CN204090021U - 一种无极绳绞车综合监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无极绳绞车综合监控系统，无极绳绞车系统包括轨道和梭车，其特征在于：无极绳绞车综合监控系统包括本安控制箱、多个无线基站、多个本安摄像机、无线摄像机、本安广播分站和本安手机，梭车的前端和后端均设置有无线摄像机，轨道沿途设置有本安广播分站，梭车上设置有本安广播分站，本安摄像机和本安广播分站均连接无线基站，无线基站串联连接并连接本安控制箱，本安手机通过无线基站连接本安控制箱，控制箱包括IAD装置。本实用新型的无极绳绞车综合监控系统，采用了数据转换效率更高的新的CANTOSPI芯片，使得无极绳绞车综合监控系统接入及转换效率更高。
Description
技术领域
本实用新型属于矿山安全管理领域，涉及一种无极绳绞车综合监控系统。
背景技术
煤矿斜巷运输坡道起伏变化，经常出现上坡、下坡和拐弯，而且坡度较大，运输距离长（一般在1000-2000 米），无级绳绞车司机由于在后台操作，无法实时的掌握现场视频图像信息，绞车司机只能看、听信号开车，对巷道运行的车辆状态及巷道中是否有行人不了解，对巷道内人员走动情况以及设备运行情况了解很少，在绞车的运行过程中存在把钩工操作不到位、或轨道中有行人等不利因素，可能会引发矿车掉道、紧急停车过卷等撞伤人员、损坏设备等的运输事故的发生 ，给煤矿安全生产带来极为不利的影响。从而使矿井斜井运输巷道成为矿井运输事故频繁发生的地点。
现有的无级绳绞车监控系统存在的问题：
1、采用红外热感应器来判断是否有人在轨道上行走和判断人数，划分的区域十分有限，对人员的进出方向无法判断，人数统计经常出错，误报时常发生，无法对无级绳绞车运行整个巷道情况做出准确的分析；
2、由于无法观察到绞车运行的前后图像，目前的系统需要安装大量的传感器检测如防跑车装置、挡车栏、道岔的状态，用来判断是否可以正常行驶，传感器安装、护工作量大，经常存在不正常工作和误报的情况；
3、采用上世纪80年代的漏泄对讲机做为对讲和打点设备，由于是模拟信号，经常被井下变频设备所干扰，无法正常语音通信，另外通过按键计数的方式打点，出错率较高，需要急停的时候，无法正常工作，同一个矿上安装几条无级绳绞车系统，相互之间有干扰，原来停A系统，但可能同时停了B系统；
4、采用固定摄像机来查看特定地点的画面，无法动态监控实时运行的梭车前后端轨道情况，固定摄像机用光缆连接，一根光缆只用于传输一路，光纤的熔接工作量大，而且需要采取特殊的安全措施，并且光纤容易断裂，维护和施工量大，不利于无极绳绞车轨道的不断变化情况；
5、部分巷道内没有光线，即使采用低照度摄像机，图像存在雪花点严重的现象；
6、绞车保护控制装置与视频监控、打点、广播各自成一个系统，相互之间没有关联；
7、地面调度没有和井下建立实时监控和通信联络，对绞车运行情况不了解，不利于整个煤矿生产的统筹安排；
8、随着传输技术和计算机技术的发展，数字化的视频传输应用得到广泛普及，在煤矿安全监控系统中引入数字化远程视频监控系统也是大趋势。
因此，需要一种新的无极绳绞车综合监控系统以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型是针对现有技术中无级绳绞车监控系统的缺点，提供一种数据接入及转换效率较高的无极绳绞车综合监控系统。
为实现上述实用新型目的，本实用新型无极绳绞车综合监控系统可采用如下技术方案：
一种无极绳绞车综合监控系统，无极绳绞车系统包括轨道和梭车，所述无极绳绞车综合监控系统包括本安控制箱、多个无线基站、多个本安摄像机、无线摄像机、本安广播分站和本安手机，所述梭车的前端和后端均设置有所述无线摄像机，所述轨道沿途设置有所述本安广播分站，所述梭车上设置有所述本安广播分站，所述本安摄像机和本安广播分站均连接所述无线基站，所述无线基站串联连接并连接所述本安控制箱，所述本安手机通过无线基站连接所述本安控制箱，所述本安控制箱包括IAD装置，所述IAD装置包括MCU芯片、SDRAM随机存储器、FLASH存储器、CPLD芯片、多个打点装置和CAN TO SPI芯片，所述SDRAM随机存储器、FLASH存储器和CPLD芯片均连接所述MCU芯片，所述打点装置和CAN TO SPI芯片均连接所述CPLD芯片, 所述CAN TO SPI芯片包括SPI接口控制器、CAN收发器芯片、第一SIP14-2.54接插件、第二SIP14-2.54接插件、SIP6-2.54接插件和两个SIP2-2.54接插件，所述SPI接口控制器为MCP2515-I/SO芯片，所述CAN收发器为CTM8251A；
所述CTM8251A芯片包括VIN端、GND端、TXD端、RXD端、CAN_H端、CAN_L端、CAN_G端,所述TXD端和RXD端分别连接所述CAN_TX端和CAN_RX端,所述GND端接地，所述VIN端连接3V电压；
