專利名稱：礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，特別涉及一種礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器。( 二)、背景技術(shù)在現(xiàn)有的煤礦礦井通信技術(shù)中，通信主要形式有動力載波通信、 漏泄無線通信和感應(yīng)通信等，它們在應(yīng)用方面都存在很多缺點，如抗干擾性能差、系統(tǒng)造 價昂貴且離開覆蓋區(qū)域(采煤工作面)就不起作用，使用情況普遍不好。炮采工作面由于 每天放炮而無法架線，工作面內(nèi)部沒有能發(fā)出停止和啟動刮板輸送機信號的裝置，炮采工 作面至今仍采用擺動礦燈、人力喊話等比較原始的方法進(jìn)行通信，在緊急情況下，如不能及 時有效停止設(shè)備運轉(zhuǎn)，將造成安全隱患。《煤礦安全規(guī)程》第七十二條明確規(guī)定采煤工作面刮板運輸機必須安設(shè)能發(fā)出停 止與啟動信號的裝置，發(fā)出信號點的距離不得超過十五米。但由于受科技條件和惡劣環(huán)境 的影響，目前國內(nèi)大多的煤礦采煤工作面不能達(dá)到該規(guī)定，因而時常有設(shè)備損壞、人員傷亡 等事故發(fā)生，嚴(yán)重影響了采煤工作面的安全生產(chǎn)，制約了煤礦的發(fā)展。因此，解決工作面運 輸機信號通信的問題，成為當(dāng)前急需解決的問題。
(三)、實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種抗干擾能力強、功 耗小、成本低的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器。本實用新型的技術(shù)方案一種礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，含有殼體、微處理器、無線收發(fā)器、電源模塊，還含 有信號產(chǎn)生模塊，信號產(chǎn)生模塊的輸出端與微處理器的輸入口連接，微處理器與無線收發(fā) 器之間通過串行口通訊，無線收發(fā)器的型號為SF6135-B01，電源模塊含有穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器的 輸出端與微處理器、無線收發(fā)器、信號產(chǎn)生模塊的電源端連接。信號產(chǎn)生模塊含有運算放大器，運算放大器的反相輸入端通過電阻與礦燈接口中 的燈頭線連接，燈頭線通過采樣電阻接地，運算放大器的輸出端通過電阻與微處理器的模 數(shù)轉(zhuǎn)換輸入口連接。燈頭電流在采樣電阻上產(chǎn)生的壓降經(jīng)過運算放大器放大100倍后輸 出，再經(jīng)微處理器采樣后，快速判斷出不同的燈頭電流對應(yīng)的不同燈頭工作模式以及燈閃 動的次數(shù)，燈頭工作模式含有強光模式和弱光模式。在強光模式模式下，燈閃一下，微處理 器控制無線收發(fā)器發(fā)出停機信號，燈閃二下，微處理器控制無線收發(fā)器發(fā)出開機信號，燈閃 三下，微處理器控制無線收發(fā)器發(fā)出運輸機倒轉(zhuǎn)信號；在弱光模式下，燈閃二下，微處理器 控制無線收發(fā)器發(fā)出緊急停機信號。信號產(chǎn)生模塊還含有一定個數(shù)的發(fā)信按鍵，發(fā)信按鍵的一端與微處理器的輸入口 連接。在不同的燈頭工作模式下，按不同的發(fā)信按鍵，可發(fā)出不同的信號。微處理器的輸入/輸出口、復(fù)位口與微處理器編程接口連接，無線收發(fā)器的輸入/ 輸出口、串行口與無線收發(fā)器編程接口連接；穩(wěn)壓器含有穩(wěn)壓器U4和可控穩(wěn)壓器U5，可控 穩(wěn)壓器U5的控制端與微處理器的輸出口連接，穩(wěn)壓器U4和可控穩(wěn)壓器U5的輸入端與所述 礦燈接口中的電源線連接，穩(wěn)壓器U4的輸出端給微處理器和運算放大器供電，可控穩(wěn)壓器U5的輸出端給無線收發(fā)器供電；所述微處理器的輸出口通過三極管驅(qū)動蜂鳴器；微處理器 的輸出口通過兩個發(fā)光二極管分別與無線收發(fā)器的接收指示口和發(fā)送指示口連接；微處理 器的輸出口與無線收發(fā)器的復(fù)位口連接；微處理器的輸入/輸出口與無線收發(fā)器的串行口 連接。