CN202381121U - 一种arm控制的多路压力传感器的矿压检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种ARM控制的多路压力传感器的矿压检测系统，由通讯主站、分别与通讯主站通讯连接的多个通讯分站、分别挂在各个通讯分站上的压力传感器模块、与通讯主站通讯连接的CAN/TCP协议转换器、与CAN/TCP协议转换器通讯连接的路由器、路由器接入的监控计算机构成。本实用新型能方便实现管理人员随时随地及时了解当前压力监测数据，即时避免矿下不必要的安全事故的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿压安全监测领域，具体为一种用于矿井综采工作面、单体支护工作面、巷道围岩矿压位移的ARM控制的多路压力传感器的矿压检测系统。
背景技术
随着我国经济的逐步发展，煤炭开采技术逐渐向高产高效的方向发展。但是随着开采深度和产量不断加大，顶板冒落、冲击矿压、巷道变形等问题也频繁发生，造成重大损失，严重影响了煤矿生产计划以及危害生命安全。如果外巷内有矿工停留，上述事故会危及矿工的生命安全，甚至酿成恶性事故。据统计在全国煤矿各种重大事故中，涉及到矿山压力伤人事故占有很大的比例。目前国内煤矿大多采用矿下定点监测的方式，在巷道内施工时起到了监测矿山压力的功能，对减少因矿山压力事故造成的人员伤亡和设备损坏起到了重要作用。但是对于巷道内所有监测点的监测没有起到一个整体的观测效果，这样可能会造成某一部分的巷道塌陷导致安路口堵塞的现象，危害矿工生命安全。
为了避免和减少矿山压力事故的发生而危及到矿工的人身安全，有必要研制开发一种ARM控制的多路压力传感器的矿压检测系统，保证实时对多点矿压大小进行采集，从全局出发预测即将发生的事故，即时做出处理，最大程度上减少或避免事故带来的危害。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种ARM控制的多路压力传感器的矿压检测系统，以解决现有技术矿山压力监测装置无法起到整体监测作用的问题。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
一种ARM控制的多路压力传感器的矿压检测系统，包括矿上监测部分和矿下检测部分，其特征在于：矿上监测部分由监控计算机、接入监控计算机的路由器、与路由器通讯连接的CAN/TCP协议转换器构成，矿下检测部分包括通讯主站、分别与通讯主站通讯连接的多台通讯分站，每台通讯分站上分别接入有多路压力传感器模块；
所述通讯主站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN总线驱动电路构成，通讯主站中ARM控制器与CAN/TCP协议转换器通过CAN总线通讯连接，通讯主站中ARM控制器还与各个通讯分站通过CAN总线通讯连接；
所述通讯分站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN总线驱动电路、多路选择开关构成，通讯分站中ARM控制器与通讯主站中ARM控制器通过CAN总线通讯连接，每个通讯分站对应的多路压力传感器模块分别接入多路选择开关；
所述压力传感器模块包括振弦式压力传感器、接入振弦式压力传感器输出端的信号检测电路、接入振弦式压力传感器激励线圈的激振电路，各路压力传感器接入的信号检测电路输出端、激振电路的控制端分别接入对应的通讯分站中的多路选择开关上。
所述的一种ARM控制的多路压力传感器的矿压检测系统，其特征在于：通讯主站、通讯分站中的ARM控制器型号均为LPC2129。
所述的一种ARM控制的多路压力传感器的矿压检测系统，其特征在于：矿上监测部分可扩展为多个计算机通过局域网连接构成的远距离监控系统。
本实用新型采用振弦式压力传感器在各个不同的工作点及需检测点进行实时监控，根据通讯分站所挂载的多路振弦式压力传感器采集的数据，并通过CAN总线传输到通讯主站，实现多对一的工作方式，通讯主站接收到的压力数据通过CAN总线传输到井上的CAN/TCP协议转换器，最终数据通过网络传到计算机上，显示出待检测区域的矿压情况，工作人员通过判断压力的值来做出预测性分析。
本实用新型从矿井安全性出发，以及生产的实际情况，在综采工作面、单体支护工作面、巷道围岩矿压位移等重要位置进行实时的矿压监测，以实现在矿压事故情况未发生时，做出预测，及时停止开采工作以及疏散工作人员，以确保井下工作人员的安全以及巷道内的设备不被损伤。
本实用新型具有电路简单、激振频率可控、信号响应快、高稳定性、寿命长的优点。
附图说明
图1为本实用新型结构框图。
图2为本实用新型压力传感器模块结构框图。
具体实施方式
如图1所示。一种ARM控制的多路压力传感器的矿压检测系统，包括矿上监测部分和矿下检测部分，矿上监测部分由监控计算机、接入监控计算机的路由器、与路由器通讯连接的CAN/TCP协议转换器构成，矿下检测部分包括通讯主站、分别与通讯主站通讯连接的多台通讯分站，每台通讯分站上分别接入有多路压力传感器模块；
通讯主站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN总线驱动电路构成，通讯主站中ARM控制器与CAN/TCP协议转换器通过CAN总线通讯连接，通讯主站中ARM控制器还与各个通讯分站通过CAN总线通讯连接；
