CN111042867A - 一种信号转换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的一种信号转换方法和装置，获取信号；判断所述信号与输出设备是否匹配，获得所述匹配结果；如果所述匹配结果为不匹配，则转换所述信号，获得转换后的信号，输出与所述输出设备匹配的转换后的信号，从而对煤矿参数进行监测。本发明通过技术手段，实现标准频率信号、电流信号、开关量、无线和有线信号之间的相互转换，实现井下不同输出信号的设备方便地接入不同的监测系统。避免传感器的重复开发，缩短了系统的建设周期，设备可重复利用，降低设备的采购成本，提高煤矿企业的安全生产水平和经济效益，提高煤矿设备的兼容性，为煤矿安全生产提供决策依据。

Description

一种信号转换方法及装置

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下技术，尤其涉及一种信号转换方法及装置。

背景技术

随着通信技术的快速发展，我国煤炭行业提出建设数字化矿山的新目标，要求井下监测监控系统进行系统融合，对设备传输信号格式进行规范统一。目前，一些煤矿企业已经安装安全监控、瓦斯抽放、水害监测和矿压监测等系统，传感器作为这些系统的终端采集设备，种类繁多，输出信号各不相同，为了满足同一种传感器能够方便快捷的接入不同系统，就需将传感器的输出信号进行转换成上级设备能识别的信号，造成设备的种类繁多，在不同设备在不同系统下接入时比较困难，需单独开发相应输出信号类型的设备，设备不可重复利用，造成传感器的重复开发，系统建设周期较长，不利于煤矿企业的安全生产。

发明内容

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：根据本发明实施例的一方面，提供一种信号转换方法及装置，所述方法包括：获取信号；判断所述信号与输出设备是否匹配，获得所述匹配结果；如果所述匹配结果为不匹配，则转换所述信号，获得转换后的信号，输出与所述输出设备匹配的转换后的信号，从而对煤矿参数进行监测。

上述方案中，如果所述输出设备为频率信号，则将设备的输出线与信号转换器的频率采集口相接，实现信号转换器的频率采集；处理器的管脚配置为频率采集口,当频率口收到高电平或者低电平时，处理器均可迅速采集，可通过每轮捕获高低电平的时间，进而计算得出采集信号的频率。

上述方案中，处理器的管脚配置为频率采集口，包括：由内部定时器控制引脚定时翻转输出高低电平，输出信号经两个三极管处理后，每秒电平翻转的次数即是所需输出的频率。

上述方案中，如果所述输出设备为电流信号，则可将电流输出线与信号转换器的电流采集口相接，由信号转换器完成电流采集；处理器的管脚配置为电压采集口,当有电流输入时，电阻两端产生电势差，送入单片机的ADC采集引脚，计算出输入电流的大小。

上述方案中，电流输出电路中，数模转换芯片处理后，输出对应电压，经运放电路处理后输出电压，进而产生相应电流输出。

上述方案中，如果所述输出设备为电平采集端口，则高/低电平均可被处理器采集捕获，判断出输入电平的高低状态。

上述方案中，处理器的管脚配置为控制引脚；当需要转成高电平输出时，处理器控制引脚为数字1，控制电路对应输出位高电平；当需要转成低电平输出时，处理器控制引脚为数字0，控制电路对应输出位低电平。

上述方案中，如果所述输出设备为无线信号，无线网络中传感器可以随时加入和退出无线网络，它们之间的数据传输关系是动态建立的，数据时刻选择最佳路径进行上传；如果所述输出设备为有线信号，总线常用于连接多点，铺设距离较长，有效的隔离措施可以防止总线上过压瞬变造成的破坏，通过加入TVS管和防雷管来抑制这些干扰，保证有线通信的稳定可靠。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种信号转换装置，所述装置包括：获取单元，用于获取信号；判断单元，用于判断所述信号与输出设备是否匹配，获得所述匹配结果；转换单元，用于如果所述匹配结果为不匹配，则转换所述信号，获得转换后的信号，输出与所述输出设备匹配的转换后的信号，从而对煤矿参数进行监测。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种信号转换装置，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在存储器被处理器运行的可响应程序，所述处理器运行所述可响应程序时响应上述任一项所述的信号转换方法的步骤。

本发明所提供的一种信号转换方法和装置，获取信号；判断所述信号与输出设备是否匹配，获得所述匹配结果；如果所述匹配结果为不匹配，则转换所述信号，获得转换后的信号，输出与所述输出设备匹配的转换后的信号，从而对煤矿参数进行监测。本发明通过技术手段，实现标准频率信号、电流信号、开关量、无线和有线信号之间的相互转换，实现井下不同输出信号的设备方便地接入不同的监测系统。避免传感器的重复开发，缩短了系统的建设周期，设备可重复利用，降低设备的采购成本，提高煤矿企业的安全生产水平和经济效益，提高煤矿设备的兼容性，为煤矿安全生产提供决策依据。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种信号转换的方法的实现流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一实现流程示意图；