當(dāng)燈頭關(guān)閉時，微處理器檢測到燈頭電流為零，這時，微處理器的輸出口發(fā)出信號 到可控穩(wěn)壓器U5的控制端，使其輸出關(guān)斷，整個礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器進(jìn)入待機休眠狀 態(tài)，節(jié)省電源消耗，一旦微處理器檢測到燈頭電流進(jìn)入正常工作狀態(tài)，立即停止休眠，進(jìn)入 正常工作模式?；蛘撸盘柈a(chǎn)生模塊含有一定個數(shù)的發(fā)信按鍵，發(fā)信按鍵的一端與微處理器的輸 入口、穩(wěn)壓管的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管的正極接地。穩(wěn)壓管的作用是為了防止外接發(fā)信按鍵誤接 等因素產(chǎn)生的高電壓竄入微處理器端口燒毀微處理器。微處理器的輸出端通過三極管驅(qū)動繼電器的線圈，繼電器的線圈一端與三極管的 集電極連接，繼電器的線圈兩端并接有保護(hù)二極管，保護(hù)二極管的正極接三極管的集電極， 繼電器的觸點引出線與輸入/輸出端子連接；微處理器的輸入口連接有撥碼開關(guān)。撥碼開 關(guān)可設(shè)置不同的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器的地址，防止通信混亂；保護(hù)二極管起到抑制脈 沖反電動勢，防止在釋放繼電器時線圈產(chǎn)生的反電動勢電壓擊穿三極管。微處理器的輸入/輸出口、復(fù)位口與微處理器編程接口連接，無線收發(fā)器的輸入/ 輸出口、串行口與無線收發(fā)器編程接口連接；穩(wěn)壓器含有穩(wěn)壓器U8和穩(wěn)壓器U9，穩(wěn)壓器U8 的輸入端與所述輸入/輸出端子上的12V電源端連接，穩(wěn)壓器U8的輸出端與穩(wěn)壓器U9的 輸入端連接，穩(wěn)壓器U8的輸出給所述繼電器的線圈供電，穩(wěn)壓器U9的輸出給微處理器、無 線收發(fā)器供電；微處理器的輸出口分別連接兩個發(fā)光二極管；微處理器的輸入/輸出口與 無線收發(fā)器的串行口連接。微處理器Ul的型號為ATMEGA8，為了保證其可靠穩(wěn)定工作、防止溫度漂移，其時鐘 源選擇了有源恒溫晶振，晶振頻率為11. 059赫茲；運算放大器的型號為LMV358 ；穩(wěn)壓器U4 的型號為1117 ；可控穩(wěn)壓器TO的型號為3819 ；穩(wěn)壓器U8的型號為LM2576 ；穩(wěn)壓器U9的型 號為1117。經(jīng)過礦井中實際使用本實用新型后，每月每個工作面降低了事故時間24小時，每 月每個工作面提高單產(chǎn)3600噸，增加利潤6. 5萬元。本實用新型不僅可以用于采煤工作面刮板運輸機，還可用在井下皮帶運輸機、猴 車、無極繩絞車等各個領(lǐng)域。本實用新型的有益效果1、本實用新型含有微處理器和無線收發(fā)器SF6135-B01，無線收發(fā)器SF6135-B01 采用了一項新的無線技術(shù)協(xié)議，是一個開放性的無限通信標(biāo)準(zhǔn)，與其他類似技術(shù)相比較，具 有成本低、低功耗、體積小、抗干擾能力強、支持?jǐn)?shù)據(jù)混合傳輸?shù)葍?yōu)點，同時支持?jǐn)?shù)據(jù)、采用 FM調(diào)制方式，降低了設(shè)備的復(fù)雜性，特別適合礦井設(shè)備的使用。本實用新型安裝在礦燈或刮 板運輸裝置上后，可以在工作面內(nèi)部能隨時隨地發(fā)出停止和啟動刮板輸送機信號，還可以 緊急停機閉鎖刮板輸送機。2、本實用新型安裝在礦燈上時，根據(jù)輸入的燈頭電流幅度大小測算出燈頭的工作 電流，從而判斷礦燈處于強光或弱光模式，此種電路適用于多種礦燈，不破壞礦燈本身的防爆性，整個電路工作電流為本安電流，符合安全電流范圍。3、本實用新型解決了采煤工作面刮板運輸機無線開停信號的問題，填補了國內(nèi)目 前此類技術(shù)空白，解決了采煤工作面遇到危急情況緊急無線直接停機的問題，降低了工作 面設(shè)備和人身事故率，提高了采煤工作面運輸機安全開機率，工作面安全運輸有了可靠保障。


圖1為礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器的電路原理示意圖之一；圖2為礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器的電路原理示意圖之二。
