基于无线网络的矿用甲烷传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于无线网络的矿用甲烷传感器，包括由型号为LPC2132的单片机构成的中央控制模块，以及与中央控制模块电连接的由三个并联的按键构成的键盘模块，数码显示模块，红外线遥控接收模块，通讯模块，无线网络模块，信号采集模块，输出模块，电源转换模块。本实用新型专利技术采用新型高性能ARM7系列32位低功耗CPU为控制核心，使得装置具有外围电路简单、可靠性高等特点。采用了红外遥控功能，使得人机对话更为方便。使用无线网络的矿用甲烷传感器与安全监控分站的数据交换更为简单。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子传感器领域，具体为一种基于无线网络的矿用甲烷传感器。
技术介绍
普通的矿用甲烷传感器功能和联机接口比较单一。在和安全监控系统进行系统组合的时候及其不方便，普通的甲烷的接口没有无线网络功能，必须使用电缆进行连接，让施工和搬移的过程多要带着大量的线缆来进行操作，给施工带来极大的不方便。没有红外遥控功能，参数设定比较繁琐。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于无线网络的矿用甲烷传感器，以解决现有技术的甲烷传感器接口单一，通讯不便的问题。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案为:基于无线网络的矿用甲烷传感器，其特征在于:包括由型号为LPC2132的单片机5U1构成的中央控制模块，所述单片机5U1的第57引脚接有由型号为MAX706构成的复位芯片4U2，所述复位芯片4U2的第7引脚与单片机5U1的第57引脚连接；所述单片机5U1的第23、27引脚接有由型号为CAT24C01构成的数据存储芯片4U1，所述数据存储芯片4U1的第5、6引脚分别与单片机5U1的第27、23引脚一一对应连接；所述单片机5U1的第8 10引脚接有由三个并联的按键K1 、K2、K3构成的键盘模块，所述键盘模块的三个按键K1、K2、K3分别与单片机5U1的第10、9、8引脚一一对应连接；所述单片机5U1的第13 16引脚接有数码显示模块，所述数码显示模块包括两个数码管3S1、3S2，以及四个三极管3V1 3V4，其中三极管3V4的集电极与数码管3S2的第6引脚连接，三极管3V1、3V2、3V3的集电极分别与数码管3S1的第12、第9、第8引脚一一对应连接，所述三极管3V1 3V4的基极分别通过电阻与单片机5U1的第16、15、14、13引脚——对应连接；所述单片机5U1的第45、46、47引脚上接有红外线遥控接收模块，所述红外线遥控接收模块包括型号为BL9149的红外解码芯片10U1，所述红外解码芯片IOUl的第1、16引脚分别与一个三极管的集电极、发射极一一对应连接，红外解码芯片IOUl的第3、4、5引脚上分别连接有一个型号为4069的反向器，所述反向器的输出端分别与单片机5U1的第45、46、47引脚一一对应连接；所述单片机5U1的第20、22、40引脚接有通讯模块，所述通讯模块由型号为SP3485的通讯芯片6U1构成，所述通讯芯片6U1的第1、4引脚分别与单片机5U1的第20、22引脚一一对应连接，通讯芯片6U1的第2、3引脚分别接至单片机5U1的第40引脚；所述单片机5U1的第52、53、55、56引脚上接有由型号为nrf2401的无线网络芯片IC4构成的无线网络模块，所述无线网络芯片IC4的四个接入端分别与单片机5U1的52、53、55、56引脚一一对应连接；所述单片机5U1的第11引脚上接有信号采集模块，所述信号采集模块包括电化学式甲烷探头WASHI，所述电化学式甲烷探头WASHI的两路输出端分别通过导线接入一个运算放大器UlC的正、负输入端，所述运算放大器UlC的输出端通过电阻与单片机5U1的第11引脚连接；所述单片机5U1的第4、54、33、34引脚接有输出模块，所述输出模块包括两路分别由光耦合器9U1、 