一种基于CAN总线通信的矿用管道气体成分监控警报系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于CAN总线通信的矿用管道气体成分监控警报系统,该系统包括一组移动警报设备，矿井环境传感网络，移动设备和基站Wi

【技术实现步骤摘要】
一种基于CAN总线通信的矿用管道气体成分监控警报系统


[0001]专利技术涉及矿井有害气体报警，尤其涉及一种基于CAN总线通信的矿用管道气体成分监控警报系统。

技术介绍

[0002]煤矿安全监控系统是主要用来监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氧气浓度、硫化氢浓度、矿尘浓度、风速、风压、湿度、温度、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主要风机开停等功能的系统。
[0003]CAN采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作，具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN
‑
bus上，形成多主机局部网络。一方面,具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点。；另一方面，能在相对较大的距离间进行较高位速率的数据通信。本系统是由上位机对多个并列的承压锅炉监控单元进行控制管理,各监控单元之间要进行快速的数据传输。
[0004]现有技术当中的矿用管道监控系统采样的数据比较的固定,不便添加其他相关的数据采集装置,同时不能兼容第三方传感器信号接入，可靠性低,不能实现远程的数据传输,因此亟需研发一种基于CAN总线通信的矿用管道气体分布式监控系统。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术存在的缺点与不足,本专利技术提供一种基于CAN总线通信的矿用管道气体成分监控警报系统。
[0006]为解决上述技术问题,根据本专利技术的一个方面,能够系统提供了多种采样接口,便于及时的添加相关的数据采集装置,能更好的兼容第三方传感器信号接入，同时便于实现数据的远程传输。本专利技术提供了如下技术方案:
[0007]一种基于CAN总线通信的矿用管道气体成分监控警报系统，该系统包括一组移动警报设备，矿井环境传感网络，移动设备和基站Wi
‑
Fi接收设备，基站集群控制器、数字通信系统；
[0008]作为本专利技术所述的基于CAN总线通信的矿用管道气体分布式监控系统的一种优选方案,其中:所述系统包括地面和地下路由器、移动警报设备的信号分析器，每个移动设备额外包含一个定位单元，以确定其相对于基站的位置，基本的信息收集站安装在矿井的输出中，每个输出点至少有两个基站的移动警报设备接收到信号。
[0009]作为本专利技术所述的基于CAN总线通信的矿用管道气体分布式监控系统的一种优选方案,其中:所述通信系统具有CAN总线和两个通过该CAN总线的辅助连接的设备；
[0010]作为本专利技术所述的基于CAN总线通信的矿用管道气体分布式监控系统的一种优选方案,其中:所述设备具有CAN控制单元、异步串行通信(ASC)接口单元和交换机，该CAN控制单元适用于以第一传输方式进行传输，在第一物理协议的帮助下，CAN数据通过CAN总线传输，该异步、串行通信接口单元或ASC接口单元适用于以第二种传输方式传输，ASC数据帧在
第二物理协议的帮助下通过CAN总线；
[0011]优选地，交换机设计为在第一传输模式和所述第二传输模式之间进行切换，其功能是在所述设备和至少一个其他设备之间有效的至少一个协议，作为在第一装置和第二装置之间有效的协议的功能，通过开关电路将第一装置在第一传送模式和第二传送模式之间切换，在所述第一个预定义交换时间窗口中，第一设备从所述第一传输模式切换到所述第二传输模式，在第二个预定义交换窗口中，第一设备从第二传输模式切换到第一传输模式。
[0012]作为本专利技术所述的基于CAN总线通信的矿用管道气体分布式监控系统的一种优选方案,其中:所述第一装置配置，当以第一传输方式传输时,控制单元的第一个设备传输数据帧可以在CAN总线使用第一总线时钟脉冲在一个多元化的预定义的TTCAN时间窗口发生周期性循环,根据第一和第二循环的预定义的开关时间窗口周期性发生；当以第二传输模式传输时，第一设备的异步串行通信(ASC)接口单元使用高于第一总线时钟脉冲的第二总线时钟脉冲通过CAN总线传输ASC数据帧。
[0013]作为本专利技术所述的基于CAN总线通信的矿用管道气体分布式监控系统的一种优选方案,其中:所述CAN控制单元，配置为以第一传输模式在多个周期中周期性发生的多个预定义TTCAN时间窗中使用第一物理协议通过CAN总线传输CAN数据帧；
[0014]优选地，异步串行通信(ASC)接口单元，配置为使用第二种物理协议在CAN总线上以第二种传输模式传输ASC数据帧；
[0015]优选地，适合于在第一传输模式和第二传输模式之间切换的开关，作为协议的功能，在至少两个设备中的至少一个和至少两个设备中的至少另一个之间有效，其中在第一个预定义交换时间窗口中，预定义数量的设备从第一传输模式切换到所述第二传输模式，在第二个预定义交换窗口中，预定义数量的设备从所述第二传输模式切换到第一传输模式；
[0016]优选地，第一和第二预定义切换时间窗根据TTCAN时间窗的多个周期周期性地发生；