具體實施方式
實施例一參見圖1，圖中，礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器含殼體、有微處理器U1、無線 收發(fā)器TO、電源模塊、信號產(chǎn)生模塊，信號產(chǎn)生模塊的輸出端與微處理器Ul的輸入口連接， 微處理器Ul與無線收發(fā)器TO之間通過串行口通訊，無線收發(fā)器U6的型號為SF6135-B01， 電源模塊含有穩(wěn)壓器U4和可控穩(wěn)壓器TO，穩(wěn)壓器U4的輸出端與微處理器U1、信號產(chǎn)生模 塊的電源端連接，可控穩(wěn)壓器U5的輸出端與無線收發(fā)器U6的電源端連接。信號產(chǎn)生模塊含有運算放大器U2，運算放大器U2的反相輸入端3通過電阻R4與 礦燈接口中的燈頭線連接，燈頭線通過采樣電阻R7接地，運算放大器U2的輸出端1通過電 阻R5與微處理器Ul的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入口 ADC6連接。燈頭電流在采樣電阻R7上產(chǎn)生的壓降 經(jīng)過運算放大器U2放大100倍后輸出，再經(jīng)微處理器Ul采樣后，快速判斷出不同的燈頭電 流對應(yīng)的不同燈頭工作模式以及燈閃動的次數(shù)，燈頭工作模式含有強光模式和弱光模式。 在強光模式模式下，燈閃一下，微處理器Ul控制無線收發(fā)器TO發(fā)出停機信號，燈閃二下，微 處理器Ul控制無線收發(fā)器U6發(fā)出開機信號，燈閃三下，微處理器Ul控制無線收發(fā)器U6發(fā) 出運輸機倒轉(zhuǎn)信號；在弱光模式下，燈閃二下，微處理器Ul控制無線收發(fā)器U6發(fā)出自動緊 急停機信號。信號產(chǎn)生模塊還含有4個發(fā)信按鍵Kl、K2、K3、K4，發(fā)信按鍵Kl、K2、K3、K4的一端 分別與微處理器Ul的輸入口 PBO、PD6、PD7、PD5連接。在不同的燈頭工作模式下，按不同 的發(fā)信按鍵，可發(fā)出不同的信號。微處理器Ul的端口 PB3、PB4、PB5、復(fù)位口 RESET與微處理器編程接口連接，無線 收發(fā)器U6的端口 RTS、SPI_WP、串行口 RXD、TXD與無線收發(fā)器編程接口連接；可控穩(wěn)壓器TO 的控制端C與微處理器Ul的輸出口 PB4連接，穩(wěn)壓器U4和可控穩(wěn)壓器U5的輸入端與礦燈 接口中的電源VCCl連接，穩(wěn)壓器U4的輸出端給微處理器Ul和運算放大器U2供電，可控穩(wěn) 壓器U5的輸出端給無線收發(fā)器U6供電；微處理器Ul的輸出口 PB3通過三極管Tl驅(qū)動蜂 鳴器BELL ；微處理器Ul的輸出口 PC3通過兩個發(fā)光二極管L1、L2分別與無線收發(fā)器TO的 接收指示口 R和發(fā)送指示口 T連接；微處理器Ul的輸出口 PC2與無線收發(fā)器U6的復(fù)位口 RESET連接；微處理器Ul的端口 PD1、PD0與無線收發(fā)器TO的串行口 TXD、RXD連接。當(dāng)燈頭關(guān)閉時，微處理器Ul檢測到燈頭電流為零，這時，微處理器Ul的輸出口發(fā)出信號到可控穩(wěn)壓器TO的控制端C，使其輸出關(guān)斷，整個礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器進(jìn)入待 機休眠狀態(tài)，節(jié)省電源消耗，一旦微處理器Ul檢測到燈頭電流進(jìn)入正常工作狀態(tài)，立即停止休眠，進(jìn)入正常工作模式。微處理器Ul的型號為ATMEGA8，為了保證其可靠穩(wěn)定工作、防止溫度漂移，其時鐘 源選擇了有源恒溫晶振U3，晶振頻率為11. 059赫茲；運算放大器U2的型號為LMV358 ；穩(wěn)壓 器U4的型號為1117 ；可控穩(wěn)壓器TO的型號為3819。實施例二 參見圖2，圖中，礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器含有殼體、微處理器U1、無線收發(fā)器TO、電源模塊、信號產(chǎn)生模塊，信號產(chǎn)生模塊的輸出端與微處理器Ul的輸入口連接， 微處理器Ul與無線收發(fā)器TO之間通過串行口通訊，無線收發(fā)器U6的型號為SF6135-B01， 電源模塊含有穩(wěn)壓器U8、U9，穩(wěn)壓器U8、U9的輸出端與微處理器U1、無線收發(fā)器TO、信號產(chǎn) 生模塊的電源端連接。