图3为本发明实施例提供的另一实现流程示意图；

图4为本发明实施例提供的信号转换器总体结构框图；

图5为本发明实施例中信号转换装置的结构组成示意图一。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本发明的特点与技术内容，下面结合附图对本发明的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明。

图1为本发明实施例提供的一种信号转换方法的实现流程示意图，如图1所示，所述方法包括：

步骤S101，获取信号；

步骤S102，判断所述信号与输出设备是否匹配，获得所述匹配结果；

步骤S103，如果所述匹配结果为不匹配，则转换所述信号，获得转换后的信号，输出与所述输出设备匹配的转换后的信号，从而对煤矿参数进行监测。

在另一实施例中，如果所述输出设备为频率信号，则将设备的输出线与信号转换器的频率采集口相接，实现信号转换器的频率采集；处理器的管脚配置为频率采集口,当频率口收到高电平或者低电平时，处理器均可迅速采集，可通过每轮捕获高低电平的时间，进而计算得出采集信号的频率。

在另一实施例中，处理器的管脚配置为频率采集口，包括：由内部定时器控制引脚定时翻转输出高低电平，输出信号经两个三极管处理后，每秒电平翻转的次数即是所需输出的频率。

在另一实施例中，如果所述输出设备为电流信号，则可将电流输出线与信号转换器的电流采集口相接，由信号转换器完成电流采集；处理器的管脚配置为电压采集口,当有电流输入时，电阻两端产生电势差，送入单片机的ADC采集引脚，计算出输入电流的大小。

在另一实施例中，电流输出电路中，数模转换芯片处理后，输出对应电压，经运放电路处理后输出电压，进而产生相应电流输出。

在另一个实施例中，如果所述输出设备为电平采集端口，则高/低电平均可被处理器采集捕获，判断出输入电平的高低状态。

在另一个实施例中，如图2所示，

步骤S201，处理器的管脚配置为控制引脚；

步骤S202，当需要转成高电平输出时，处理器控制引脚为数字1，控制电路对应输出位高电平；当需要转成低电平输出时，处理器控制引脚为数字0，控制电路对应输出位低电平。

在另一个实施例中，如果所述输出设备为无线信号，无线网络中传感器可以随时加入和退出无线网络，它们之间的数据传输关系是动态建立的，数据时刻选择最佳路径进行上传；如果所述输出设备为有线信号，总线常用于连接多点，铺设距离较长，有效的隔离措施可以防止总线上过压瞬变造成的破坏，通过加入TVS管和防雷管来抑制这些干扰，保证有线通信的稳定可靠。

在另一个实施例中；

(1)可实现频率、电流、开关量、无线和有线信号之间的相互转换，其中频率信号为200～1000hz，电流信号为(1～5)ma和(4～20)ma，实现终端传感设备往监测监控系统的接入。

(2)对于(200～1000)Hz的频率输入信号，可通过处理器采集后转换成无线信号或者有线信号数字输出，也可经过D/A芯片转换成电压信号，最后由电压转电流电路输出(4～20)ma电流输出，也可通过约定的频率输出约定的开关量信号。

(3)电流输入信号通过取样电阻转换成电压信号,经过处理器AD转换处理后,可转换成无线信号或者有线信号数字输出，也可转换成频率信号输出，也可通过约定的电流信号输出约定的开关量信号。。

(4)对于输入开关量信号可采集电平高低，可通过处理器采集后转换成无线信号或者有线信号数字输出，也可转换成约定好的对应电流输出，也可转换成约定好的对应频率信号输出。

(5)对于接收到通信端的无线信号和数字总线信号，可转换成对应的频率输出，也可转换成对应的电流输出，也可转换成约定的开关量信号输出。

本发明通过技术手段，实现标准频率信号、电流信号、开关量、无线和有线信号之间的相互转换，实现井下不同输出信号的设备方便地接入不同的监测系统。避免传感器的重复开发，缩短了系统的建设周期，设备可重复利用，降低设备的采购成本，提高煤矿企业的安全生产水平和经济效益，提高煤矿设备的兼容性，为煤矿安全生产提供决策依据。

在另一个实施例中，如图3所示，所述装置包括：获取单元，用于获取信号；判断单元，用于判断所述信号与输出设备是否匹配，获得所述匹配结果；转换单元，用于如果所述匹配结果为不匹配，则转换所述信号，获得转换后的信号，输出与所述输出设备匹配的转换后的信号，从而对煤矿参数进行监测。

