一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，包括红外可燃气体传感器、无线收发芯片、单片机和电源电路，所述单片机分别与所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片相连，所述电源电路分别为所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片、所述单片机供电。一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，该无线节点采用CC1020，其具有接收灵敏度较高、功耗低等特点，工作频段为433MHz，比2.4GHz频段的无线传感节点具有更好的绕射传输能力，在井下可以实现信号的远距离无线传输。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及煤矿瓦斯无线监测领域，尤其涉及一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点。
技术介绍
瓦斯爆炸事故一直是我国煤矿安全的主要威胁。虽然近年来瓦斯监测技术不断发展，但瓦斯爆炸事故仍然频频发生，给国家和人民生命、财产等造成了重大损失。我国煤矿瓦斯监测系统多采用有线连接方式，不便移动。随着井下矿道的不断变化，有线监测网络不能及时跟进，从而造成监测盲区。因此将无线传感器网络应用于煤矿瓦斯监测，则有望解决这一问题。目前已有不少相关报道，但所设计的无线传感器节点几乎都采用2.4GHz的无线通信频段。无线通信频率越高，其绕射能力越差。井下环境恶劣，巷道几何形状各异。因此2.4GHz的无线通信频率并非理想选择。
技术实现思路
本技术要解决以上技术问题，提供一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，该无线节点的工作频段为433MHz，比2.4GHz频段的无线传感节点具有更好的绕射传输能力。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，包括红外可燃气体传感器、无线收发芯片、单片机和电源电路，所述单片机分别与所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片相连，所述电源电路分别为所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片、所述单片机供电。所述红外可燃气体传感器为MIPEX传感器，所述无线收发芯片型号为CC1020，所述单片机为ATmega128L单片机，所述MIPEX传感器的RXD引脚、TXD引脚分别连接所述ATmega128L单片机的TXD0/PE0引脚、RXD0/PE1引脚，所述CC1020的PSEL引脚、PCLK引脚、PDI引脚、PDO引脚、DCLK引脚、DIO引脚分别连接所述ATmega128L单片机的PD4引脚、PD6引脚、PD7引脚、PF3引脚、SCK引脚、MISO/MOSI引脚。本技术具有的优点和积极效果是：一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，该无线节点采用CC1020，其具有接收灵敏度较高、功耗低等特点，工作频段为433MHz，比2.4GHz频段的无线传感节点具有更好的绕射传输能力，在井下可以实现信号的远距离无线传输。附图说明图1是一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点的连接示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施例做详细说明。如图1所示，一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，包括红外可燃气体传感器、无线收发芯片、单片机和电源电路，所述单片机分别与所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片相连，所述电源电路分别为所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片、所述单片机供电。所述红外可燃气体传感器为MIPEX传感器，所述无线收发芯片型号为CC1020，所述单片机为ATmega128L单片机，所述MIPEX传感器的RXD引脚、TXD引脚分别连接所述ATmega128L单片机的TXD0/PE0引脚、RXD0/PE1引脚，所述CC1020的PSEL引脚、PCLK引脚、PDI引脚、PDO引脚、DCLK引脚、DIO引脚分别连接所述ATmega128L单片机的PD4引脚、PD6引脚、PD7引脚、PF3引脚、SCK引脚、MISO/MOSI引脚。一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点的最佳实施方式，MIPEX传感器负责实时监测空气中的瓦斯浓度。ATmega128L单片机负责周期性读取MIPEX传感器中的瓦斯浓度值，并通过无线收发芯片CC1020无线发送出去。MIPEX传感器输出的数字信号遵循UART格式，设置MIPEX传感器的输入输出引脚通过UART0接口与ATmega128L单片机相连接。而无线收发芯片CC1020的PSEL、PCLK、PDI和PDO引脚分别与ATmega128L单片机的PD4、PD6、PD7和PF3相连。在ATmega128L单片机中对CC1020进行设置，让其工作于433MHz频段。电源电路采用两节五号电池供电，使用简单、方便。MIPEX传感器输出的数字信号遵循UART格式，因此将该传感器与ATmega128L单片机的UART0口相连接，即MIPEX传感器的RXD引脚、TXD引脚分别连接ATmega128L单片机的TXD0/PE0引脚、RXD0/PE1引脚。MIPEX传感器的控制指令遵循ASCII码，并且每一个控制命令末尾都要以回车结尾。MIPEX传感器的数据查询命令为DATA。查询MIPEX传感器中的浓度信息时，则首先要向MIPEX传感器发送这样的一组命令：444154410D。其中前四个字节分别是“DATA”所对应的ASCII码值，最后的“0D”为回车符的ASCII码。MIPEX传感器接收到查询命令后，其返回值是以1个五位的ASCII码，结尾仍然是一个回车符(0Dh)。所以读取传感器数据时，要将数据“444154410D”通过串口依次发送给MIPEX传感器。发送完毕后等待读取数据，当读取到的数据为回车符的ASCII码0x0D时，表示数据读取完毕。与其它无线数据通信芯片相比，CC1020具有接收灵敏度较高、功耗低等特点，其载频为433MHz(也可提供869/915MHz)，特别适合远距离数据通信。在ATmega128L单片机与CC1020的数据通信过程中，时钟信号由CC1020的DCLK提供，即设置CC1020为主机；设置ATmega128L单片机为从机。通过CC1020接收数据时，MISO与MOSI管脚设置为输入模式。在DCLK时钟信号的作用下，CC1020管脚DIO上的数据经过MISO与MOSI管脚进入ATmega128L单片机。当需要通过CC1020发送数据时，MISO与MOSI管脚设置为输出模式。在DCLK时钟信号的作用下，ATmega128L单片机的MISO管脚上的数据通过进入CC1020片内，经调制后由RF端发送出去。在PCB设计时需要保证CC1020的配置接口PSEL、PCLK、PDI和PDO布线长度基本一致，因为长度相差较大，可能会导致配置时序不正确，从而导致读写内部寄存器失败。以上对本技术的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本技术范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，其特征在于：包括红外可燃气体传感器、无线收发芯片、单片机和电源电路，所述单片机分别与所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片相连，所述电源电路分别为所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片、所述单片机供电。

【技术特征摘要】
1.一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，其特征在于：包括红外可燃气体传感器、无线收发芯片、单片机和电源电路，所述单片机分别与所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片相连，所述电源电路分别为所述红外可燃气体传感器、所述无线收发芯片、所述单片机供电。2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿瓦斯监测的无线传输节点，其特征在于：所述红外可燃气体传感器为MIPEX传感器，所述无线收发芯片型号为CC1020...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹晶晶，徐振峰，章飞，周全，史媛芳，
申请(专利权)人：安徽国防科技职业学院，
类型：新型
国别省市：安徽;34