一種無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，無極繩絞車系統(tǒng)包括軌道和梭車，其特征在于：無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括本安控制箱、多個無線基站、多個本安攝像機、無線攝像機、本安廣播分站和本安手機，梭車的前端和后端均設置有無線攝像機，軌道沿途設置有本安廣播分站，梭車上設置有本安廣播分站，本安攝像機和本安廣播分站均連接無線基站，無線基站串聯(lián)連接并連接本安控制箱，本安手機通過無線基站連接本安控制箱，控制箱包括IAD裝置。本實用新型的無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，采用了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率更高的新的CANTOSPI芯片，使得無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)接入及轉(zhuǎn)換效率更高。
【專利說明】一種無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于礦山安全管理領(lǐng)域，涉及一種無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]煤礦斜巷運輸坡道起伏變化,經(jīng)常出現(xiàn)上坡、下坡和拐彎,而且坡度較大,運輸距離長(一般在1000-2000米)，無級繩絞車司機由于在后臺操作，無法實時的掌握現(xiàn)場視頻圖像信息，絞車司機只能看、聽信號開車，對巷道運行的車輛狀態(tài)及巷道中是否有行人不了解，對巷道內(nèi)人員走動情況以及設備運行情況了解很少，在絞車的運行過程中存在把鉤工操作不到位、或軌道中有行人等不利因素，可能會引發(fā)礦車掉道、緊急停車過卷等撞傷人員、損壞設備等的運輸事故的發(fā)生，給煤礦安全生產(chǎn)帶來極為不利的影響。從而使礦井斜井運輸巷道成為礦井運輸事故頻繁發(fā)生的地點。
[0003]現(xiàn)有的無級繩絞車監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題:
[0004]1、采用紅外熱感應器來判斷是否有人在軌道上行走和判斷人數(shù)，劃分的區(qū)域十分有限，對人員的進出方向無法判斷，人數(shù)統(tǒng)計經(jīng)常出錯，誤報時常發(fā)生，無法對無級繩絞車運行整個巷道情況做出準確的分析；
[0005]2、由于無法觀察到絞車運行的前后圖像，目前的系統(tǒng)需要安裝大量的傳感器檢測如防跑車裝置、擋車欄、道岔的狀態(tài)，用來判斷是否可以正常行駛，傳感器安裝、護工作量大，經(jīng)常存在不正常工作和誤報的情況；
[0006]3、采用上世紀80年代的漏泄對講機做為對講和打點設備，由于是模擬信號，經(jīng)常被井下變頻設備所干擾，無法正常語音通信，另外通過按鍵計數(shù)的方式打點，出錯率較高，需要急停的時候，無法正常工作，同一個礦上安裝幾條無級繩絞車系統(tǒng)，相互之間有干擾，原來停A系統(tǒng)，但可能同時停了 B系統(tǒng)；
[0007]4、采用固定攝像機來查看特定地點的畫面，無法動態(tài)監(jiān)控實時運行的梭車前后端軌道情況，固定攝像機用光纜連接，一根光纜只用于傳輸一路，光纖的熔接工作量大，而且需要采取特殊的安全措施，并且光纖容易斷裂，維護和施工量大，不利于無極繩絞車軌道的不斷變化情況；
[0008]5、部分巷道內(nèi)沒有光線，即使采用低照度攝像機，圖像存在雪花點嚴重的現(xiàn)象；
[0009]6、絞車保護控制裝置與視頻監(jiān)控、打點、廣播各自成一個系統(tǒng)，相互之間沒有關(guān)聯(lián)；
[0010]7、地面調(diào)度沒有和井下建立實時監(jiān)控和通信聯(lián)絡，對絞車運行情況不了解，不利于整個煤礦生產(chǎn)的統(tǒng)籌安排；
[0011]8、隨著傳輸技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化的視頻傳輸應用得到廣泛普及，在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中引入數(shù)字化遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)也是大趨勢。
