一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)，包括紅外可燃?xì)怏w傳感器、無(wú)線收發(fā)芯片、單片機(jī)和電源電路，所述單片機(jī)分別與所述紅外可燃?xì)怏w傳感器、所述無(wú)線收發(fā)芯片相連，所述電源電路分別為所述紅外可燃?xì)怏w傳感器、所述無(wú)線收發(fā)芯片、所述單片機(jī)供電。一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)，該無(wú)線節(jié)點(diǎn)采用CC1020，其具有接收靈敏度較高、功耗低等特點(diǎn)，工作頻段為433MHz，比2.4GHz頻段的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)具有更好的繞射傳輸能力，在井下可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸。
【專利說(shuō)明】
一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及煤礦瓦斯無(wú)線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]瓦斯爆炸事故一直是我國(guó)煤礦安全的主要威脅。雖然近年來(lái)瓦斯監(jiān)測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展，但瓦斯爆炸事故仍然頻頻發(fā)生，給國(guó)家和人民生命、財(cái)產(chǎn)等造成了重大損失。我國(guó)煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多采用有線連接方式，不便移動(dòng)。隨著井下礦道的不斷變化，有線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)不能及時(shí)跟進(jìn)，從而造成監(jiān)測(cè)盲區(qū)。因此將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)，則有望解決這一問(wèn)題。目前已有不少相關(guān)報(bào)道，但所設(shè)計(jì)的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)幾乎都采用2.4GHz的無(wú)線通信頻段。無(wú)線通信頻率越高，其繞射能力越差。井下環(huán)境惡劣，巷道幾何形狀各異。因此2.4GHz的無(wú)線通信頻率并非理想選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決以上技術(shù)問(wèn)題，提供一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)，該無(wú)線節(jié)點(diǎn)的工作頻段為433MHz，比2.4GHz頻段的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)具有更好的繞射傳輸能力。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)，包括紅外可燃?xì)怏w傳感器、無(wú)線收發(fā)芯片、單片機(jī)和電源電路，所述單片機(jī)分別與所述紅外可燃?xì)怏w傳感器、所述無(wú)線收發(fā)芯片相連，所述電源電路分別為所述紅外可燃?xì)怏w傳感器、所述無(wú)線收發(fā)芯片、所述單片機(jī)供電。
[0005]所述紅外可燃?xì)怏w傳感器為MIPEX傳感器，所述無(wú)線收發(fā)芯片型號(hào)為CC1020，所述單片機(jī)為ATmegal28L單片機(jī)，所述MIPEX傳感器的RXD引腳、TXD引腳分別連接所述ATmega 128L 單片機(jī)的 TXD0/PE0 引腳、RXD0/PEI 引腳，所述 CCl 020 的 PSEL 引腳、PCLK 引腳、PDI引腳、PDO引腳、DCLK引腳、D1引腳分別連接所述ATme ga 128L單片機(jī)的PD4引腳、PD6引腳、PD7引腳、PF3引腳、SCK引腳、MIS0/M0SI引腳。
[0006]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)，該無(wú)線節(jié)點(diǎn)采用CC1020，其具有接收靈敏度較高、功耗低等特點(diǎn)，工作頻段為433MHz，比2.4GHz頻段的無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)具有更好的繞射傳輸能力，在井下可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明。
[0009]如圖1所示，一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)，包括紅外可燃?xì)怏w傳感器、無(wú)線收發(fā)芯片、單片機(jī)和電源電路，所述單片機(jī)分別與所述紅外可燃?xì)怏w傳感器、所述無(wú)線收發(fā)芯片相連，所述電源電路分別為所述紅外可燃?xì)怏w傳感器、所述無(wú)線收發(fā)芯片、所述單片機(jī)供電。
[0010]所述紅外可燃?xì)怏w傳感器為MIPEX傳感器，所述無(wú)線收發(fā)芯片型號(hào)為CC1020，所述單片機(jī)為ATmegal28L單片機(jī)，所述MIPEX傳感器的RXD引腳、TXD引腳分別連接所述ATmega 128L 單片機(jī)的 TXD0/PE0 引腳、RXD0/PEI 引腳，所述 CCl 020 的 PSEL 引腳、PCLK 引腳、PDI引腳、PDO引腳、DCLK引腳、D1引腳分別連接所述ATme ga 128L單片機(jī)的PD4引腳、PD6引腳、PD7引腳、PF3引腳、SCK引腳、MIS0/M0SI引腳。