信號產(chǎn)生模塊含有2個發(fā)信按鍵K5、K6，發(fā)信按鍵K5的一端與微處理器Ul的輸 入口 PD2、穩(wěn)壓管Wl的負(fù)極連接，發(fā)信按鍵K6的一端與微處理器Ul的輸入口 PB2、穩(wěn)壓管 W2的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管W1、W2的正極接地。穩(wěn)壓管W1、W2的作用是為了防止外接發(fā)信按鍵 誤接等因素產(chǎn)生的高電壓竄入微處理器Ul端口燒毀微處理器Ul。微處理器Ul的輸出端PD5、PD6分別通過三極管T2、T3驅(qū)動繼電器Jl、J2的線 圈，繼電器Jl、J2的線圈一端分別與三極管T2、T3的集電極連接，繼電器Jl、J2的線圈兩 端分別并接有保護(hù)二極管D1、D2，保護(hù)二極管D1、D2的正極分別接三極管T2、T3的集電極， 繼電器Jl、J2的觸點引出線與輸入/輸出端子連接；微處理器Ul的輸入口 PC0、PC1、PC2、 PC3、PC4、PC5、PD3、PD4連接有撥碼開關(guān)U7。撥碼開關(guān)U7可設(shè)置不同的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā) 控制器的地址，防止通信混亂；保護(hù)二極管Dl、D2起到抑制脈沖反電動勢，防止在釋放繼電 器Jl、J2時線圈產(chǎn)生的反電動勢電壓擊穿三極管T2、T3。微處理器Ul的端口 PB3、PB4、PB5、復(fù)位口 RESET與微處理器編程接口連接，無線 收發(fā)器的端口 RTS、SPI_WP、串行口 RXD、TXD與無線收發(fā)器編程接口連接；穩(wěn)壓器U8的輸入 端與輸入/輸出端子上的12V電源端連接，穩(wěn)壓器U8的輸出端與穩(wěn)壓器U9的輸入端連接， 穩(wěn)壓器U8的輸出給繼電器J1、J2的線圈供電，穩(wěn)壓器U9的輸出給微處理器U1、無線收發(fā)器 供電U6 ；微處理器Ul的輸出口 PBO、PBl分別連接兩個發(fā)光二極管L5、L6 ；微處理器Ul的 端口 PD1、PD0與無線收發(fā)器U6的串行口 TXD、RXD連接。微處理器Ul的型號為ATMEGA8，為了保證其可靠穩(wěn)定工作、防止溫度漂移，其時鐘 源選擇了有源恒溫晶振U3，晶振頻率為11. 059赫茲；穩(wěn)壓器U8的型號為LM2576 ；穩(wěn)壓器 U9的型號為1117。
權(quán)利要求一種礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，含有殼體、微處理器、無線收發(fā)器、電源模塊，其特征是還含有信號產(chǎn)生模塊，信號產(chǎn)生模塊的輸出端與微處理器的輸入口連接，微處理器與無線收發(fā)器之間通過串行口通訊，無線收發(fā)器的型號為SF6135-B01，電源模塊含有穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器的輸出端與微處理器、無線收發(fā)器、信號產(chǎn)生模塊的電源端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，其特征是所述信號產(chǎn)生模塊含 有運算放大器，運算放大器的反相輸入端通過電阻與礦燈接口中的燈頭線連接，燈頭線通 過采樣電阻接地，運算放大器的輸出端通過電阻與微處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，其特征是所述信號產(chǎn)生模塊還 含有一定個數(shù)的發(fā)信按鍵，發(fā)信按鍵的一端與微處理器的輸入口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，其特征是所述微處理器的輸入/ 輸出口、復(fù)位口與微處理器編程接口連接，無線收發(fā)器的輸入/輸出口、串行口與無線收發(fā) 器編程接口連接；所述穩(wěn)壓器含有穩(wěn)壓器U4和可控穩(wěn)壓器TO，可控穩(wěn)壓器TO的控制端與 