[0012]因此，需要一種新的無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)以解決上述問題。
實用新型內(nèi)容
[0013]本實用新型是針對現(xiàn)有技術(shù)中無級繩絞車監(jiān)控系統(tǒng)的缺點，提供一種數(shù)據(jù)接入及轉(zhuǎn)換效率較高的無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)。
[0014]為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)可采用如下技術(shù)方案:
[0015]一種無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，無極繩絞車系統(tǒng)包括軌道和梭車，所述無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括本安控制箱、多個無線基站、多個本安攝像機、無線攝像機、本安廣播分站和本安手機，所述梭車的前端和后端均設置有所述無線攝像機，所述軌道沿途設置有所述本安廣播分站，所述梭車上設置有所述本安廣播分站，所述本安攝像機和本安廣播分站均連接所述無線基站，所述無線基站串聯(lián)連接并連接所述本安控制箱，所述本安手機通過無線基站連接所述本安控制箱，所述本安控制箱包括IAD裝置，所述IAD裝置包括MCU芯片、SDRAM隨機存儲器、FLASH存儲器、CPLD芯片、多個打點裝置和CAN TO SPI芯片，所述SDRAM隨機存儲器、FLASH存儲器和CPLD芯片均連接所述MCU芯片，所述打點裝置和CAN TOSPI芯片均連接所述CPLD芯片，所述CAN TO SPI芯片包括SPI接口控制器、CAN收發(fā)器芯片、第一 SIP14-2.54接插件、第二 SIP14-2.54接插件、SIP6-2.54接插件和兩個SIP2-2.54接插件，所述SPI接口控制器為MCP2515-1/S0芯片，所述CAN收發(fā)器為CTM8251A ；
[0016]所述CTM825IA 芯片包括 VIN 端、GND 端、TXD 端、RXD 端、CAN_H 端、CAN_L 端、CAN_G端，所述TXD端和RXD端分別連接所述CAN_TX端和CAN_RX端，所述GND端接地，所述VIN端連接3V電壓；
[0017]所述SIP6-2.54接插件的三個端子分別連接所述CAN_H端、CAN_L端和CAN_G端；所述SIP2-2.54接插件的兩個端子分別連接所述CAN_H端和CAN_L端；所述MCP2515-1/S0芯片包括 TXCAN 端、RXCAN 端、TXORTS 端、TXlRTS 端、OSCl 端、0SC2 端、CS 端、SO 端、SI 端、SCK端、INT端、RXOBF端、RXlBF端、VSS端、VDD端和RESET端，所述VSS端接地，所述OSCl端和0SC2端分別連接晶振XTl的兩端，所述晶振XTl的兩端分別連接電容C6和電容C7的一端，所述電容C6和電容C7的另一端接地；所述VDD端連接3V電壓并通過電容C2接地；
[0018]所述RESET端通過電容C4接地，所述VDD端和RESET端之間設置有電阻R2 ;第一SIP14-2.54插接件包括TXORTS連接端、RXOBF連接端、SCK連接端、MISO連接端、CS連接端、第一 Vin連接端；所述TXORTS連接端、RXOBF連接端、SCK連接端、MISO連接端和CS連接端分別連接所述TXORTS端、RXOBF端、SCK端、SO端和CS端；第二 SIP14-2.54接插件包括TXlRTS連接端、RXlBF連接端、INT連接端、MOSI連接端、RESET連接端、第二 Vin連接端；所述TXlRTS連接端、RXlBF連接端、INT連接端、MOSI連接端和RESET連接端分別連接所述TXlRTS 端、INT 端、SI 端和 RESET 端；
[0019]穩(wěn)壓二極管Dl的負極、鉭電容Cl的負極、電容C3的一端和發(fā)光二極管D2的正極均接地，所述穩(wěn)壓二極管Dl的負極、鉭電容Cl的正極、電容C3的另一端和發(fā)光二極管D2的負極均接3V電壓并通過電阻Rl連接第一 Vin連接端和第二 Vin連接端。
[0020]其中，Cl為鉭電容、C3為陶瓷電容，兩電容配合進行濾波；D1為穩(wěn)壓二極管，起到穩(wěn)定電壓、防反接、過壓保護的功能；D2為發(fā)光二極管；電阻Rl為濾波電阻JP2為CAN轉(zhuǎn)SPI模塊的接口 ；模塊化設計，用于3.3V電壓下的所有的CAN轉(zhuǎn)SPI轉(zhuǎn)換，可擴展性較強；R4為120 Ω的CANbus匹配電阻，通過JPl的跳接，來選擇是否并入CANbus系統(tǒng)里面。
