一種基于stm32單片機(jī)的新型智能礦燈系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于STM32單片機(jī)的新型智能礦燈系統(tǒng)，包括礦燈本體和地面控制站PC機(jī)組成一個(gè)智能礦燈系統(tǒng)，所述礦燈還包括：電源和光源模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊、聲光報(bào)警模塊、無(wú)線通信模塊；其中，所述控制模塊、無(wú)線通信模塊設(shè)置在所述礦燈本體的殼體內(nèi)，所述液晶顯示模塊構(gòu)成所述殼體表面，所述電源和光源模塊和聲光報(bào)警模塊設(shè)置在所述燈頭上或所述礦燈本體上；所述數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊、聲光報(bào)警模塊和無(wú)線通信模塊均與所述控制模塊相連接。其優(yōu)勢(shì)在于具有多光源照明功能、井下煤礦瓦斯移動(dòng)監(jiān)測(cè)、作業(yè)人員的定位、以及瓦斯?jié)舛瘸迗?bào)警的功能。
【專利說(shuō)明】一種基于STM32單片機(jī)的新型智能礦燈系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于STM32單片機(jī)的新型智能礦燈，特別是具有多光源照明功能、井下煤礦瓦斯移動(dòng)監(jiān)測(cè)、作業(yè)人員的定位、以及瓦斯?jié)舛瘸迗?bào)警的功能。

【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)是煤炭開采大國(guó)，目前為止，煤炭仍然是我國(guó)的基礎(chǔ)性能源，占我國(guó)能源總供給的70%以上，因此煤炭行業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著舉足輕重的作用。
[0003]礦燈是煤礦工人井下作業(yè)必須攜帶的照明工具，其好壞直接影響到礦下工人的生命安全和煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。近些年，伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我們國(guó)家對(duì)礦工的生命安全越來(lái)越重視，因此對(duì)礦用設(shè)備提出了更多的要求。傳統(tǒng)的礦燈，功能比較單一，大多數(shù)值只具有照明功能，穩(wěn)定性差，壽命短，適用性差，即便是近期剛出現(xiàn)的報(bào)警礦燈也只是多了瓦斯監(jiān)測(cè)報(bào)警功能，并不能與地上構(gòu)成一個(gè)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)了解井下瓦斯的狀況，更沒有辦法獲知井下作業(yè)人員的位置、分布情況。因此提供一種簡(jiǎn)單實(shí)用的產(chǎn)品設(shè)備成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于解決大多數(shù)礦燈功能單一、智能化程度低的技術(shù)難題，提供一種新型的具有多光源照明功能、井下煤礦瓦斯移動(dòng)監(jiān)測(cè)、作業(yè)人員的定位、以及瓦斯?jié)舛瘸迗?bào)警功能智能礦燈。
[0005]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過一下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0006]一種基于STM32單片機(jī)的新型智能礦燈系統(tǒng)，包括礦燈本體和地面控制站PC機(jī)組成一個(gè)集多光源照明、井下人員定位、瓦斯?jié)舛葯z測(cè)與超限報(bào)警功能于一體的智能礦燈系統(tǒng)，其特征在于，所述礦燈還包括:電源和光源模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊、聲光報(bào)警模塊、無(wú)線通信模塊；其中，所述控制模塊、無(wú)線通信模塊設(shè)置在所述礦燈本體的殼體內(nèi)，所述液晶顯示模塊構(gòu)成所述殼體表面，所述電源和光源模塊和聲光報(bào)警模塊設(shè)置在所述燈頭上或所述礦燈本體上；所述數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊、聲光報(bào)警模塊和無(wú)線通信模塊均與所述控制模塊相連接。
[0007]所述電源和光源模塊同時(shí)設(shè)置有位于所述礦燈本體上的功率型LED主光源和普通高亮LED的輔助光源。
[0008]所述礦燈本體與所述地面控制站PC機(jī)是通過CAN總線來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將無(wú)線通信技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)礦燈的智能化。
[0009]所述控制模塊采用STM32F103VET6單片機(jī)，屬于低功耗、增強(qiáng)型32位微處理器，所述控制模塊是對(duì)所述數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸，并控制所述液晶顯示模塊和所述聲光報(bào)警模塊。
[0010]所述無(wú)線通信模塊采用挪威Nordic公司的單片射頻發(fā)射芯片NRF905來(lái)采集和發(fā)送各種信息。
[0011]所述數(shù)據(jù)采集模塊包括瓦斯?jié)舛葯z測(cè)電路和放大電路，其中所述檢測(cè)電路中采用燃燒式甲燒傳感器。
[0012]本實(shí)用新型公開了一種基于STM32單片機(jī)的智能礦燈系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:實(shí)現(xiàn)了多光源照明，井下瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)，人員定位，瓦斯?jié)舛瘸迗?bào)警的功能，具有安全可靠、響應(yīng)速度快、使用壽命長(zhǎng)、照明時(shí)間久、高性能，維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)單以及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。與此同時(shí)，系統(tǒng)將井下智能礦燈系統(tǒng)嵌入到地面控制中心大系統(tǒng)中，有助于提高系統(tǒng)的安全性，智能性、和易擴(kuò)展性。其將成為預(yù)防瓦斯事故、提高煤礦管理的重要手段和高效方法。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]以下結(jié)合附圖以實(shí)施例具體說(shuō)明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)硬件框圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]參照附圖1和2，本實(shí)施之一種基于STM32單片機(jī)的新型智能礦燈系統(tǒng)，其主要包括:地面控制站PC機(jī)、礦燈本體以及位于所述礦燈本體上的控制模塊、無(wú)線通信模塊、電源和光源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊和聲光報(bào)警模塊；其特征在于:所述控制模塊、無(wú)線通信模塊設(shè)置在所述礦燈本體的殼體內(nèi)，所述液晶顯示模塊構(gòu)成所述殼體表面，所述電源和光源模塊和聲光報(bào)警模塊設(shè)置在所述燈頭上或所述礦燈本體上；所述數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊、聲光報(bào)警模塊和無(wú)線通信模塊均與所述控制模塊相連接。
