號(hào)。