[0021]更進一步的，所述CPLD芯片的型號為5M160ZT100C5N。
[0022]更進一步的，所述打點裝置包括光繼電器AQY21IEHAZ和PNP型三極管，所述光繼電器AQY211EHAZ包括A端、K端、IN端和OUT端，所述A端連接所述PNP型三極管的集電極，所述PNP型三極管的發(fā)射極連接3V電壓，所述PNP型三極管的基極連接1l端，所述K端接地，所述IN端連接IN_1端，所述OUT端連接0UT_1端。
[0023]更進一步的，所述本安廣播分站上設置有急停按鈕。在工作面支柱設置的本安廣播分站上帶有一個急停按鈕，當遇到突發(fā)情況時，可按下急停按鈕，實現(xiàn)梭車的急停保護。
[0024]更進一步的，所述本安手機上設置有急停按鈕。當遇到突發(fā)情況時，可按下急停按鈕，實現(xiàn)梭車的急停保護。
[0025]更進一步的，還包括顯示器，所述顯示器連接所述本安控制箱。利用顯示器顯示本安攝像機和無線攝像機的畫面。
[0026]有益效果:本實用新型的無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，采用了新型的IAD裝置，IAD裝置采用了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率更高的新的CAN TO SPI芯片，使得無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)接入及轉(zhuǎn)換效率更高。本實用新型的IAD裝置通過增加CPLD電路，可以有效的降低MCU的工作負擔、提聞響應時間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型的無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本實用新型的IAD裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為CPLD的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4為CAN TO SPI芯片的具體結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0032]請參閱圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實用新型的無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，無極繩絞車系統(tǒng)包括軌道和梭車，無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括本安控制箱、多個無線基站、多個本安攝像機、無線攝像機、本安廣播分站和本安手機，梭車的前端和后端均設置有無線攝像機，軌道沿途設置有本安廣播分站，梭車上設置有本安廣播分站，本安攝像機和本安廣播分站均連接無線基站，無線基站串聯(lián)連接并連接本安控制箱，本安手機通過無線基站連接本安控制箱，本安控制箱包括IAD裝置。本安控制箱實現(xiàn)不通協(xié)議、信號間的轉(zhuǎn)換，同時輸出I/O接口，實現(xiàn)急停動作。軌道沿線的本安廣播分站實現(xiàn)有線打點、有線的通信對講、有線急停等功能。還包括顯示器，所述顯示器連接所述本安控制箱。利用顯示器顯示本安攝像機和無線攝像機的畫面。
[0033]本安手機通過無線基站連接本安控制箱，本安手機的無線打點能夠通過工作面沿線的本安廣播分站進行播報或警示提醒，做到打點預警播報功能。本安手機上設置有急停按鈕。當遇到突發(fā)情況時，可按下急停按鈕，實現(xiàn)梭車的急停保護。
[0034]在本安手機和本安廣播分站上面均設置有急停按鈕，實現(xiàn)多重保護，有效預防安全事故的發(fā)生。
[0035]本安控制箱包括IAD裝置，IAD裝置包括MCU芯片、SDRAM隨機存儲器、FLASH存儲器、CPLD芯片、多個打點裝置和CAN TO SPI芯片。其中，優(yōu)選的，CPLD芯片的型號為5M160ZT100C5N。
[0036]SDRAM隨機存儲器、FLASH存儲器和CPLD芯片均連接MCU芯片，打點裝置和CAN TOSPI芯片均連接CPLD芯片，CAN TO SPI芯片包括SPI接口控制器、CAN收發(fā)器芯片、第一SIP14-2.54接插件、第二 SIP14-2.54接插件、SIP6-2.54接插件和兩個SIP2-2.54接插件，SPI接口控制器為MCP2515-1/S0芯片，CAN收發(fā)器為CTM8251A。
