CN201681489U - 基于ZigBee无线传感器网络的矿井交通灯控制器 - Google Patents

基于ZigBee无线传感器网络的矿井交通灯控制器 Download PDF

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李汉杰
任龙博
陈刚
唐小勇
王超
李明璋
陆振华
孙卫东
郭东东
张德军
穆海军
万洪涛
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Qingdao Alliswell IOT Co., Ltd.
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Qingdao Santong Digital Science & Technology Co Ltd
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Abstract

基于ZigBee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，它涉及矿井交通管理系统，它由执行单元(1)、控制单元(2)和决策单元(3)组成，执行单元1与控制单元(2)相连，控制单元(2)与决策单元(3)组成。它支持ZigBee无线网络，体积小巧，低功耗，低成本，高可靠性，且安装控制简便。

Description

基于ZigBee无线传感器网络的矿井交通灯控制器
技术领域：
本实用新型涉及矿井交通管理系统，尤其涉及基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器。
背景技术：
矿井交通系统承担着井下大型采掘设备的转移，生产材料，矿石和废石的运输任务。由于路况复杂，路面狭窄，极易造成撞车、追尾等安全事故。车辆一旦在井下发生故障，将会造成道路堵塞等严重影响生产的恶性后果。目前国内矿井多采用手拉开关控制红绿灯方式，红外对射传感自动控制方式。技术落后，操作繁琐且效率低下，不能有效解决上述问题。
实用新型内容：
本实用新型的目的是提供基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，它能实现远程实时控制，全局调度的功能，且具有低功耗，布线简易的优点。
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它由执行单元、控制单元和决策单元组成，执行单元与控制单元相连，控制单元与决策单元相连。
所述的执行单元由红灯、绿灯，第一继电器、第二继电器和稳压电源电路组成，红灯与第一继电器相连，绿灯与第二继电器相连，稳压电源电路与第一继电器和第二继电器相连。
所述的控制单元由第一处理器和第一无线通信模块组成，第一处理器与执行单元中的第一继电器、第二继电器和稳压电源电路相连，第一处理器的另一端与第一无线通信模块相连。
所述的决策单元由第二无线通信模块、第二处理器和PC机组成，第二无线通信模块与控制单元中的第一无线通信模块相连，第二无线通信模块的另一端与第二处理器相连，第二处理器与PC机相连。
所述的红灯、绿灯采用普通的LED发光管组成的圆形阵列。
本实用新型中将红绿灯和相应的继电器输出相连接，将控制单元通过接插件和执行单元相连接，给稳压电源加上36V电压输入，组成安装在巷道里的显示部分，主要负责接收指令控制红绿灯亮灭和上传心跳及红绿灯亮灭状态；将决策单元中的无线通信模块、处理器通过串口和PC机连接，PC机同时向他们供电。他们主要负责接收心跳及红绿灯亮灭状态和发送指令。
信号灯亮灭控制过程描述如下：现场操作人员通过PC机下发指令，改变红灯或是绿灯的亮灭状态。指令通过SPI接口传送至决策单元中的处理器，处理器将指令打包成符合Zigbee传输协议的数据帧，通过决策单元中的无线通信模块向外传输，控制单元中的无线通信模块接收到Zigbee数据帧之后传送到处理器，处理器进行信号的解调，解码，校验。最终得到正确的指令，并依此改变与相关继电器相连接的GPIO接口的电平状态，进而改变继电器的通断，来实现控制信号灯亮灭的目的。同时该操作也会记录在控制单元中的处理器中，以方便上报当前红绿灯亮灭状态。
上传心跳及红绿灯亮灭状态过程描述如下：控制单元的处理器按照程序设置定时发送固定的心跳数据，以及存储的红绿灯当前的亮灭状态。通过控制单元的无线通信模块发送出去。决策单元无线通信模块收到该信号后传输至其处理器，处理器进行信号的解调，解码，校验，通过串口将正确的数据送至PC机来进行分析和存储。
本实用新型的优点它支持Zigbee无线网络，体积小巧，低功耗，低成本，高可靠性，且安装控制简便。
附图说明：
图1为本实用新型的系统功能结构示意图。
具体实施方式：
参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：它由执行单元1、控制单元2和决策单元3组成，执行单元1与控制单元2相连，控制单元2与决策单元3相连。
所述的执行单元1由红灯1-1、绿灯1-2，第一继电器1-3、第二继电器1-4和稳压电源电路1-5组成，红灯1-1与第一继电器1-3相连，绿灯1-2与第二继电器1-4相连，稳压电源电路1-5与第一继电器1-3和第二继电器1-4相连。
所述的控制单元2由第一处理器2-1和第一无线通信模块2-2组成，第一处理器2-1与执行单元1中的第一继电器1-3、第二继电器1-4和稳压电源电路1-5相连，第一处理器2-1的另一端与第一无线通信模块2-2相连。
所述的决策单元3由第二无线通信模块3-1、第二处理器3-2和PC机3-3组成，第二无线通信模块3-1与控制单元2中的第一无线通信模块2-2相连，第二无线通信模块3-1的另一端与第二处理器3-2相连，第二处理器3-2与PC机3-3相连。
所述的红灯1-1、绿灯1-2采用普通的LED发光管组成的圆形阵列。
本具体实施方式中将红绿灯和相应的继电器输出相连接，将控制单元通过接插件和执行单元相连接，给稳压电源加上36V电压输入，组成安装在巷道里的显示部分，主要负责接收指令控制红绿灯亮灭和上传心跳及红绿灯亮灭状态；将决策单元中的无线通信模块、处理器通过串口和PC机连接，PC机同时向他们供电。他们主要负责接收心跳及红绿灯亮灭状态和发送指令。
信号灯亮灭控制过程描述如下：现场操作人员通过PC机下发指令，改变红灯或是绿灯的亮灭状态。指令通过SPI接口传送至决策单元中的处理器，处理器将指令打包成符合Zigbee传输协议的数据帧，通过决策单元中的无线通信模块向外传输，控制单元中的无线通信模块接收到Zigbee数据帧之后传送到处理器，处理器进行信号的解调，解码，校验。最终得到正确的指令，并依此改变与相关继电器相连接的GPIO接口的电平状态，进而改变继电器的通断，来实现控制信号灯亮灭的目的。同时该操作也会记录在控制单元中的处理器中，以方便上报当前红绿灯亮灭状态。
上传心跳及红绿灯亮灭状态过程描述如下：控制单元的处理器按照程序设置定时发送固定的心跳数据，以及存储的红绿灯当前的亮灭状态。通过控制单元的无线通信模块发送出去。决策单元无线通信模块收到该信号后传输至其处理器，处理器进行信号的解调，解码，校验，通过串口将正确的数据送至PC机来进行分析和存储。
本具体实施方式的优点它支持Zigbee无线网络，体积小巧，低功耗，低成本，高可靠性，且安装控制简便。

