本发明专利技术公开了一种多层异构工控网络融合技术下的矿井机车监控系统，包括有本安电源模块，网关模块，以及分别与网关模块通讯连接的动态信号机模块、车载信号机模块、转辙机模块、计轴器模块。本发明专利技术安装便捷、价格低廉、工作可靠，是一种全局协调控制的多级网络矿井机车运输监控系统，能够适应数字化矿井行业发展的需求。
【技术实现步骤摘要】
【技术保护点】
１．多层异构工控网络融合技术下的矿井机车监控系统，其特征在于：包括有本安电源模块，与井上服务器通过以太网通讯连接的网关模块，以及分别与网关模块通过ＣＡＮ总线通讯连接的动态信号机模块、车载信号机模块、转辙机模块、计轴器模块；所述本安电源模块输送本安电源至所述动态信号机模块、车载信号机模块、转辙机模块、计轴器模块，本安电源模块包括供电模块、多路输出模块、电池组、电池保护模块、电源控制模块，所述输出模块分别与供电模块电连接，供电模块实现ＡＣ／ＤＣ开关电源转换，输出模块实现ＤＣ／ＤＣ开关电源转换，所述电池组与输出模块电连接，电池组多组串用作为备用电源，所述电池保护模块对电池组进行电池电压检测、断电控制，电池保护模块与电池组封装在一起成为本安部件，所述电源控制模块包括ＭＣＵ，电源控制模块与供电模块、输出模块电连接，电源控制模块通过Ｌｉｎ总线与网关通讯；所述网关模块实现以太网和ＣＡＮ总线之间的异构网络的互联，网关模块包括ＭＣＵ主控板，ＳＰＩ－ＣＡＮ转接板，Ｓｗｉｔｃｈ连接板和底座板，所述底座板带ＭＣＵ主控板接口、ＳＰＩ－ＣＡＮ转接板接口、Ｓｗｉｔｃｈ连接板接口和电源接口，所述ＭＣＵ主控板、ＳＰＩ－ＣＡＮ转接板、Ｓｗｉｔｃｈ连接板分别接入底座板上各自对应的接口并通过底座板连接在井下工作面，所述底座板的电源接口接外部电源并供电至ＭＣＵ主控板，ＳＰＩ－ＣＡＮ转接板，Ｓｗｉｔｃｈ连接板，所述ＭＣＵ主控板包括１６位Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ处理器，及分别接入１６位Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ处理器的以太网接口、时钟芯片、电平转换芯片、ＳＰＩ口，ＭＣＵ主控板通过以太网口与Ｓｗｉｔｃｈ板通讯连接，ＭＣＵ主控板通过ＳＰＩ口和ＳＰＩ－ＣＡＮ转接板通信，所述ＳＰＩ－ＣＡＮ转接板包括ＣＡＮ控制器和ＣＡＮ收发器，所述ＣＡＮ控制器和ＣＡＮ收发器之间通过光电隔离器隔开，ＳＰＩ－ＣＡＮ转接板的ＣＡＮ控制器和ＣＡＮ收发器通过ＣＡＮ总线与所述动态信号机模块、车载信号机模块、转辙机模块、计轴器模块通讯连接，所述Ｓｗｉｔｃｈ连接板包括ＨＵＢ控制器芯片ＩＰ１７８ＣＨ、网络变压器，所述ＭＣＵ主控板通过Ｓｗｉｔｃｈ连接板接入以太网；所述动态信号机模块安装在井下轨道岔道处，动态信号机模块包括ＣＰＵ、电源模块，以及接入ＣＰＵ的ＣＡＮ模块、ＺｉｇＢｅｅ模块、信号显示灯，所述电源模块供电至ＣＰＵ、ＣＡＮ模块、ＺｉｇＢｅｅ模块和信号显示灯，电源模块包括电源、与电源电连接的电压转换芯，所述ＣＡＮ模块包括ＣＡＮ总线驱动器芯片及其外围电路，所述动态信号机模块通过其ＣＡＮ模块接入ＣＡＮ总线与网关模块通讯，所述ＺｉｇＢｅｅ模块包括无线射频芯片及其外围电路，所述动态信号机模块通过其ＺｉｇＢｅｅ模块与所述车载信号机模块无线通信；所述车载信号机模块安装在井下机车上，车载信号机模块采用ＰＩＣ１８Ｆ４６８０为主控制芯片控制电源模块、语音模块、电压采集模块、信号显示电路、速度传感器接口、ＺｉｇＢｅｅ模块；所述电源模块采用ＬＭ２５７５芯片将外部提供的１２Ｖ转换为３．３Ｖ供至所述语音模块、电压采集模块、信号显示电路、速度传感器接口、ＺｉｇＢｅｅ接口，所述语音模块实现语音播放，语音模块包括语音芯片，接入语音芯片的喇叭、功放芯片，所述信号显示电路实现信号显示，所述电压采集模块采用ＡＤ转换得到电压值，信号显示电路包括达林顿功放三极管集成芯片、接入达林顿功放三极管集成芯片的ＬＥＤ发光，所述ＺｉｇＢｅｅ模块包括无线射频芯片及其外围电路，所述车载信号机通过其ＺｉｇＢｅｅ模块与动态信号机模块实现无线通信；所述转辙机模块安装在井下轨道岔道处，转辙机模块包括电源模块，８位Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ处理器，以及接入８位Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ处理器的ＣＡＮ收发器、译码器、光电隔离器、固态继电器，所述电源模块供电至８位Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ处理器的ＣＡＮ收发器、译码器、光电隔离器、固态继电器，所述转辙机模块通过其ＣＡＮ收发器接入ＣＡＮ总线与网关模块通讯；所述计轴器模块安装在井下轨道侧部，计轴器模块包括８位Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ处理器，接入８位Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ处理器的、ＣＡＮ收发器、电源转换芯片、多个计轴传感器，所述计轴传感器分别通过计轴器信号放大电路接入８位Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ处理器中，所述计轴器模块通过ＣＡＮ收发器接入ＣＡＮ总线与网关模块通讯。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩江洪，张建军，魏臻，陆阳，卫星，魏振春，刘国田，史久根，莫徐良，夏凤仙，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：34
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