[0037]CTM8251A 芯片包括 VIN 端、GND 端、TXD 端、RXD 端、CAN_H 端、CAN_L 端、CAN_G端，TXD端和RXD端分別連接CAN_TX端和CAN_RX端，GND端接地，VIN端連接3V電壓。其中，CTM8251A是一款帶隔離的通用CAN收發(fā)器芯片，芯片的主要功能室將CAN控制器的邏輯電平轉(zhuǎn)換為CAN總線的差分電平并且具有DC 2500V的隔離功能。
[0038]SIP6-2.54接插件的三個端子分別連接CAN_H端、CAN_L端和CAN_G端，SIP2-2.54接插件的兩個端子分別連接CAN_H端和CAN_L端。
[0039]MCP2515-1/S0 芯片包括 TXCAN 端、RXCAN 端、TXORTS 端、TXlRTS 端、OSCl 端、0SC2端、CS 端、SO 端、SI 端、SCK 端、INT 端、RXOBF 端、RXlBF 端、VSS 端、VDD 端和 RESET 端，VSS端接地，OSCl端和0SC2端分別連接晶振XTl的兩端，晶振XTl的兩端分別連接電容C6和電容C7的一端，電容C6和電容C7的另一端接地，VDD端連接3V電壓并通過電容C2接地，RESET端通過電容C4接地，VDD端和RESET端之間設置有電阻R2。
[0040]第一 SIP14-2.54插接件包括TXORTS連接端、RXOBF連接端、SCK連接端、MISO連接端、CS連接端、第一 Vin連接端；TXORTS連接端、RXOBF連接端、SCK連接端、MISO連接端和CS連接端分別連接TXORTS端、RXOBF端、SCK端、SO端和CS端。
[0041]第二 SIP14-2.54接插件包括TXlRTS連接端、RXlBF連接端、INT連接端、MOSI連接端、RESET連接端、第二 Vin連接端；TX1RTS連接端、RXlBF連接端、INT連接端、MOSI連接端和RESET連接端分別連接TXlRTS端、INT端、SI端和RESET端；穩(wěn)壓二極管Dl的負極、鉭電容Cl的負極、電容C3的一端和發(fā)光二極管D2的正極均接地，所述穩(wěn)壓二極管Dl的負極、鉭電容Cl的正極、電容C3的另一端和發(fā)光二極管D2的負極均接3V電壓并通過電阻Rl連接第一 Vin連接端和第二 Vin連接端。
[0042]其中，Cl為鉭電容、C3為陶瓷電容，兩電容配合進行濾波；D1為穩(wěn)壓二極管，起到穩(wěn)定電壓、防反接、過壓保護的功能；D2為發(fā)光二極管；電阻Rl為濾波電阻JP2為CAN轉(zhuǎn)SPI模塊的接口 ；模塊化設計，用于3.3V電壓下的所有的CAN轉(zhuǎn)SPI轉(zhuǎn)換，可擴展性較強；R4為120 Ω的CANbus匹配電阻，通過JPl的跳接，來選擇是否并入CANbus系統(tǒng)里面。
[0043]打點裝置包括光繼電器AQY21IEHAZ和PNP型三極管，光繼電器AQY21IEHAZ包括A端、K端、IN端和OUT端，A端連接PNP型三極管的集電極，PNP型三極管的發(fā)射極連接3V電壓，PNP型三極管的基極連接1l端，K端接地，IN端連接IN_1端，OUT端連接0UT_1端。
[0044]本實用新型的無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，采用了新型的IAD裝置，IAD裝置應用了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率更高的新的CAN TO SPI芯片，使得無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)接入及轉(zhuǎn)換效率更高。本實用新型的電路通過增加CPLD電路，用于更加有效快捷的控制1和CANbus控制信號的輸出，同時可以有效的降低MCU的工作負擔、提高響應時間。本實用新型電路通過1和CANbus的雙控制輸出，大大提高了控制的可靠。
【權(quán)利要求】