Claims (5)

1.基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，其特征在于它由执行单元(1)、控制单元(2)和决策单元(3)组成，执行单元(1)与控制单元(2)相连，控制单元(2)与决策单元(3)相连。
2.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，其特征在于所述的执行单元(1)由红灯(1-1)、绿灯(1-2)，第一继电器(1-3)、第二继电器(1-4)和稳压电源电路(1-5)组成，红灯(1-1)与第一继电器(1-3)相连，绿灯(1-2)与第二继电器(1-4)相连，稳压电源电路(1-5)与第一继电器(1-3)、第二继电器(1-4)相连。
3.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，其特征在于所述的控制单元(2)由第一处理器(2-1)和第一无线通信模块(2-2)组成，第一处理器(2-1)与执行单元(1)中的第一继电器(1-3)、第二继电器(1-4)和稳压电源电路(1-5)相连，第一处理器(2-1)的另一端与第一无线通信模块(2-2)相连。
4.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，其特征在于所述的决策单元(3)由第二无线通信模块(3-1)、第二处理器(3-2)和PC机(3-3)组成，第二无线通信模块(3-1)与控制单元(2)中的第一无线通信模块(2-2)相连，第二无线通信模块(3-1)的另一端与第二处理器(3-2)相连，第二处理器(3-2)与PC机(3-3)相连。
5.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，其特征在于所述的红灯(1-1)、绿灯(1-2)采用普通的LED发光管组成的圆形阵列。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104485007A (zh) * 2014-12-30 2015-04-01 贵州开磷控股（集团）有限责任公司 一种适用于井下运输的智能红绿灯系统

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