一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统，包括PLC、中央控制模块、电源模块、存储模块、通信模块、数码管显示模块、数据采集模块和语音模块。该系统以LPC1768FBD100为主控芯片，VS1063作为音频编解码芯片，CAN总线技术为通信核心技术，实现矿下语音通话功能，并且采集皮带沿线的保护传感器数据，将采集到的数据传输到控制中心，实现矿下皮带运输保护功能。该系统采用PLC为控制核心，与单片机之间构成通信，使用单片机的电路控制通信，可以快速实现故障定位，方便快速排除故障，简化了运输系统的结构、节约了资源，有利于后期的维护及检修。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统
本专利技术涉及集成电路控制系统领域，特别涉及一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统。
技术介绍
随着我国经济的发展，需要越来越多的能源，煤炭是一种不可再生的能源，自从煤炭被发掘开采以来，煤炭已经成为我国的主体能源。在煤炭的日常开采过程中，矿下皮带运输系统是最重要的部分，矿下皮带运输系统主要是将挖掘好的煤矿等物质运输到地面。矿下皮带运输系统主要由皮带监测系统和语音通话系统组成，目前的矿下皮带监测系统和语音通话系统是两个分开的系统。对于皮带运输系统来说，考虑到矿井下恶劣的工作环境，皮带运输机在运输过程中经常会出现故障，所以一般都需要在皮带运输机沿线安装传感器用来监测保护皮带的正常运输，如果沿线的保护传感器检测到带式运输机发生故障时，会把信号发送给监控分站，接着监控分站把信号传递给监控主站，监控主站会根据接收到的数据来控制皮带运输机；对于语音通话系统来说，由于皮带机经常会发生故障，因此实时的语音通话尤为重要，可以方便工作人员进行维修时实时的交流，提高了皮带运输机的安全。语音通话系统用来采集语音数据，随后将采集到的语音数据进行压缩发送给其他分站，分站接收到语音数据后将其进行解码并且播放出来，从而实现矿下语音通话功能。目前现有的皮带运输监测系统与井下语音通话系统是两个完全独立的系统，这使得皮带运输系统结构变的十分复杂，不利于后期的维护与检修，同时也造成了资源的浪费。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统，能够实现矿下语音对讲并且采集皮带运输沿线的保护传感器的数据，实现皮带监测与语音通话的融合。为了达到上述专利技术的目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统，其特征在于，包括PLC、中央控制模块，电源模块，存储模块，通信模块，数码管显示模块、数据采集模块和语音模块，其中：所述PLC，用于控制矿下皮带运输机的运动；所述中央控制模块分别与PLC、数据采集模块、存储模块、语音模块、电源模块、通信模块、数码显示模块连接；所述中央控制模块用于接收并处理从数据采集模块和语音模块接收到的数据，并将从所述数据采集模块接收并处理后的数据传输给PLC，从所述语音模块接收并处理后的数据传输给监控主站和监控分站；所述电源模块的输出端分别与所述中央控制模块、通信模块、语音模块、数码显示模块、存储模块的输入端相连，用于为与其连接的各个模块提供电源供给；所述存储模块用于存储语音模块的语音信号；所述数据采集模块跟矿下皮带运输机沿线的传感器相连接，用来接收传感器的信号，并将传感器信号发送给所述中央控制模块；所述通信模块包括以太网通信模块、CAN总线通信模块；所述以太网通信模块，用于监控主站与PLC进行数据通信；所述CAN总线通信模块，用于各个监控分站之间进行数据的通信；所述数码显示模块，用于显示CAN子站地址，每个CAN子站对应一个监控分站；所述语音模块用于采集语音信号和播放得到的语音信号，并把采集到语音信号发送中央控制模块。可选地，所述中央控制模块包括：LPC1768，用于接收并处理从数据采集模块和语音模块接收到的数据，并将从所述数据采集模块接收并处理后的数据传输给PLC，从所述语音模块接收并处理后的数据传输给监控主站和监控分站。可选地，所述电源模块可实现将24v转换为5v；所述电源模块包括：TPS5430、0.1uf的陶瓷电容、10K电阻和3.24k电阻；将TPS5430的电压输入引脚7与24V的输入电源连接，将0.1uf的陶瓷电容与所述电压输入引脚7相连接，达到滤波的效果，输出电压由电阻决定，TPS5430的输出引脚4与10K和3.24k的电阻相连接，就可以输出5v的电压。可选地，所述存储模块为SD卡，可以对音频文档进行存储和播放。可选地，基于CAN总线通信模块，每个CAN子站都可以与多个连接在同一总线上的CAN子站进行数据传输。可选地，所述语音模块可以实现不同监控分站之间的通话；所述语音模块包括：VS1063，它可以实现对于不同音频格式的数据进行编码操作。可选地，所述语音模块中使用MP3语音编码算法，VS1063芯片采样到模拟量语音信号，接着将模拟量语音信号量化、编码得到数字量语音信号，并将其压缩成一段二进制的数字流。可选地，所述中央控制模块采集皮带运输沿线的保护传感器的数据，当传感器检测到皮带出现故障时，将信号传输给监控分站，监控分站通过CAN总线通信模块将信号发送给主控制器PLC，PLC会根据接收到的数据来发送相应的控制指令来控制皮带机的运行。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术提供一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统，能够实现皮带监测与语音通话的融合，可以实现矿下语音对讲以及对皮带运输沿线的保护传感器的数据进行采集，本专利技术采用MP3语音编码算法对语音信号进行处理，可以在处于低码率的情况下，传输高质量的声音。