[0011]—種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)的最佳實(shí)施方式，MIPEX傳感器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中的瓦斯?jié)舛?。ATmegal 28L單片機(jī)負(fù)責(zé)周期性讀取MIPEX傳感器中的瓦斯?jié)舛戎?，并通過(guò)無(wú)線收發(fā)芯片CC1020無(wú)線發(fā)送出去。MIPEX傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)遵循UART格式，設(shè)置MIPEX傳感器的輸入輸出引腳通過(guò)UARTO接口與ATmegal 28L單片機(jī)相連接。而無(wú)線收發(fā)芯片 CC1020 的 PSEL、PCLK、PDI 和 TOO 引腳分別與 ATmegal28L 單片機(jī)的 Η)4、Η)6、Η)7 和 PF3 相連。在ATmegal28L單片機(jī)中對(duì)CC1020進(jìn)行設(shè)置，讓其工作于433MHz頻段。電源電路采用兩節(jié)五號(hào)電池供電，使用簡(jiǎn)單、方便。
[0012]MIPEX傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)遵循UART格式，因此將該傳感器與ATmegal28L單片機(jī)的UARTO 口相連接，S卩MIPEX傳感器的RXD引腳、TXD引腳分別連接ATmegal28L單片機(jī)的TXDO/PEO引腳、RXD0/PE1引腳。MIPEX傳感器的控制指令遵循ASCII碼，并且每一個(gè)控制命令末尾都要以回車(chē)結(jié)尾。MIPEX傳感器的數(shù)據(jù)查詢命令為DATA。查詢MIPEX傳感器中的濃度信息時(shí)，則首先要向MIPEX傳感器發(fā)送這樣的一組命令:44 41 54 41 0D。其中前四個(gè)字節(jié)分別是“D A T A”所對(duì)應(yīng)的ASCII碼值，最后的“0D”為回車(chē)符的ASCII碼。MIPEX傳感器接收到查詢命令后，其返回值是以I個(gè)五位的ASCII碼，結(jié)尾仍然是一個(gè)回車(chē)符(ODh)。所以讀取傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，要將數(shù)據(jù)“4441 54 41 0D”通過(guò)串口依次發(fā)送給MIPEX傳感器。發(fā)送完畢后等待讀取數(shù)據(jù)，當(dāng)讀取到的數(shù)據(jù)為回車(chē)符的ASCII碼OxOD時(shí)，表示數(shù)據(jù)讀取完畢。
[0013]與其它無(wú)線數(shù)據(jù)通信芯片相比，CC1020具有接收靈敏度較高、功耗低等特點(diǎn)，其載頻為433MHz(也可提供869/915M Hz)，特別適合遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信。在ATmegal28L單片機(jī)與CC1020的數(shù)據(jù)通信過(guò)程中，時(shí)鐘信號(hào)由CC1020的DCLK提供，即設(shè)置CC1020為主機(jī)；設(shè)置ATmegal28L單片機(jī)為從機(jī)。通過(guò)CC1020接收數(shù)據(jù)時(shí)，MISO與MOSI管腳設(shè)置為輸入模式。在DCLK時(shí)鐘信號(hào)的作用下，CC1020管腳D1上的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)MISO與MOSI管腳進(jìn)入ATmegal28L單片機(jī)。當(dāng)需要通過(guò)CC1020發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，MISO與MOSI管腳設(shè)置為輸出模式。在DCLK時(shí)鐘信號(hào)的作用下，ATmegal28L單片機(jī)的MISO管腳上的數(shù)據(jù)通過(guò)進(jìn)入CC1020片內(nèi)，經(jīng)調(diào)制后由RF端發(fā)送出去。在PCB設(shè)計(jì)時(shí)需要保證CCl 020的配置接口 PSEL、PCLK、PD I和PDO布線長(zhǎng)度基本一致，因?yàn)殚L(zhǎng)度相差較大，可能會(huì)導(dǎo)致配置時(shí)序不正確，從而導(dǎo)致讀寫(xiě)內(nèi)部寄存器失敗。
[0014]以上對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)，其特征在于:包括紅外可燃?xì)怏w傳感器、無(wú)線收發(fā)芯片、單片機(jī)和電源電路，所述單片機(jī)分別與所述紅外可燃?xì)怏w傳感器、所述無(wú)線收發(fā)芯片相連，所述電源電路分別為所述紅外可燃?xì)怏w傳感器、所述無(wú)線收發(fā)芯片、所述單片機(jī)供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳輸節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述紅外可燃?xì)怏w傳感器為MIPEX傳感器，所述無(wú)線收發(fā)芯片型號(hào)為CC1020，所述單片機(jī)為ATmegal28L單片機(jī)，所述MIPEX傳感器的RXD引腳、TXD引腳分別連接所述ATmegal28L單片機(jī)的TXDO/PEO引腳、RXD0/PE1引腳，所述CC1020的PSEL引腳、PCLK引腳、PDI引腳、PDO引腳、DCLK引腳、D1引腳分別連接所述ATmegal28L單片機(jī)的HM引腳、PD6引腳、PD7引腳、PF3引腳、SCK引腳、MIS0/M0SI引腳。
【文檔編號(hào)】E21F17/18GK205545949SQ201620371180
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】尹晶晶, 徐振峰, 章飛, 周全, 史媛芳
【申請(qǐng)人】安徽國(guó)防科技職業(yè)學(xué)院