矿用本安型无线顶板位移传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种矿用本安型无线顶板位移传感器，包括传感器本体、单片机电路、数据采集分站和主机，传感器本体的输出端连接单片机电路，数据采集分站通过网络传输连接主机，单片机电路和数据采集分站之间通过无线射频电路无线连接，无线射频电路包括射频收发芯片、天线、接收电路和发射电路，单片机电路控制连接射频收发芯片，射频收发芯片的发射端Tx通过发射电路连接天线，射频收发芯片的接收端Rx通过接收电路连接天线。通过外围电路的合理规划布局，可以采用休眠唤醒工作机制来缩短传感器的工作时间，达到降低功耗的目的；通过无线射频电路将传感器本体采集的数据无线传输到数据采集分站，做到井下零布线，从根本上解决井下布线难的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于矿用设备
，具体涉及一种矿用本安型无线顶板位移传感器。
技术介绍
矿用顶板位移传感器通过对井下巷道顶板或工作面顶板位移的精确检测，来监测微小顶板运动，以监测和预防煤矿事故的发生。其安装使用时，当顶板内部产生位移，不同深度的位移传感器通过钢丝绳牵引传感器的卷簧运动，卷簧机构带动电位器旋转，旋转精密电位器电阻的变化，产生一个线性变化的电压信号输出到单片机电路，单片机电路对采集的信号进行处理后传输到井下数据采集分站，数据采集分站再通过网络传输至井上主机设备，实现井下顶板位移量变化的井上监控。目前市场上使用的顶板位移传感器，其从井下采集的数据大多是采用有线传输模式回传至井上主机设备，众所周知，井下环境复杂，布线困难，布线不当甚至会带来安全隐患，有少量能做到无线传输解决布线问题的，由于传输功耗大必须配备专业的本安型供电电源，给顶板位移传感器的普及使用带来局限性。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种矿用本安型无线顶板位移传感器，采集数据无线回传，低功耗、零布线，利于顶板位移传感器的普及使用。为达到上述目的，本技术的技术方案如下:一种矿用本安型无线顶板位移传感器，包括传感器本体、单片机电路、数据采集分站和主机，所述传感器本体采集顶板位移后的输出端连接单片机电路，所述数据采集分站通过网络传输连接主机，其特征在于:所述单片机电路和数据采集分站之间通过无线射频电路无线连接，所述无线射频电路包括射频收发芯片、天线、接收电路和发射电路，所述单片机电路控制连接射频收发芯片，射频收发芯片的发射端Tx通过发射电路连接天线，射频收发芯片的接收端Rx通过接收电路连接天线。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述射频收发芯片的型号为SI4463。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述无线射频电路还包括天线开关芯片，所述射频收发芯片控制连接天线开关芯片，所述天线开关芯片连接天线和接收电路，以及连接天线和发射电路。本技术一个较佳实施例中，进一步包括所述天线开关芯片的型号为UPG2214。本技术一个较佳实施例中，进一步包括其还包括与所述传感器本体之间基于433M无线遥控通信的调试仪。本技术一个较佳实施例中，进一步包括其还包括与单片机电路连接的指示灯电路，所述指示灯电路包括正常工作指示灯和电池欠压指示灯。本技术的有益效果是:本技术的矿用本安型无线顶板位移传感器，通过外围电路的合理规划布局，可以采用休眠唤醒工作机制来缩短传感器的工作时间，达到降低功耗的目的；同时，通过无线射频电路将传感器本体采集的数据无线传输到数据采集分站，做到井下零布线，从根本上解决井下布线难的问题，整个方案利于顶板位移传感器的普及使用。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术优选实施例的结构框图；图2是本技术优选实施例的无线射频电路的电路图；图3是本技术优选实施例的单片机电路的电路图；图4是本技术优选实施例的指示灯电路的电路图。其中:10_传感器本体，20-单片机电路，30-数据采集分站，40-主机，50-无线射频电路，51-天线，52-接收电路，53-发射电路，60-调试仪，70-指示灯电路，(DUD2-正常工作指示灯，D3-电池欠压指示灯)；Ul-单片机电路的控制芯片，U2_(无线射频电路的)射频收发芯片，U3_(无线射频电路的)天线开关芯片。