CN106292753A - 一种井下水位监控终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井下水位监控终端，包括若干水位传感器，所述水位传感器通过传感器控制模块将水位信号传输给集中器模块，所述集中器模块通过以太网将水位信息发送给上位机，所述传感器控制模块采用NuMicro M054LBN微控制器作为主控制器，该主控制器连接有最小系统模块、通信模块、人机交互模块和外围传感器模块，所述通信模块由RS‑485接口和GPIO接口组成，所述集中器模块采用LPC1768 微控制器作为主控制器，该LPC1768 微控制器连接有最小系统模块、人机交互模块和RS‑485接口，实现远程监测与自动控制的水位监控系统，采用以太网和 RS‑485接口的方式进行通信，网络速度快，集中器、传感器模块化的设计，方便安装调试以及后期维护，该系统设计方案、技术措施合理，抗干扰能力较强。
Description
技术领域
本发明涉及井下水位检测技术领域，具体为一种井下水位监控终端。
背景技术
煤矿生产过程中，经常可以见到地下水流入到巷道和工作面，这就是矿井水。矿井水灾，是煤矿常见的主要灾害之一，如果不及时把矿井水排放出去，井下生产就可能受到阻碍，井下安全就会得不到保障，严重者会造成重大事故，给人民的生命、国家的财产都带来了极大威胁。因此，井下排水就显得尤为重要。目前，少数煤矿安装了自动排水设备的矿井，由于所采用的自动排水系统与矿井实际情况相脱节，以及控制系统抗干扰弱，稳定性差，调试复杂等缺陷，导致系统运转不理想。所以，需要一套能够实时远程监测水位并自动控制排水系统。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种井下水位监控终端，基于 LPC1768 作为集中器，NuMicro M054LBN微控制器作为水位传感器的微控制器，通过以太网与上位机通信，将多点水位信息发送到上位机，实现远程监测与自动控制的水位监控系统，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种井下水位监控终端，包括若干水位传感器，所述水位传感器通过传感器控制模块将水位信号传输给集中器模块，所述集中器模块通过以太网将水位信息发送给上位机，所述传感器控制模块采用NuMicro M054LBN微控制器作为主控制器，该主控制器连接有最小系统模块、通信模块、人机交互模块和外围传感器模块，所述通信模块由RS-485接口和GPIO接口组成，所述集中器模块采用LPC1768微控制器作为主控制器，该LPC1768 微控制器也连接有最小系统模块、人机交互模块和RS-485接口。
作为本发明一种优选的技术方案，所述最小系统模块由电源模块、晶振、复位电路和JTAG接口组成。
作为本发明一种优选的技术方案，所述人机交互模块由蜂鸣器和LCD模块组成。
作为本发明一种优选的技术方案，所述NuMicro M054LBN微控制器外接有EEPROM存储器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：基于 LPC1768 作为集中器， NuMicroM054LBN微控制器作为水位传感器的微控制器，通过以太网与上位机通信，将多点水位信息发送到上位机，实现远程监测与自动控制的水位监控系统，采用以太网和 RS-485接口的方式进行通信，网络速度快，可靠性较好，集中器、传感器模块化的设计，方便安装调试以及后期维护，该系统设计方案、技术措施合理，抗干扰能力较强。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明传感器控制模块的结构示意图。
图3为本发明集中器模块的结构示意图。
图中：1-水位传感器；2-传感器控制模块；3-集中器模块；4-以太网；5-上位机；6-NuMicro M054LBN微控制器；7-最小系统模块；8-通信模块；9-人机交互模块；10-外围传感器模块；11-RS-485接口；12-GPIO接口；13-LPC1768 微控制器；14-电源模块；15-晶振；16-复位电路；17-JTAG接口；18-蜂鸣器；19-LCD模块；20-EEPROM存储器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种井下水位监控终端，包括若干水位传感器1，所述水位传感器1通过传感器控制模块2将水位信号传输给集中器模块3，所述集中器模块3通过以太网4将水位信息发送给上位机5，所述传感器控制模块2采用NuMicroM054LBN微控制器6作为主控制器，NuMicro M054LBN 微控制器6具有足够的 I/O 口，可进行多种传感器外接扩展，该主控制器连接有最小系统模块7、通信模块8、人机交互模块9和外围传感器模块10，所述通信模块8由RS-485接口11和GPIO接口12组成，所述集中器模块3采用LPC1768 微控制器13作为主控制器，该LPC1768 微控制器13连接有最小系统模块7、人机交互模块8和RS-485接口11，所述最小系统模块7由电源模块14、晶振15、复位电路16和JTAG接口17组成，所述人机交互模块8由蜂鸣器18和LCD模块19组成，所述NuMicro M054LBN微控制器6外接有EEPROM存储器20，基于 LPC1768 微控制器13作为集中器模块3， NuMicroM054LBN微控制器6作为水位传感器1的微控制器，通过以太网4与上位机5通信，将多点水位信息发送到上位机，实现远程监测与自动控制的水位监控系统，采用以太网4和 RS-485接口11的方式进行通信，网络速度快，可靠性较好，集中器、传感器模块化的设计，方便安装调试以及后期维护，该系统设计方案、技术措施合理，抗干扰能力较强。
监控原理：如图1所示，将多个水位传感器放置在水仓中的不同位置，通过循环扫描的方式不断收集水位高度的数据，将水位高度信息发送到水位传感器处的传感器控制模块，传感器控制模块通过RS-485接口将多点水位信息发送到集中器模块，再通过以太网发送到上位机并存入后台数据库，从而可以实时地远程观测水位信息并方便日后统计，水位传感器测量到的水位信息与传感器控制模块设定的警戒水位进行对比，如果水仓内的水位低于警戒水位，则继续监测水位；当水位高于警戒水位时，传感器控制模块触发声光报警，并通过GPIO接口控制阀门控制器将水位调整到警戒水位以下，同时将报警信息发送到上位机；
以上过程中，如果有传感器发生故障或水位数据读取错误时，传感器控制模块也将实时地把发生故障信息发送到上位机，上位机同时具有远程控制的功能，当水位接近警戒水位但没有超过时，出于安全的考虑可以通过上位机发送控制指令给集中器模块，集中器模块再传播指令给水位传感器控制模块，传感器控制模块通过指令对阀门控制器进行操作，从而实现远程控制的功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种井下水位监控终端，其特征在于，包括若干水位传感器（1），所述水位传感器（1）通过传感器控制模块（2）将水位信号传输给集中器模块（3），所述集中器模块（3）通过以太网（4）将水位信息发送给上位机（5），所述传感器控制模块（2）采用NuMicro M054LBN微控制器（6）作为主控制器，该主控制器连接有最小系统模块（7）、通信模块（8）、人机交互模块（9）和外围传感器模块（10），所述通信模块（8）由RS-485接口（11）和GPIO接口（12）组成，所述集中器模块（3）采用LPC1768 微控制器（13）作为主控制器，该LPC1768 微控制器（13）也连接有最小系统模块（7）、人机交互模块（9）和RS-485接口（11）。
2.根据权利要求1所述的一种井下水位监控终端，其特征在于：所述最小系统模块（7）由电源模块（14）、晶振（15）、复位电路（16）和JTAG接口（17）组成。
3.根据权利要求1所述的一种井下水位监控终端，其特征在于：所述人机交互模块（9）由蜂鸣器（18）和LCD模块（19）组成。
4.根据权利要求1所述的一种井下水位监控终端，其特征在于：所述NuMicro M054LBN微控制器（6）外接有EEPROM存储器（20）。
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