在另一个实施例中，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在存储器被处理器运行的可响应程序，其特征在于，所述处理器运行所述可响应程序时响应所述的信号转转换方法的步骤。

需要说明的是：上述实施例提供的数据处理装置在进行程序开发时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将数据处理装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的数据处理装置与上述数据处理方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

图5为本发明实施例中数据处理装置的结构示意图一，如图5所示，数据处理装置500可以是手柄、鼠标、轨迹球、手机、智能笔、智能手表、智能戒指、智能手环、智能手套等。图5所示的数据处理装置500包括：至少一个处理器501、存储器502、至少一个网络接口504和用户接口503。数据处理装置500中的各个组件通过总线系统505耦合在一起。可理解，总线系统505用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统505除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图5中将各种总线都标为总线系统505。

其中，用户接口503可以包括显示器、键盘、鼠标、轨迹球、点击轮、按键、按钮、触感板或者触摸屏等。

可以理解，存储器502可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read-Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本发明实施例描述的存储器302旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

本发明实施例中的存储器502用于存储各种类型的数据以支持数据处理装置500的操作。这些数据的示例包括：用于在数据处理装置500上操作的任何计算机程序，如操作系统5021和应用程序5022；音乐数据；动漫数据；图书信息；视频、绘图信息等。其中，操作系统5021包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序5022可以包含各种应用程序，例如媒体播放器(MediaPlayer)、浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序5022中。

上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器501中，或者由处理器501实现。处理器501可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器501中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器501可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器501可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器502，处理器501读取存储器502中的信息，结合其硬件完成前述方法的步骤。

在示例性实施例中，数据处理装置500可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，Programmable Logic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable LogicDevice)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，Micro Controller Unit)、微处理器(Microprocessor)、或其他电子元件实现，用于执行前述方法。

具体所述处理器501运行所述计算机程序时，执行：获取信号；判断所述信号与输出设备是否匹配，获得所述匹配结果；如果所述匹配结果为不匹配，则转换所述信号，获得转换后的信号，输出与所述输出设备匹配的转换后的信号，从而对煤矿参数进行监测。

所述处理器501运行所述计算机程序时，还执行：如果所述输出设备为频率信号，则将设备的输出线与信号转换器的频率采集口相接，实现信号转换器的频率采集；处理器的管脚配置为频率采集口,当频率口收到高电平或者低电平时，处理器均可迅速采集，可通过每轮捕获高低电平的时间，进而计算得出采集信号的频率。

所述处理器501运行所述计算机程序时，还执行：处理器的管脚配置为频率采集口，包括：由内部定时器控制引脚定时翻转输出高低电平，输出信号经两个三极管处理后，每秒电平翻转的次数即是所需输出的频率。

所述处理器501运行所述计算机程序时，还执行：如果所述输出设备为电流信号，则可将电流输出线与信号转换器的电流采集口相接，由信号转换器完成电流采集；处理器的管脚配置为电压采集口,当有电流输入时，电阻两端产生电势差，送入单片机的ADC采集引脚，计算出输入电流的大小。

所述处理器501运行所述计算机程序时，还执行：电流输出电路中，数模转换芯片处理后，输出对应电压，经运放电路处理后输出电压，进而产生相应电流输出。

所述处理器501运行所述计算机程序时，还执行：如果所述输出设备为电平采集端口，则高/低电平均可被处理器采集捕获，判断出输入电平的高低状态。

所述处理器501运行所述计算机程序时，还执行：处理器的管脚配置为控制引脚；当需要转成高电平输出时，处理器控制引脚为数字1，控制电路对应输出位高电平；当需要转成低电平输出时，处理器控制引脚为数字0，控制电路对应输出位低电平。

所述处理器501运行所述计算机程序时，还执行：如果所述输出设备为无线信号，无线网络中传感器可以随时加入和退出无线网络，它们之间的数据传输关系是动态建立的，数据时刻选择最佳路径进行上传；如果所述输出设备为有线信号，总线常用于连接多点，铺设距离较长，有效的隔离措施可以防止总线上过压瞬变造成的破坏，通过加入TVS管和防雷管来抑制这些干扰，保证有线通信的稳定可靠。

在示例性实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括计算机程序的存储器502，上述计算机程序可由数据处理装置500的处理器501执行，以完成前述方法所述步骤。计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FlashMemory、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备，如移动电话、计算机、平板设备、个人数字助理等。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时，执行：获取信号；判断所述信号与输出设备是否匹配，获得所述匹配结果；如果所述匹配结果为不匹配，则转换所述信号，获得转换后的信号，输出与所述输出设备匹配的转换后的信号，从而对煤矿参数进行监测。