通讯分站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN总线驱动电路、多路选择开关构成，通讯分站中ARM控制器与通讯主站中ARM控制器通过CAN总线通讯连接，每个通讯分站对应的多路压力传感器模块分别接入多路选择开关；
压力传感器模块包括振弦式压力传感器、接入振弦式压力传感器输出端的信号检测电路、接入振弦式压力传感器激励线圈的激振电路，各路压力传感器接入的信号检测电路输出端、激振电路的控制端分别接入对应的通讯分站中的多路选择开关上。
通讯主站、通讯分站中的ARM控制器型号均为LPC2129。矿上监测部分可扩展为多个计算机通过局域网连接构成的远距离监控系统。
本实用新型中，通讯主站包括型号为LPC2129的ARM控制器构成的带有自诊断功能的通讯主站，ARM控制器内嵌uC/OS操作系统进行多任务管理，ARM控制器上接入有CAN收发驱动电路，其中型号为LPC2129的ARM控制器内部带有CAN协议器件。通讯主站主要负责实时采集各个通讯分站发给CAN总线的数据并处理后通过CAN总线长距离传输给矿上监测部分的CAN/TCP协议转换器。同时接收计算机发出的控制指令。
本实用新型中，通讯分站由型号为LPC2129的ARM控制器、接入ARM控制器的CAN收发驱动电路以及多路选择开关构成，多路选择开关用来节约ARM控制器内部资源，合理的使用定时器、计数器结合的方式对压力传感器模块输出的频率信号进行采样，通过片选的方式来选取某一个压力传感器模块。
本实用新型中，压力数据采用CAN总线方式传输，这使系统抗干扰能力增强而且带有自诊断功能，使系统传输数据误码率极低，同时便于井下数据长距离传输。
如图2所示。本实用新型中，压力传感器模块主要由振弦式压力传感器、激振电路、信号检测电路组成。振弦式压力传感器主要用于检测矿山压力，振弦式压力传感器为机械装置，所以具备电路简单、安装简单、寿命长等优点，其中高稳定性、信号响应快、激振频率可控等优点决定其是矿压检测的首选传感器。激振电路就是通过单片机发送一个频率可调节的脉冲信号去激励振弦式压力传感器的激振线圈，当信号的频率和振弦式压力传感器振弦的固有频率相接近时，振弦式压力传感器振弦便能达到共振状态。信号检测电路包括滤波电路和整形电路，振弦式压力传感器在受到激振信号时，振弦便产生振动，这个振动信号由于以正弦波的形式输出，而采用单片机检测此信号的频率时必须把正弦波通过整形电路转换成规则的方波，并且要滤掉干扰信号，使其单片机检测的频率误差小，所以检测电路包括滤波电路和整形电路。
本实用新型中，矿上监测部分由监控计算机、CAN/TCP协议转换器、路由器构成，主要通过监控计算机软件把检测的各个区域的压力值显示出来。
CAN/TCP协议转换器最终实现CAN/TCP协议的转换实现井下数据与井上数据的交换，井下采用CAN总线传输有利于抗干扰、低误码率和长距离传输；井上采用网线传输有利于局域网内数据共享。
路由器把相互连接的网络把信息从源地点移动到目标地点的活动，使数据分流实现资源共享。
本实用新型多台计算机通过局域网连接构成扩展结构，可实现远距离监控矿压情况，有利于管理。
Claims (3)
1.一种ARM控制的多路压力传感器的矿压检测系统，包括矿上监测部分和矿下检测部分，其特征在于：矿上监测部分由监控计算机、接入监控计算机的路由器、与路由器通讯连接的CAN/TCP协议转换器构成，矿下检测部分包括通讯主站、分别与通讯主站通讯连接的多台通讯分站，每台通讯分站上分别接入有多路压力传感器模块；
所述通讯主站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN总线驱动电路构成，通讯主站中ARM控制器与CAN/TCP协议转换器通过CAN总线通讯连接，通讯主站中ARM控制器还与各个通讯分站通过CAN总线通讯连接；
所述通讯分站由ARM控制器、接入ARM控制器的CAN总线驱动电路、多路选择开关构成，通讯分站中ARM控制器与通讯主站中ARM控制器通过CAN总线通讯连接，每个通讯分站对应的多路压力传感器模块分别接入多路选择开关；
所述压力传感器模块包括振弦式压力传感器、接入振弦式压力传感器输出端的信号检测电路、接入振弦式压力传感器激励线圈的激振电路，各路压力传感器接入的信号检测电路输出端、激振电路的控制端分别接入对应的通讯分站中的多路选择开关上。
2.根据权利要求1所述的一种ARM控制的多路压力传感器的矿压检测系统，其特征在于：通讯主站、通讯分站中的ARM控制器型号均为LPC2129。
3.根据权利要求1所述的一种ARM控制的多路压力传感器的矿压检测系统，其特征在于：矿上监测部分可扩展为多个计算机通过局域网连接构成的远距离监控系统。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102830678A (zh) * | 2012-09-03 | 2012-12-19 | 上海航安机场设备有限公司 | 精密进近航道指示器的监视系统 |
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| CN106209548A (zh) * | 2016-08-08 | 2016-12-07 | 西安万物互连电子科技有限公司 | 一种扩展采煤机can总线接口的方法 |
| CN113176021A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-07-27 | 南京邮电大学 | 一种远距离传输压力传感阵列系统 |
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