本专利技术将皮带运输监测系统与井下语音通话系统融合起来，这使得皮带运输系统结构变的十分简单，有利于后期的维护与检修。本专利技术可以显示子站的地址，在遇到故障时，维修人员可以非常快速的知道发生问题的子站的位置，可以快速的到达障碍点，在进行维修时也可以很方便的与主站人员进行通话，如果发生危险，主站人员也会很快的知道情况，对其进行救援，为恢复设备的运行以及维修人员的自身安全提供了保障。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统的硬件组成简图；图2为本专利技术一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统的电源模块电路图；图3为本专利技术一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统的语音模块电路图；图4为本专利技术一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统的语音收发切换逻辑图；图5为本专利技术一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统的语音编码流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1，本实施例公开了一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统，包括PLC(PLC上位机控制器)、中央控制模块，电源模块，存储模块，通信模块，数码管显示模块、数据采集模块和语音模块，其中：所述PLC，用于控制矿下皮带运输机的运动；所述中央控制模块分别与PLC、数据采集模块、存储模块、语音模块、电源模块、通信模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统，其特征在于，包括PLC、中央控制模块，电源模块，存储模块，通信模块，数码管显示模块、数据采集模块和语音模块，其中：/n所述PLC，用于控制矿下皮带运输机的运动；/n所述中央控制模块分别与PLC、数据采集模块、存储模块、语音模块、电源模块、通信模块、数码显示模块连接；/n所述中央控制模块用于接收并处理从数据采集模块和语音模块接收到的数据，并将从所述数据采集模块接收并处理后的数据传输给PLC，从所述语音模块接收并处理后的数据传输给监控主站和监控分站；/n所述电源模块的输出端分别与所述中央控制模块、通信模块、语音模块、数码显示模块、存储模块的输入端相连，用于为与其连接的各个模块提供电源供给；/n所述存储模块用于存储语音模块的语音信号；/n所述数据采集模块跟矿下皮带运输机沿线的传感器相连接，用来接收传感器的信号，并将传感器信号发送给所述中央控制模块；/n所述通信模块包括以太网通信模块、CAN总线通信模块；所述以太网通信模块，用于监控主站与PLC进行数据通信；所述CAN总线通信模块，用于各个监控分站之间进行数据的通信；/n所述数码显示模块，用于显示CAN子站地址，每个CAN子站对应一个监控分站；/n所述语音模块用于采集语音信号和播放得到的语音信号，并把采集到语音信号发送中央控制模块。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统，其特征在于，包括PLC、中央控制模块，电源模块，存储模块，通信模块，数码管显示模块、数据采集模块和语音模块，其中：
所述PLC，用于控制矿下皮带运输机的运动；
所述中央控制模块分别与PLC、数据采集模块、存储模块、语音模块、电源模块、通信模块、数码显示模块连接；
所述中央控制模块用于接收并处理从数据采集模块和语音模块接收到的数据，并将从所述数据采集模块接收并处理后的数据传输给PLC，从所述语音模块接收并处理后的数据传输给监控主站和监控分站；
所述电源模块的输出端分别与所述中央控制模块、通信模块、语音模块、数码显示模块、存储模块的输入端相连，用于为与其连接的各个模块提供电源供给；
所述存储模块用于存储语音模块的语音信号；
所述数据采集模块跟矿下皮带运输机沿线的传感器相连接，用来接收传感器的信号，并将传感器信号发送给所述中央控制模块；
所述通信模块包括以太网通信模块、CAN总线通信模块；所述以太网通信模块，用于监控主站与PLC进行数据通信；所述CAN总线通信模块，用于各个监控分站之间进行数据的通信；
所述数码显示模块，用于显示CAN子站地址，每个CAN子站对应一个监控分站；
所述语音模块用于采集语音信号和播放得到的语音信号，并把采集到语音信号发送中央控制模块。


2.根据权利要求1所述的一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融合系统，其特征在于，所述中央控制模块包括：LPC1768，用于接收并处理从数据采集模块和语音模块接收到的数据，并将从所述数据采集模块接收并处理后的数据传输给PLC，从所述语音模块接收并处理后的数据传输给监控主站和监控分站。


3.根据权利要求1所述所述的一种基于LPC1768的矿下皮带监测与语音融...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珂，赵雪悦，乐斌，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31