该计算机程序被处理器运行时，还执行：如果所述输出设备为频率信号，则将设备的输出线与信号转换器的频率采集口相接，实现信号转换器的频率采集；处理器的管脚配置为频率采集口,当频率口收到高电平或者低电平时，处理器均可迅速采集，可通过每轮捕获高低电平的时间，进而计算得出采集信号的频率。

该计算机程序被处理器运行时，还执行：处理器的管脚配置为频率采集口，包括：由内部定时器控制引脚定时翻转输出高低电平，输出信号经两个三极管处理后，每秒电平翻转的次数即是所需输出的频率。

该计算机程序被处理器运行时，还执行：如果所述输出设备为电流信号，则可将电流输出线与信号转换器的电流采集口相接，由信号转换器完成电流采集；处理器的管脚配置为电压采集口,当有电流输入时，电阻两端产生电势差，送入单片机的ADC采集引脚，计算出输入电流的大小。

该计算机程序被处理器运行时，还执行：电流输出电路中，数模转换芯片处理后，输出对应电压，经运放电路处理后输出电压，进而产生相应电流输出。

该计算机程序被处理器运行时，还执行：如果所述输出设备为电平采集端口，则高/低电平均可被处理器采集捕获，判断出输入电平的高低状态。

该计算机程序被处理器运行时，还执行：处理器的管脚配置为控制引脚；当需要转成高电平输出时，处理器控制引脚为数字1，控制电路对应输出位高电平；当需要转成低电平输出时，处理器控制引脚为数字0，控制电路对应输出位低电平。

该计算机程序被处理器运行时，还执行：如果所述输出设备为无线信号，无线网络中传感器可以随时加入和退出无线网络，它们之间的数据传输关系是动态建立的，数据时刻选择最佳路径进行上传；如果所述输出设备为有线信号，总线常用于连接多点，铺设距离较长，有效的隔离措施可以防止总线上过压瞬变造成的破坏，通过加入TVS管和防雷管来抑制这些干扰，保证有线通信的稳定可靠。

上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种信号转换方法，其特征在于，所述方法包括：

获取信号；

判断所述信号与输出设备是否匹配，获得所述匹配结果；

如果所述匹配结果为不匹配，则转换所述信号，获得转换后的信号，输出与所述输出设备匹配的转换后的信号，从而对煤矿参数进行监测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

如果所述输出设备为频率信号，则将设备的输出线与信号转换器的频率采集口相接，实现信号转换器的频率采集；

处理器的管脚配置为频率采集口,当频率口收到高电平或者低电平时，处理器均可迅速采集，可通过每轮捕获高低电平的时间，进而计算得出采集信号的频率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，处理器的管脚配置为频率采集口，包括：

由内部定时器控制引脚定时翻转输出高低电平，输出信号经两个三极管处理后，每秒电平翻转的次数即是所需输出的频率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

如果所述输出设备为电流信号，则可将电流输出线与信号转换器的电流采集口相接，由信号转换器完成电流采集；

处理器的管脚配置为电压采集口,当有电流输入时，电阻两端产生电势差，送入单片机的ADC采集引脚，计算出输入电流的大小。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，包括：

电流输出电路中，数模转换芯片处理后，输出对应电压，经运放电路处理后输出电压，进而产生相应电流输出。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

如果所述输出设备为电平采集端口，则高/低电平均可被处理器采集捕获，判断出输入电平的高低状态。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，包括：

处理器的管脚配置为控制引脚；

当需要转成高电平输出时，处理器控制引脚为数字1，控制电路对应输出位高电平；

当需要转成低电平输出时，处理器控制引脚为数字0，控制电路对应输出位低电平。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

如果所述输出设备为无线信号，无线网络中传感器可以随时加入和退出无线网络，它们之间的数据传输关系是动态建立的，数据时刻选择最佳路径进行上传；

如果所述输出设备为有线信号，总线常用于连接多点，铺设距离较长，有效的隔离措施可以防止总线上过压瞬变造成的破坏，通过加入TVS管和防雷管来抑制这些干扰，保证有线通信的稳定可靠。

9.一种信号转换装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取信号；

判断单元，用于判断所述信号与输出设备是否匹配，获得所述匹配结果；

转换单元，用于如果所述匹配结果为不匹配，则转换所述信号，获得转换后的信号，输出与所述输出设备匹配的转换后的信号，从而对煤矿参数进行监测。

10.一种信号转换装置，其特征在于，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在存储器被处理器运行的可响应程序，其特征在于，所述处理器运行所述可响应程序时响应如权利要求1至8任一项所述的信号转换方法的步骤。

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