一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器制造技术

本发明专利技术属于煤矿技术领域，提出了一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器，包括压力检测模块、MCU控制模块、无线信号收发模块、光敏感应模块、显示模块、压力突变感应模块及电源转换模块，压力检测模块、压力突变感应模块和光敏感应模块的输出端与MCU控制模块的输入端连接，MCU控制模块的输出端与无线收发模块和显示模块连接，无线收发模块用于将MCU控制模块发送的压力数据发送至信号接收终端，当压力突变感应模块测量到压力突变信号时，MCU控制模块控制传感器进行数据的采集与传输。本发明专利技术可以采集压力突变时的峰值压力数据，保证关键顶板来压数据不丢失，可以广泛应用综采工作面液压支架压力监测领域。

A Low Power Wireless Bracket Pressure Sensor Based on Pressure Mutation Trigger

The invention belongs to the technical field of coal mine. A low power wireless support pressure sensor based on pressure mutation trigger is proposed, which includes pressure detection module, MCU control module, wireless signal transceiver module, light sensitive response module, display module, pressure mutation induction module and power conversion module, and the output of pressure detection module, pressure mutation induction module and light sensitive response module. The terminal is connected with the input end of MCU control module, the output end of MCU control module is connected with wireless transceiver module and display module. The wireless transceiver module is used to send the pressure data sent by MCU control module to the signal receiving terminal. When the pressure sudden change sensing module measures the pressure sudden change signal, the MCU control module controls the sensor to collect and transmit the data. The method can collect peak pressure data when pressure changes abruptly, ensure that the weighting data of key roof is not lost, and can be widely used in the field of pressure monitoring of hydraulic support in fully mechanized mining face.