9U2，三极管9V1、9V2构成的信号输出电路，两个光耦合器的输出端分别与单片机5U1的第 33、34引脚一一对应连接，光耦合器的输出端分别与各自对应的三极管的基极连接，两个三极管的集电极分别接入与外部上位机连接的连接器J2，输出模块还包括两个三极管8V1、 8V2构成的控制输出电路，其中三极管8V1的基极通过电阻8R1与单片机5U1的第54引脚连接，三极管8V1的集电极连接至同外部上位机连接的连接器J1，另一个三极管8V2的集电极通过电阻8R3与单片机5U1的第4引脚连接，三极管8V2的集电极通过继电器与所述连接器Jl连接；还包括有电源转换模块，所述电源转换模块包括型号为LM2575的开关电源芯片1U1，以及型号为SPX117的稳压芯片2U，所述开关电源芯片IUl的第I引脚与外部电源连接，开关电源芯片IUl的第2引脚与稳压芯片2U的第3引脚连接，所述稳压芯片2U的第 2引脚作为输出引脚给各模块供电。采用新型高性能ARM7系列32位低功耗CPU为控制核心，使得装置具有外围电路简单、可靠性高等特点。采用了红外遥控功能，使得人机对话更为方便。使用无线网络的矿用甲烷传感器与安全监控分站的数据交换更为简单，给安全监控系统的组合带来了极大的方便和奠定了基础，能把当前的甲烷实时浓度更为容易的上传到监控站。所有数据传输接线简单、便于维护。本技术的有益效果为: O1、采用32位ARM7内核系列的中央处理器，性能高，处理速度快，外围电路简洁可2、采用数码显示，人机对话好，显示信息丰富，操作简单。3、使用无线网络无需单独另外铺设通讯线路，施工方便。4、无线网络信息传输量大、距离远、通讯更可靠。5、监控中央软件可以从监测分站获取井下任意位置的甲烷浓度。6、采用红外遥控提供了良好的人机交互。7、无线方面采用集成度高、体积小的专用芯片，硬件自动解码和校验。8、双路本安电源保证了煤矿产品安全要求。附图说明图1为中央控制模块电路图。图2为键盘模块电路图。图3为红外线遥控接收模块电路图。图4为数码显示模块电路图。图5为电源转换模块电路图。图6为通讯 模块电路图。图7为无线网络模块电路图。图8为信号采集模块电路图。图9为输出模块电路图。具体实施方式如图1 9所示。基于无线网络的矿用甲烷传感器，包括由型号为LPC2132的单片机5U1构成的中央控制模块，单片机5U1的第57引脚接有由型号为MAX706构成的复位芯片4U2，复位芯片4U2的第7引脚与单片机5U1的第57引脚连接；单片机5U1的第23、27 引脚接有由型号为CAT24C01构成的数据存储芯片4U1，数据存储芯片4U1的第5、6引脚分别与单片机5U1的第27、23引脚一一对应连接；单片机5U1的第8 10引脚接有由三个并联的按键K1、K2、K3构成的键盘模块，键盘模块的三个按键Κ1、Κ2、Κ3分别与单片机5U1的第10、9、8引脚一一对应连接；单片机5U1的第13 16引脚接有数码显示模块，数码显示模块包括两个数码管3S1、3S2，以及四个三极管3V1 3V4，其中三极管3V4的集电极与数码管3S2的第6引脚连接，三极管3V1、3V2、3V3的集电极分别与数码管3S1的第12、第9、第 8引脚——对应连接，三极管3V1 3V4的基极分别通过电阻与单片机5U1的第16、15、14、 13引脚一一对应连接；单片机5U1的第45、46、47引脚上接有红外线遥控接收模块，红外线遥控接收模块包括型号为BL9149的红外解码芯片IOUl，红外解码芯片IOUl的第1、16引脚分别与一个三极管的集电极、发射极一一对应连接，红外解码芯片IOUl的第3、4、5引脚上分别连接有一个型号为4069的反向器10U2A、10U2B、10U2C，反向器10U2A、10U2B、10U2C 的输出端分别与单片机5U1的第45、46、47引脚一一对应连接；单片机5U1的第20、22、40 