矿用供水和压风在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及自动控制技术领域，提出了矿用供水和压风在线监测系统，包括与服务器连接的多个通信分站，每个通信分站均与压力传感器、流量计连接，通信分站包括与主控电路连接的无线通信电路，无线通信电路包括依次连接的USB接口P6、WIFI驱动芯片U8和天线接口电路，USB接口P6的D‑端和D+端均与主控电路连接，天线接口电路用于接收服务器发送的信号。通过上述技术方案，解决了现有技术中煤矿在线监测系统线路复杂、维护成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
矿用供水和压风在线监测系统
本技术涉及自动控制
，具体的，涉及矿用供水和压风在线监测系统。
技术介绍
煤矿井下供水和压风管网系统是煤矿不可缺少的重要组成部分，属于煤矿六大系统之中，在煤矿安全生产中起着十分重要的作用。以前供水和压风系统仍然处于较落后的水平，主要依靠人员经验判断和现场巡查来进行管理，平常巡检用工量大，可靠性不高，出现供水、压风事故时，问题发现困难，处理时间长，极大的影响了矿井的正常生产。依托于智能仪表技术和信息通信技术的在线监测系统，可以减少工人对压风和供水管路巡检的工作量，进而减少专职岗位巡检工、降低事故率、保障矿井的安全高效运行，为矿井减员增效创造有利条件。目前，煤矿在线监测系统线路复杂、故障率高、维护成本高。
技术实现思路
本技术提出矿用供水和压风在线监测系统，解决了现有技术中煤矿在线监测系统线路复杂、维护成本高的问题。本技术的技术方案如下：包括与服务器连接的多个通信分站，每个所述通信分站均与压力传感器、流量计连接，所述通信分站包括与主控电路连接的无线通信电路，所述无线通信电路包括依次连接的USB接口P6、WIFI驱动芯片U8和天线接口电路，所述USB接口P6的D-端和D+端均与所述主控电路连接，所述天线接口电路用于接收服务器发送的信号，还包括稳压芯片U9，所述稳压芯片U9的VIN端与所述USB接口P6的供电端连接，所述稳压芯片U9的VOUT端与所述WIFI驱动芯片U8的供电端连接，还包括重启电路，所述重启电路包括场效应管Q1，所述场效应管Q1的G极通过电阻R2与所述主控电路连接，所述场效应管Q1的S极连接电源VDD，所述场效应管Q1的G极和S极之间连接电阻R2，所述场效应管Q1的D极与所述稳压芯片U9的VIN端连接。进一步，所述通信分站还包括模拟量采集电路，所述模拟量采集电路包括依次连接的AD转换芯片U1和隔离芯片U2，所述AD转换芯片U1的输入端用于与多路传感器一连接，所述隔离芯片U2的SCL2端和SDA2端与所述主控电路连接。进一步，还包括RS485通信电路，所述RS485通信电路包括电路结构相同的多路，其中一路包括RS485接口芯片U4，所述RS485接口芯片U4的RXD端和TXD端均与所述主控电路连接，所述RS485接口芯片U4的A端和B端用于与传感器二连接，所述RS485接口芯片U4的A端通过电阻R53连接电源3V3_D，所述RS485接口芯片U4的B端通过电阻R45接地，所述RS485接口芯片U4的A端和B端之间连接有TVS管D10。进一步，还包括多路开关SW，所述多路开关SW的其中一路与电阻R32构成串联支路，串联支路的一端与RS485接口芯片U4的A端连接，串联支路的另一端与RS485接口芯片U4的B端连接。进一步，还包括CAN通信接口电路，所述CAN通信接口电路包括CAN通信接口芯片U7，所述CAN通信接口芯片U7的TXD端和RXD端均与所述主控电路连接，所述CAN通信接口芯片U7的CANH端和CANL端用于与传感器四连接。进一步，所述CAN通信接口芯片U7的CANH端串联有电阻R20，CAN通信接口芯片U7的CANL端串联有电阻R21，所述CAN通信接口芯片U7的CANH端和CANL端之间设置有TVS管D13。进一步，还包括以太网接口电路，所述以太网接口电路包括依次连接的以太网接口芯片U6和接口端子P5，所述以太网接口芯片U6与所述主控电路连接，所述接口端子P5用于与传感器三连接。进一步，还包括复位电路，所述复位电路包括串联的电阻R10和电容C18，所述电阻R10的一端与电源3V3_D连接，所述电容C18的一端接地，所述电阻R10和所述电容C18的串联点与所述以太网接口芯片U6的RSTn端连接，所述电阻R10和所述电容C18的串联点还与所述主控电路连接。本技术的工作原理及有益效果为：本技术在煤矿各监测点设置压力传感器和流量计，分别用于测量风压和供水情况，通信分站采集多个压力传感器和流量计的监测数据，再通过无线通信电路发送给服务器，管理人员通过服务器就可以监测整个煤矿用供水和压风系统。在监测点附近设置通信分站，通信分站采集多个压力传感器和流量计的数据后，统一发送至服务器，有利于减少服务器接口的资源占用，而且便于分区维护；通信分站和服务器之间采用无线通信电路连接，有利于减少布线麻烦。其中，主控电路采集的监测数据通过USB接口P6输入到WIFI驱动芯片U8，WIFI驱动芯片U8将监测数据通过天线接口电路发送至服务器。在正常工作时，主控电路输出低电平信号到场效应管Q1的G极，场效应管Q1的S-G间电压大于开启电压，场效应管Q1导通，电源VDD接入稳压芯片U9的VIN端，稳压芯片U9输出VOUT为WIFI驱动芯片U8供电，实现主控电路与服务器的通信；如果主控电路在设定时间内没有接收到服务器发送的反馈信号，则判定主控电路与服务器之间的通信异常，此时，主控电路发送高电平脉冲到场效应管Q1的G极、场效应管Q1的S-G间电压小于开启电压，场效应管Q1关断，稳压芯片U9的VIN端与电源VDD断开连接，WIFI驱动芯片U8断电一段时间，待场效应管Q1的G极的脉冲信号变为低电平时，WIFI驱动芯片U8重新启动，重新与服务器建立连接，无需人工干预，降低了维护成本。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术电路原理框图；图2为本技术中无线通信电路原理图；图3为本技术中模拟量采集电路原理图；图4为本技术中RS485通信电路原理图；图5为本技术中CAN通信接口电路原理图；图6为本技术中以太网接口电路原理图；图中：1-无线通信电路，2-重启电路，3-模拟量采集电路，4-RS485通信电路，5-CAN通信接口电路，6-以太网接口电路。具体实施方式下面将结合本技术实施例，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，都涉及本技术保护的范围。如图1-图2所示，本实施例矿用供水和压风在线监测系统包括与服务器连接的多个通信分站，每个通信分站均与压力传感器、流量计连接，通信分站包括与主控电路连接的无线通信电路，无线通信电路包括依次连接的USB接口P6、WIFI驱动芯片U8和天线接口电路，USB接口P6的D-端和D+端均与主控电路连接，天线接口电路用于接收服务器发送的信号，还包括稳压芯片U9，稳压芯片U9的VIN端与USB接口P6的供电端连接，稳压芯片U9的VOUT端与WIFI驱动芯片U8的供电端连接，还包括重启电路，重启电路包括场效应管Q1，场效应管Q1的G极通过电阻R2与主控电路连接，场效应管Q1的S极连接电源VDD，场效应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.矿用供水和压风在线监测系统，其特征在于，包括与服务器连接的多个通信分站，每个所述通信分站均与压力传感器、流量计连接，所述通信分站包括与主控电路连接的无线通信电路(1)，所述无线通信电路(1)包括依次连接的USB接口P6、WIFI驱动芯片U8和天线接口电路，所述USB接口P6的D-端和D+端均与所述主控电路连接，所述天线接口电路用于接收服务器发送的信号，/n还包括稳压芯片U9，所述稳压芯片U9的VIN端与所述USB接口P6的供电端连接，所述稳压芯片U9的VOUT端与所述WIFI驱动芯片U8的供电端连接，/n还包括重启电路(2)，所述重启电路(2)包括场效应管Q1，所述场效应管Q1的G极通过电阻R2与所述主控电路连接，所述场效应管Q1的S极连接电源VDD，所述场效应管Q1的G极和S极之间连接电阻R2，所述场效应管Q1的D极与所述稳压芯片U9的VIN端连接。/n