【技术实现步骤摘要】
一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器
本专利技术属于煤矿
，具体涉及一种基于压力突变触发的低功耗煤矿井下采煤工作面无线支架压力传感器。
技术介绍
近年来，随着机械化能力的不断提高、开采强度的不断加大，使得煤矿安全事故时常发生，其中顶板事故占据了很大的比重。为了避免发生煤矿顶板事故，需要对综采支架压力参数进行监测。大多数支架压力监测均使用单体式支架压力计，这类仪表对支架压力参数的获取是靠技术人员用手持数据采集仪进行数据采集，这样的采集方式实时性差，采集的数据比较滞后。而目前较先进的矿井综采支架压力传感器，采用有线或者无线通信方式进行组网，可以实现远程数据传输。它一般由压力测量通道、压力采集电路、传输信号电路、电源电路组成。其采用的压力采集模式为压力传感器每隔5分钟~30分钟采集一组数据，并通过将数据传输给通信分站。这样的传输方式比起单体压力计来实时性较强，但是由于数据采集周期是固定的，顶板来压的周期是不定的，经常会出现来压时峰值压力数据采集不到，采集到的数据却是雷同的数值很多，对于顶板管理来讲虽然起到了一定作用，但仍然会丢失重要数据，效果不是很理想。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器，包括压力检测模块、MCU控制模块、无线信号收发模块、光敏感应模块、显示模块、压力突变感应模块及电源转换模块，所述电源转换模块用于给所述无线支架压力传感器供电，所述压力检测模块、压力突变感应模块和光敏感应模块的输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述MCU控制模块的输出端与所述无线收发模块和显示模块连接，所述无线收发模块用于将所述MCU控制模块发送的压力数据发送至信号接收终端，所述MCU控制模块在上电初始化后，处于低功耗休眠模式，当所述压力突变感应模块测量到压力突变信号时，所述MCU控制模块控制所述压力检测模块对压力数据进行采集，同时控制所述无线信号收发模块进行数据传输；当所述光敏感应模块测量到光信号时，所述MCU控制模块控制所述压力检测模块对压力数据进行采集，并发送到所述显示模块显示。所述MCU控制模块用于执行以下程序：S1、系统初始化，并进入低功耗模式；S2、判断是否满足分站定时唤醒条件，如果是，退出低功耗，控制压力检测模块进行压力数据采集并通过无线信号收发模块进行发送，采集完成后，返回低功耗模式；如果否，进入步骤S3；S3、判断是否满足光敏唤醒条件，如果是，退出低功耗，控制压力检测模块进行压力数据采集并通过显示模块进行显示，采集完成后，返回低功耗模式；如果否，进入步骤S4；S4、判断是否满足压力突变感应唤醒条件，如果是，退出低功耗，控制压力检测模块进行压力数据采集并通过无线信号收发模块进行发送，采集完成后，返回低功耗模式，如果否，返回步骤S2。所述电源转换模块包括锂亚或锂锰原电池、降压电路和稳压电路。所述无线信号收发模块的传输频段为433MHz、915MHz或2.4GHz，所述显示模块为oled液晶显示屏。所述的一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器，还包括红外接收模块和A/D转换模块，所述红外接收模块与所述MCU控制模块连接，用于接收红外遥控信号并发送至MCU模块，对无线支架压力传感器进行地址设置；所述A/D转换模块连接在所述压力检测模块与MCU控制模块之间，用于将所述压力检测模块的测量信号转化成数字信号后发送至所述MCU控制模块。所述压力突变感应模块为低功耗高灵敏度压力元件。所述压力检测模块上设置有三个测压孔，用于同时检测三个测量点的压力。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术提供的一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器不但可以组成传感器网络，定时采集传输支架压力数据，而且其通过压力突变进行触发，还能通过压力突变感应模块捕捉压力突变时的峰值压力数据，保证关键顶板来压数据不丢失。此外，本专利技术的传感器功耗较低，不需要经常更换电池，同时还可通过矿灯光照唤醒工作并通过显示模块进行显示，显示直观、数据准确等，因此该压力传感器具有很好的推广意义。附图说明图1为本专利技术提出的一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提出的一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器在进行综采工作面液压支架压力监测时的工作流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器，包括压力检测模块、A/D转换模块、MCU控制模块、无线信号收发模块、光敏感应模块、压力突变感应模块及电源转换模块、红外接收模块和显示模块，所述电源转换模块用于给所述无线支架压力传感器供电。具体地，如图1所示，所述压力检测模块的输出端通过A/D转换模块与所述MCU控制模块的输入端连接，所述压力突变感应模块和光敏感应模块的输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述A/D转换模块用于将所述压力检测模块的测量信号转化成数字信号后发送至所述MCU控制模块；所述压力突变感应模块用于感应待测点的压力突变信号并发送至所述MCU控制模块，所述光敏感应模块用于接收环境光照信号；所述MCU控制模块的输出端分别与所述无线收发模块、红外接收模块和显示模块连接，所述无线收发模块用于将所述MCU控制模块发送的压力数据发送至信号接收终端。其中，所述MCU控制模块在上电初始化后，处于低功耗休眠模式，当所述光敏感应模块测量到光信号或所述压力突变感应模块测量到压力突变信号时，所述MCU控制模块控制所述压力检测模块对压力数据进行采集，同时控制所述无线信号收发模块进行数据传输。具体地，所述红外接收模块与所述MCU控制模块连接，用于接收红外遥控信号并发送至MCU模块，进而对无线支架压力传感器进行地址设置；进而，可以组成传感器网络，定时采集传输支架压力数据。所述显示模块用于显示所述压力检测模块测量得到的压力数据。其中，如图2所示，为本专利技术具体实施方式中，进行综采工作面液压支架压力监测的工作流程。为了尽可能降低装置能耗，本专利技术实施例中，MCU控制模块在上电初始化后，处于低功耗休眠模式。其具体工作流程为：S1、系统初始化，并进入低功耗模式；S2、判断是否满足分站定时唤醒条件，如果是，退出低功耗，控制压力检测模块进行压力数据采集并通过无线信号收发模块进行发送，采集完成后，返回低功耗模式；如果否，进入步骤S3；S3、判断是否满足光敏唤醒条件，如果是，退出低功耗，控制压力检测模块进行压力数据采集并通过显示模块进行显示，采集完成后，返回低功耗模式；如果否，进入步骤S4；S4、判断是否满足压力突变感应唤醒条件，如果是，退出低功耗，控制压力检测模块进行压力数据采集并通过无线信号收发模块进行发送，采集完成后，返回低功耗模式，如果否，返回步骤S2。通过在程序中设立本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器，其特征在于，包括压力检测模块、MCU控制模块、无线信号收发模块、光敏感应模块、显示模块、压力突变感应模块及电源转换模块，所述电源转换模块用于给所述无线支架压力传感器供电，所述压力检测模块、压力突变感应模块和光敏感应模块的输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述MCU控制模块的输出端与所述无线收发模块和显示模块连接，所述无线收发模块用于将所述MCU控制模块发送的压力数据发送至信号接收终端，所述MCU控制模块在上电初始化后，处于低功耗休眠模式，当所述压力突变感应模块测量到压力突变信号时，所述MCU控制模块控制所述压力检测模块对压力数据进行采集，同时控制所述无线信号收发模块进行数据传输；当所述光敏感应模块测量到光信号时，所述MCU控制模块控制所述压力检测模块对压力数据进行采集，并发送到所述显示模块显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器，其特征在于，包括压力检测模块、MCU控制模块、无线信号收发模块、光敏感应模块、显示模块、压力突变感应模块及电源转换模块，所述电源转换模块用于给所述无线支架压力传感器供电，所述压力检测模块、压力突变感应模块和光敏感应模块的输出端与所述MCU控制模块的输入端连接，所述MCU控制模块的输出端与所述无线收发模块和显示模块连接，所述无线收发模块用于将所述MCU控制模块发送的压力数据发送至信号接收终端，所述MCU控制模块在上电初始化后，处于低功耗休眠模式，当所述压力突变感应模块测量到压力突变信号时，所述MCU控制模块控制所述压力检测模块对压力数据进行采集，同时控制所述无线信号收发模块进行数据传输；当所述光敏感应模块测量到光信号时，所述MCU控制模块控制所述压力检测模块对压力数据进行采集，并发送到所述显示模块显示。2.根据权利要求1所述的一种基于压力突变触发的低功耗无线支架压力传感器，其特征在于，所述MCU控制模块用于执行以下程序：S1、系统初始化，并进入低功耗模式；S2、判断是否满足分站定时唤醒条件，如果是，退出低功耗，控制压力检测模块进行压力数据采集并通过无线信号收发模块进行发送，采集完成后，返回低功耗模式；如果否，进入步骤S3；S3、判断是否满足光敏唤醒条件，如果是，退出低功耗，控制压力检测模块进行压力数据采集并通过显示模块进行显示，采集完...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建兵，田帅帅，王晋生，焦素军，李亚超，毋凡，时三波，陈永峰，孙晋璐，
申请(专利权)人：山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山西,14