1.一種無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，無極繩絞車系統(tǒng)包括軌道和梭車，其特征在于:所述無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括本安控制箱、多個無線基站、多個本安攝像機、無線攝像機、本安廣播分站和本安手機，所述梭車的前端和后端均設置有所述無線攝像機，所述軌道沿途設置有所述本安廣播分站，所述梭車上也設置有所述本安廣播分站，所述本安攝像機和本安廣播分站均連接所述無線基站，所述無線基站串聯(lián)連接并連接所述本安控制箱，所述本安手機通過無線基站連接所述本安控制箱，所述本安控制箱包括IAD裝置，所述IAD裝置包括MCU芯片、SDRAM隨機存儲器、FLASH存儲器、CPLD芯片、多個打點裝置和CAN TO SPI芯片，所述SDRAM隨機存儲器、FLASH存儲器和CPLD芯片均連接所述MCU芯片，所述打點裝置和CAN TO SPI芯片均連接所述CPLD芯片，所述CAN TO SPI芯片包括SPI接口控制器、CAN收發(fā)器芯片、第一 SIP14-2.54接插件、第二 SIP14-2.54接插件、SIP6-2.54接插件和兩個SIP2-2.54接插件，所述SPI接口控制器為MCP2515-1/S0芯片，所述CAN收發(fā)器為CTM8251A ； 所述 CTM8251A 芯片包括 VIN 端、GND 端、TXD 端、RXD 端、CAN_H 端、CAN_L 端、CAN_G 端，所述TXD端和RXD端分別連接所述CAN_TX端和CAN_RX端， 所述GND端接地，所述VIN端連接3V電壓； 所述SIP6-2.54接插件的三個端子分別連接所述CAN_H端、CAN_L端和CAN_G端； 所述SIP2-2.54接插件的兩個端子分別連接所述CAN_H端和CAN_L端； 所述 MCP2515-1/S0 芯片包括 TXCAN 端、RXCAN 端、TXORTS 端、TXlRTS 端、OSCl 端、0SC2端、CS 端、SO 端、SI 端、SCK 端、INT 端、RXOBF 端、RXlBF 端、VSS 端、VDD 端和 RESET 端，所述VSS端接地，所述OSCl端和0SC2端分別連接晶振XTl的兩端， 所述晶振XTl的兩端分別連接電容C6和電容C7的一端，所述電容C6和電容C7的另一端接地； 所述VDD端連接3V電壓并通過電容C2接地； 所述RESET端通過電容C4接地，所述VDD端和RESET端之間設置有電阻R2 ； 第一 SIP14-2.54插接件包括TXORTS連接端、RXOBF連接端、SCK連接端、MISO連接端、CS連接端、第一 Vin連接端；所述TXORTS連接端、RXOBF連接端、SCK連接端、MISO連接端和CS連接端分別連接所述TXORTS端、RXOBF端、SCK端、SO端和CS端； 第二 SIP14-2.54接插件包括TXlRTS連接端、RXlBF連接端、INT連接端、MOSI連接端、RESET連接端、第二 Vin連接端； 所述TXlRTS連接端、RXlBF連接端、INT連接端、MOSI連接端和RESET連接端分別連接所述TXlRTS端、INT端、SI端和RESET端； 穩(wěn)壓二極管Dl的負極、鉭電容Cl的負極、電容C3的一端和發(fā)光二極管D2的正極均接地，所述穩(wěn)壓二極管Dl的負極、鉭電容Cl的正極、電容C3的另一端和發(fā)光二極管D2的負極均接3V電壓并通過電阻Rl連接第一 Vin連接端和第二 Vin連接端。
2.如權(quán)利要求1所述的無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述CPLD芯片的型號為 5M160ZT100C5N。
3.如權(quán)利要求1所述無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述打點裝置包括光繼電器AQY211EHAZ和PNP型三極管，所述光繼電器AQY211EHAZ包括A端、K端、IN端和OUT端，所述A端連接所述PNP型三極管的集電極，所述PNP型三極管的發(fā)射極連接3V電壓，所述PNP型三極管的基極連接1l端，所述K端接地，所述IN端連接IN_1端，所述OUT端連接0UT_1端。
4.如權(quán)利要求1所述無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述本安廣播分站上設置有急停按鈕。
5.如權(quán)利要求1所述無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述本安手機上設置有急停按鈕。
6.如權(quán)利要求1所述無極繩絞車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，還包括顯示器，所述顯示器連接所述本安控制箱。
【文檔編號】H04N7/18GK204090021SQ201420443004
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】金勇 , 楊躍軍, 楊建全, 李俊杰, 陳冬冬 申請人:南京北路自動化系統(tǒng)有限責任公司