[0017]优选地，控制单元被配置为在CAN总线传输数据帧可以在第一个使用第一总线时钟脉冲传输方式,ASC接口单元被配置为在CAN总线上传输ASC数据帧在第二个使用第二个总线时钟脉冲传输方式,第二总线时钟脉冲高于所述第一总线时钟脉冲。
[0018]作为本专利技术所述的基于CAN总线通信的矿用管道气体分布式监控系统的一种优选方案,其中:所述矿井环境传感网络包括传感器装置、报警装置、综合管制服务器、联系人终端。
[0019]作为本专利技术所述的基于CAN总线通信的矿用管道气体分布式监控系统的一种优选方案,其中:所述传感器(110)具备多个传感器设备，这些传感器设备包括一氧化碳传感器、硫化氢传感器、二氧化氮传感器、二氧化硫传感器、氨气传感器、氢气传感器，为了辨别室内设施物内部空间的空气质量及有害气体的发生与否，实时测量空气质量和多种气体浓度；
[0020]优选地，传感器(110)通过CAN总线将测定的空气质量测量信息和气体浓度信息传送到警报装置(130)，传感装置(110)在管道内设置多个，在这种情况下，每一个传感装置(110)都带有一个可识别的信息，由一个报警装置(130)来确定其位置。
[0021]作为本专利技术所述的基于CAN总线通信的矿用管道气体分布式监控系统的一种优选方案,其中:所述警报系统(130)可对管道内气体质量及有害气体的产生进行实时监测，警
报系统(130)可实时接收来自传感器(110)的空气质量及气体浓度数据，以判断在一段时间内(例如数十秒至数分钟)的空气质量及气体浓度状况。警报装置(130)是根据空气质量和气体浓度的状态，以安全、注意、警报及躲避等进行危险性等级的警报。报警装置(130)使用警告音或语音信息引导或报警。此时，报警装置(130)会输出不同频率的报警音或语音信息，以提示或报警；
[0022]优选地，判别的状态是安全状态的情况下，不输出警报音或者声音信息，警报及躲避状态下越要加大警报音或者声音信息的输出强度来提示或警报；
[0023]优选地，警报装置(130)通过CAN总线向综合管制服务器(150)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于CAN总线通信的矿用管道气体成分监控警报系统，其特征在于,该系统包括一组移动警报设备，矿井环境传感网络，移动设备和基站Wi
‑
Fi接收设备，基站集群控制器、数字通信系统；所述的系统包括地面和地下路由器、移动警报设备的信号分析器，每个移动设备额外包含一个定位单元，以确定其相对于基站的位置，基本的信息收集站安装在矿井的输出中，每个输出点至少有两个基站的移动警报设备接收到信号。2.如权利要求1所述的一种基于CAN总线通信的矿用管道气体成分监控警报系统，其特征在于，该通信系统具有CAN总线和两个通过该CAN总线的辅助连接的设备；所述的设备具有CAN控制单元、异步串行通信(ASC)接口单元和交换机，该CAN控制单元适用于以第一传输方式进行传输，在第一物理协议的帮助下，CAN数据通过CAN总线传输，该异步、串行通信接口单元或ASC接口单元适用于以第二种传输方式传输，ASC数据帧在第二物理协议的帮助下通过CAN总线；所述交换机设计为在第一传输模式和所述第二传输模式之间进行切换，其功能是在所述设备和至少一个其他设备之间有效的至少一个协议，作为在第一装置和第二装置之间有效的协议的功能，通过开关电路将第一装置在第一传送模式和第二传送模式之间切换，在所述第一个预定义交换时间窗口中，第一设备从所述第一传输模式切换到所述第二传输模式，在第二个预定义交换窗口中，第一设备从第二传输模式切换到第一传输模式。3.如权利要求2所述的一种基于CAN总线通信的矿用管道气体成分监控警报系统，其特征在于：所述的，第一装置配置，当以第一传输方式传输时,控制单元的第一个设备传输数据帧可以在CAN总线使用第一总线时钟脉冲在一个多元化的预定义的TTCAN时间窗口发生周期性循环,根据第一和第二循环的预定义的开关时间窗口周期性发生；当以第二传输模式传输时，第一设备的异步串行通信(ASC)接口单元使用高于第一总线时钟脉冲的第二总线时钟脉冲通过CAN总线传输ASC数据帧。4.如权利要求3所述的一种基于CAN总线通信的矿用管道气体成分监控警报系统，其特征在于，CAN控制单元，配置为以第一传输模式在多个周期中周期性发生的多个预定义TTCAN时间窗中使用第一物理协议通过CAN总线传输CAN数据帧；所述的异步串行通信(ASC)接口单元，配置为使用第二种物理协议在CAN总线上以第二种传输模式传输ASC数据帧；所述的适合于在第一传输模式和第二传输模式之间切换的开关，作为协议的功能，在至少两个设备中的至少一个和至少两个设备中的至少另一个之间有效，其中在第一个预定义交换时间窗口中，预定义数量的设备从第一传输模式切换到所述第二传输模式，在第二个预定义交换窗口中，预定义数量的设备从所述第二传输模式切换到第一传输模式；所述第一和第二预定义切换时间窗根据TTCAN时间窗的多个周期周期性地发生；所述控制单元被配置为在CAN总线传输数据帧可以在第一个使用第一总线时钟脉冲传输方式,ASC接口单元被配置为在CAN总线上传输ASC数据帧在第二个使用第二个总线时钟脉冲传输方式,第二总线时钟脉冲高于所述第一总线时钟脉冲。5.如权利要求1所述的一种基于CAN总线通信的矿用管道气体成分监控警报系统，特征在于：所述的，矿井环境传感网络包括传感器装置、报警装置、综合管制服务器、联系人终端。
6.如权利要求5所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱婕，徐刚，贾群，苗磊，刘团结，
申请(专利权)人：淮南师范学院，
类型：发明
国别省市：