[0017]所述電源和光源模塊同時(shí)設(shè)置有位于所述礦燈本體上的功率型LED主光源和普通高亮LED的輔助光源。所述功率型LED壽命長(zhǎng)，工作溫度低，小電流，低功耗，作為主光源，同時(shí)采用所述普通高亮LED作為輔助光源。當(dāng)?shù)V燈電池電量不足20%時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉主光源，打開輔助光源。
[0018]如圖1，系統(tǒng)硬件電路主要由所述的控制模塊、無(wú)線通信模塊、電源和光源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊和聲光報(bào)警模塊六個(gè)部分組成，具體來(lái)說(shuō)，主要電路分為主控電路、采集電路以及無(wú)線通信電路。
[0019]所述主控電路主要是由復(fù)位電路、晶振電路、報(bào)警電路、顯示電路等部分組成?？刂破鞑捎肧TM32F103VET6單片機(jī)，屬于低功耗、增強(qiáng)型32位微處理器，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)采集的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行處理和傳輸，并控制所述顯示電路和所述報(bào)警電路；8M晶振為所述電路提供穩(wěn)定的工作時(shí)鐘；所述復(fù)位電路可通過按鍵SI進(jìn)行復(fù)位操作；當(dāng)采集得到的瓦斯?jié)舛戎党^某個(gè)設(shè)定值時(shí)，所述STM32單片機(jī)輸出低電平出發(fā)報(bào)警電路中的蜂鳴器發(fā)出警報(bào)；所述顯示電路主要用于實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前瓦斯?jié)舛戎怠?br> [0020]所述采集電路是由瓦斯?jié)舛葯z測(cè)電路和放大電路組成的，其中傳感器采用催化燃燒式甲烷傳感器，所述傳感器元件結(jié)構(gòu)是由一個(gè)帶催化劑的敏感元件和一個(gè)不帶催化劑的補(bǔ)償元件組成惠斯頓電橋測(cè)量電路。將恒定的電流加載到催化元件上進(jìn)行加熱，由于所述敏感元件的催化作用，瓦斯在元件表面發(fā)生無(wú)焰燃燒并釋放出熱量，使得所述敏感元件的阻值增大。與此同時(shí)，所述補(bǔ)償元件的阻值不變，最終導(dǎo)致了電橋的不平衡，使得輸出電壓不為零。通過放大電路等調(diào)理之后，送到所述STM32單片機(jī)的ADC_IN1 口，所述單片機(jī)采集到信號(hào)后，經(jīng)過一定的算法將瓦斯?jié)舛人徒o所述液晶顯示器進(jìn)行顯示，同時(shí)比較一下當(dāng)前瓦斯含量是否超過規(guī)定的閾值，若超限則驅(qū)動(dòng)所述報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警。
[0021]所述無(wú)線通信電路由無(wú)線發(fā)射電路和無(wú)線接收電路組成，無(wú)線發(fā)射模塊采用NRF905無(wú)線收發(fā)芯片，工作于低功耗ShochBurst模式。所述NRF905無(wú)線模塊將采集到的瓦斯?jié)舛群腿藛T位置發(fā)送出去，然后由接收器把接收到的數(shù)據(jù)通過CAN總線上傳到地面上位機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)以完成了人員定位、瓦斯監(jiān)測(cè)的功能。
[0022]本實(shí)用新型是通過具體實(shí)施過程進(jìn)行說(shuō)明的，在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下，還可以對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行各種變換及等同代替，因此，本實(shí)用新型不局限于所公開的具體實(shí)施過程，而應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方案。
【權(quán)利要求】
1.一種基于STM32單片機(jī)的新型智能礦燈系統(tǒng)，包括礦燈本體和地面控制站PC機(jī)組成智能礦燈系統(tǒng)，其特征在于，所述礦燈還包括:電源和光源模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊、聲光報(bào)警模塊、無(wú)線通信模塊；其中，所述控制模塊、無(wú)線通信模塊設(shè)置在所述礦燈本體的殼體內(nèi)，所述液晶顯示模塊構(gòu)成所述殼體表面，所述電源和光源模塊和聲光報(bào)警模塊設(shè)置在所述燈頭上或所述礦燈本體上；所述數(shù)據(jù)采集模塊、液晶顯示模塊、聲光報(bào)警模塊和無(wú)線通信模塊均與所述控制模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STM32單片機(jī)的新型智能礦燈系統(tǒng)，其特征在于所述控制模塊采用STM32F103VET6單片機(jī)，屬于低功耗、增強(qiáng)型32位微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STM32單片機(jī)的新型智能礦燈系統(tǒng)，其特征在于所述電源和光源模塊同時(shí)設(shè)置有位于所述礦燈本體上的功率型LED主光源和普通高亮LED的輔助光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STM32單片機(jī)的新型智能礦燈系統(tǒng)，其特征在于所述無(wú)線通信模塊采用挪威Nordic公司的單片射頻發(fā)射芯片NRF905來(lái)采集和發(fā)送各種信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STM32單片機(jī)的新型智能礦燈系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集模塊包括瓦斯?jié)舛葯z測(cè)電路和放大電路，其中所述檢測(cè)電路中采用燃燒式甲烷傳感器。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK204166333SQ201420659261
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】王洋, 趙舒暢, 董晨露, 楊盼盼, 凌文清, 程韋, 林群武, 魯楠 申請(qǐng)人:安徽理工大學(xué)