引脚接有通讯模块，通讯模块由型号为SP3485的通讯芯片6U1构成，通讯芯片6U1的第1、 4引本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于无线网络的矿用甲烷传感器，其特征在于：包括由型号为LPC2132的单片机5U1构成的中央控制模块，所述单片机5U1的第57引脚接有由型号为MAX706构成的复位芯片4U2，所述复位芯片4U2的第7引脚与单片机5U1的第57引脚连接；所述单片机5U1的第23、27引脚接有由型号为CAT24C01构成的数据存储芯片4U1，所述数据存储芯片4U1的第5、6引脚分别与单片机5U1的第27、23引脚一一对应连接；所述单片机5U1的第8～10引脚接有由三个并联的按键K1、K2、K3构成的键盘模块，所述键盘模块的三个按键K1、K2、K3分别与单片机5U1的第10、9、8引脚一一对应连接；所述单片机5U1的第13～16引脚接有数码显示模块，所述数码显示模块包括两个数码管3S1、3S2，以及四个三极管3V1～3V4，其中三极管3V4的集电极与数码管3S2的第6引脚连接，三极管3V1、3V2、3V3的集电极分别与数码管3S1的第12、第9、第8引脚一一对应连接，所述三极管3V1～3V4的基极分别通过电阻与单片机5U1的第16、15、14、13引脚一一对应连接；所述单片机5U1的第45、46、47引脚上接有红外线遥控接收模块，所述红外线遥控接收模块包括型号为BL9149的红外解码芯片10U1，所述红外解码芯片10U1的第1、16引脚分别与一个三极管的集电极、发射极一一对应连接，红外解码芯片10U1的第3、4、5引脚上分别连接有一个型号为4069的反向器，所述反向器的输出端分别与单片机5U1的第45、46、47引脚一一对应连接；所述单片机5U1的第20、22、40引脚接有通讯模块，所述通讯模块由型号为SP3485的通讯芯片6U1构成，所述通讯芯片6U1的第1、4引脚分别与单片机5U1的第20、22引脚一一对应连接，通讯芯片6U1的第2、3引脚分别接至单片机5U1的第40引脚；所述单片机5U1的第52、53、55、56引脚上接有由型号为nrf2401的无线网络芯片IC4构成的无线网络模块，所述无线网络芯片IC4的四个接入端分别与单片机5U1的52、53、55、56引脚一一对应连接；所述单片机5U1的第11引脚上接有信号采集模块，所述信号采集模块包括电化学式甲烷探头WASHI，所述电化学式甲烷探头WASHI的两路输出端分别通过导线接入一个运算放大器U1C的正、负输入端，所述运算放大器U1C的输出端通过电阻与单片机5U1的第11引脚连接；所述单片机5U1的第4、54、33、34引脚接有输出模块，所述输出模块包括两路分别由光耦合器9U1、9U2，三极管9V1、9V2构成的信号输出电路，两个光耦合器的输出端分别与单片机5U1的第33、34引脚一一对应连接，光耦合器的输出端分别与各自对应的三极管的基极连接，两个三极管的集电极分别接入与外部上位机连?接的连接器J2，输出模块还包括两个三极管8V1、8V2构成的控制输出电路，其中三极管8V1的基极通过电阻8R1与单片机5U1的第54引脚连接，三极管8V1的集电极连接至同外部上位机连接的连接器J1，另一个三极管8V2的集电极通过电阻8R3与单片机5U1的第4引脚连接，三极管8V2的集电极通过继电器与所述连接器J1连接；还包括有电源转换模块，所述电源转换模块包括型号为LM2575的开关电源芯片1U1，以及型号为SPX117的稳压芯片2U，所述开关电源芯片1U1的第1引脚与外部电源连接，开关电源芯片1U1的第2引脚与稳压芯片2U的第3引脚连接，所述稳压芯片2U的第2引脚作为输出引脚给各模块供电。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨同学，刘正怀，
申请(专利权)人：淮南启迪电子有限公司，杨同学，刘正怀，
类型：实用新型
国别省市：