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例如图1所示，本实施例中公开了一种矿用本安型无线顶板位移传感器，包括安装在井下选定地点的顶板上的传感器本体10、安装在井下的电路板、安装在井下的数据采集分站30、安装在井上的主机40，以及安装在井上的调试仪60，其中电路板上设有单片机电路20、无线射频电路50、和指示灯电路70。传感器本体10采集顶板位移后的输出端连接单片机电路20，单片机电路20将传感器本体10回传的信号进行处理，单片机电路20控制连接无线射频电路50，无线射频电路50将经单片机电路20处理后的顶板位移信号无线传输至数据采集分站30，数据采集分站30将收到的数据通过网络传输到主机40，主机40负责数据的收集和整理工作；同时，调试仪60基于433M无线遥控与传感器本体10进行握手来配置传感器本体10的参数，参数包括ID、较零、开关机等。如图1、2、3所示，所述无线射频电路50包括射频收发芯片U2、天线开关芯片U3、天线51、接收电路52和发射电路53，射频收发芯片U2控制连接天线开关芯片U3，天线开关芯片U3连接天线51和接收电路52，以及连接天线51和发射电路53，所述单片机电路20控制连接射频收发芯片U2，射频收发芯片U2的发射端Tx通过发射电路53连接天线51，射频收发芯片U2的接收端Rx通过接收电路52连接天线51。本技术的射频收发芯片U2优选的型号为SI4463，天线开关芯片U3优选的型号为UPG2214，SI4463是高度集成的单芯片无线ISM收发器件，其自身包括了发射机、接收机和射频收发器，UPG2214的第五引脚连接天线51，其第一输出引脚连接发射电路53后连接SI4463的发射端Tx，其第二输出引脚连接接收电路52后连接SI4463的接收端Rx，无线射频电路50工作时，由SI4463控制UPG2214天线射频开关收发转换，射频信号从Tx引脚输出经由发射电路53至天线端，或者从天线端进入接收电路52至Rx引脚，SI4463完成数据包的调制或者解调，实现数据加载或者提取。本技术的单片机电路20的控制芯片Ul优选的型号为MSP430f2274，其第三十五、第三十六引脚分别连接SI4463的Rx、Tx引脚，完成两者之间的数据交换。如图4所示，所述指示灯电路70包括正常工作指示灯(Dl、D2)和电池欠压指示灯(D3)，D1、D2为绿色间歇性闪烁LED灯，D3为红色间歇性闪烁LED灯，MSP430f2274的第三十四、第三十五、第三十六引脚分别与D3、D2、D1的负极连接，三者的正极连接电源，无线射频电路50正常无线接收数据时D2灯闪烁，正常无线发射数据时Dl闪烁，D3灯闪烁时提示欠压，提醒需要更换电池。本技术的矿用本安型无线顶板位移传感器，通过外围电路的合理规划布局，达到降低功耗的目的，其主要表现在:1、电路中采用的器件均为低功耗器件(MSP430f22741、UPG2214、SI4463) ;2、可以采用休眠唤醒工作机制来缩短传感器的工作时间；3、传感器处于休眠状态时，单片机电路20的控制芯片Ul和无线射频芯片U2都控制进入低功耗休眠模式。同时，本技术通过无线射频电路将传感器本体采集的数据无线传输到数据采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用本安型无线顶板位移传感器，包括传感器本体、单片机电路、数据采集分站和主机，所述传感器本体采集顶板位移后的输出端连接单片机电路，所述数据采集分站通过网络传输连接主机，其特征在于：所述单片机电路和数据采集分站之间通过无线射频电路无线连接，所述无线射频电路包括射频收发芯片、天线、接收电路和发射电路，所述单片机电路控制连接射频收发芯片，射频收发芯片的发射端(Tx)通过发射电路连接天线，射频收发芯片的接收端(Rx)通过接收电路连接天线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石杰，赵剑，刘炜，
申请(专利权)人：江苏三恒科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32