微處理器的輸出口連接，穩(wěn)壓器U4和可控穩(wěn)壓器U5的輸入端與所述礦燈接口中的電源線 連接，穩(wěn)壓器U4的輸出端給微處理器和運算放大器供電，可控穩(wěn)壓器TO的輸出端給無線收 發(fā)器供電；所述微處理器的輸出口通過三極管驅(qū)動蜂鳴器；所述微處理器的輸出口通過兩 個發(fā)光二極管分別與無線收發(fā)器的接收指示口和發(fā)送指示口連接；微處理器的輸出口與無 線收發(fā)器的復(fù)位口連接；微處理器的輸入/輸出口與無線收發(fā)器的串行口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，其特征是所述微處理器的型號 為ATMEGA8 ；所述運算放大器的型號為LMV358 ；所述穩(wěn)壓器U4的型號為1117 ；所述可控穩(wěn) 壓器U5的型號為3819。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，其特征是所述信號產(chǎn)生模塊含 有一定個數(shù)的發(fā)信按鍵，發(fā)信按鍵的一端與微處理器的輸入口、穩(wěn)壓管的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管 的正極接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，其特征是所述微處理器的輸出 端通過三極管驅(qū)動繼電器的線圈，繼電器的線圈一端與三極管的集電極連接，繼電器的線 圈兩端并接有保護(hù)二極管，保護(hù)二極管的正極接三極管的集電極，繼電器的觸點引出線與 輸入/輸出端子連接；所述微處理器的輸入口連接有撥碼開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，其特征是所述微處理器的輸入 /輸出口、復(fù)位口與微處理器編程接口連接，無線收發(fā)器的輸入/輸出口、串行口與無線收 發(fā)器編程接口連接；所述穩(wěn)壓器含有穩(wěn)壓器U8和穩(wěn)壓器U9，穩(wěn)壓器U8的輸入端與所述輸 入/輸出端子上的12V電源端連接，穩(wěn)壓器U8的輸出端與穩(wěn)壓器U9的輸入端連接，穩(wěn)壓器 U8的輸出給所述繼電器的線圈供電，穩(wěn)壓器U9的輸出給微處理器、無線收發(fā)器供電；所述 微處理器的輸出口分別連接兩個發(fā)光二極管；微處理器的輸入/輸出口與無線收發(fā)器的串 行口連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器，其特征是所述微處理器的型號 為ATMEGA8 ；所述穩(wěn)壓器U8的型號為LM2576 ；所述穩(wěn)壓器U9的型號為1117。
專利摘要本實用新型涉及一種礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器；礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器含有殼體、微處理器、無線收發(fā)器、電源模塊、信號產(chǎn)生模塊，信號產(chǎn)生模塊的輸出端與微處理器的輸入口連接，微處理器與無線收發(fā)器之間通過串行口通訊，無線收發(fā)器的型號為SF6135-B01，信號產(chǎn)生模塊含有運算放大器，運算放大器的反相輸入端通過電阻與礦燈接口中的燈頭線連接，燈頭線通過采樣電阻接地，運算放大器的輸出端通過電阻與微處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換輸入口連接，信號產(chǎn)生模塊還可含有一定個數(shù)的發(fā)信按鍵，發(fā)信按鍵的一端與微處理器的輸入口、穩(wěn)壓管的負(fù)極連接，穩(wěn)壓管的正極接地；本實用新型提供了一種抗干擾能力強、功耗小、成本低的礦井無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控制器。
文檔編號G08C17/02GK201588656SQ20102004108
公開日2010年9月22日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者劉廣壇, 張志強, 張勝 申請人:劉廣壇;張志強