【技术特征摘要】
1.矿用供水和压风在线监测系统，其特征在于，包括与服务器连接的多个通信分站，每个所述通信分站均与压力传感器、流量计连接，所述通信分站包括与主控电路连接的无线通信电路(1)，所述无线通信电路(1)包括依次连接的USB接口P6、WIFI驱动芯片U8和天线接口电路，所述USB接口P6的D-端和D+端均与所述主控电路连接，所述天线接口电路用于接收服务器发送的信号，
还包括稳压芯片U9，所述稳压芯片U9的VIN端与所述USB接口P6的供电端连接，所述稳压芯片U9的VOUT端与所述WIFI驱动芯片U8的供电端连接，
还包括重启电路(2)，所述重启电路(2)包括场效应管Q1，所述场效应管Q1的G极通过电阻R2与所述主控电路连接，所述场效应管Q1的S极连接电源VDD，所述场效应管Q1的G极和S极之间连接电阻R2，所述场效应管Q1的D极与所述稳压芯片U9的VIN端连接。


2.根据权利要求1所述的矿用供水和压风在线监测系统，其特征在于，所述通信分站还包括模拟量采集电路(3)，所述模拟量采集电路(3)包括依次连接的AD转换芯片U1和隔离芯片U2，所述AD转换芯片U1的输入端用于与多路传感器一连接，所述隔离芯片U2的SCL2端和SDA2端与所述主控电路连接。


3.根据权利要求1所述的矿用供水和压风在线监测系统，其特征在于，还包括RS485通信电路(4)，所述RS485通信电路(4)包括电路结构相同的多路，其中一路包括RS485接口芯片U4，所述RS485接口芯片U4的RXD端和TXD端均与所述主控电路连接，所述RS485接口芯片U4的A端和B端用于与传感器二连接，
所述RS485接口芯片U4的A端通过电阻R53连接电源3V3_D，所述RS485接口芯片U4的B端通过电阻R45接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凤翔，王晓坤，杨杰，王新蕾，任瑞敬，陈巧宇，
申请(专利权)人：唐山大方汇中仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13