所述SIP6-2.54接插件的三个端子分别连接所述CAN_H端、CAN_L端和CAN_G端；所述SIP2-2.54接插件的两个端子分别连接所述CAN_H端和CAN_L端；所述MCP2515-I/SO芯片包括TXCAN端、RXCAN端、TX0RTS端、TX1RTS端、OSC1端、OSC2端、CS端、SO端、SI端、SCK端、INT端、RX0BF端、RX1BF端、VSS端、VDD端和RESET端，所述VSS端接地，所述OSC1端和OSC2端分别连接晶振XT1的两端，所述晶振XT1的两端分别连接电容C6和电容C7的一端，所述电容C6和电容C7的另一端接地；所述VDD端连接3V电压并通过电容C2接地；
所述RESET端通过电容C4接地，所述VDD端和RESET端之间设置有电阻R2；第一SIP14-2.54插接件包括TX0RTS连接端、RX0BF连接端、SCK连接端、MISO连接端、CS连接端、第一Vin连接端；所述TX0RTS连接端、RX0BF连接端、SCK连接端、MISO连接端和CS连接端分别连接所述TX0RTS端、RX0BF端、SCK端、SO端和CS端；第二SIP14-2.54接插件包括TX1RTS连接端、RX1BF连接端、INT连接端、MOSI连接端、RESET连接端、第二Vin连接端；所述TX1RTS连接端、RX1BF连接端、INT连接端、MOSI连接端和RESET连接端分别连接所述TX1RTS端、INT端、SI端和RESET端；
稳压二极管D1的负极、钽电容C1的负极、电容C3的一端和发光二极管D2的正极均接地，所述稳压二极管D1的负极、钽电容C1的正极、电容C3的另一端和发光二极管D2的负极均接3V电压并通过电阻R1连接第一Vin连接端和第二Vin连接端。
其中，C1为钽电容、C3为陶瓷电容，两电容配合进行滤波；D1为稳压二极管，起到稳定电压、防反接、过压保护的功能；D2为发光二极管；电阻R1为滤波电阻；JP2为CAN转SPI模块的接口；模块化设计，用于3.3V电压下的所有的CAN转SPI转换，可扩展性较强；R4为120Ω的CANbus匹配电阻，通过JP1的跳接，来选择是否并入CANbus系统里面。
更进一步的，所述CPLD芯片的型号为5M160ZT100C5N。
更进一步的，所述打点装置包括光继电器AQY211EHAZ和PNP型三极管，所述光继电器AQY211EHAZ包括A端、K端、IN端和OUT端，所述A端连接所述PNP型三极管的集电极，所述PNP型三极管的发射极连接3V电压，所述PNP型三极管的基极连接I01端，所述K端接地，所述IN端连接IN_1端，所述OUT端连接OUT_1端。
更进一步的，所述本安广播分站上设置有急停按钮。在工作面支柱设置的本安广播分站上带有一个急停按钮，当遇到突发情况时，可按下急停按钮，实现梭车的急停保护。
更进一步的，所述本安手机上设置有急停按钮。当遇到突发情况时，可按下急停按钮，实现梭车的急停保护。
更进一步的，还包括显示器，所述显示器连接所述本安控制箱。利用显示器显示本安摄像机和无线摄像机的画面。
有益效果：本实用新型的无极绳绞车综合监控系统，采用了新型的IAD装置，IAD装置采用了数据转换效率更高的新的CAN TO SPI芯片，使得无极绳绞车综合监控系统接入及转换效率更高。本实用新型的IAD装置通过增加CPLD电路，可以有效的降低MCU的工作负担、提高响应时间。
附图说明
图1 为本实用新型的无极绳绞车综合监控系统的结构示意图；
图2为本实用新型的IAD装置的结构示意图；
图3 为CPLD的结构示意图；
图4为CAN TO SPI芯片的具体结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
请参阅图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的无极绳绞车综合监控系统，无极绳绞车系统包括轨道和梭车，无极绳绞车综合监控系统包括本安控制箱、多个无线基站、多个本安摄像机、无线摄像机、本安广播分站和本安手机，梭车的前端和后端均设置有无线摄像机，轨道沿途设置有本安广播分站，梭车上设置有本安广播分站，本安摄像机和本安广播分站均连接无线基站，无线基站串联连接并连接本安控制箱，本安手机通过无线基站连接本安控制箱，本安控制箱包括IAD装置。本安控制箱实现不通协议、信号间的转换，同时输出I/O接口，实现急停动作。轨道沿线的本安广播分站实现有线打点、有线的通信对讲、有线急停等功能。还包括显示器，所述显示器连接所述本安控制箱。利用显示器显示本安摄像机和无线摄像机的画面。
本安手机通过无线基站连接本安控制箱，本安手机的无线打点能够通过工作面沿线的本安广播分站进行播报或警示提醒，做到打点预警播报功能。本安手机上设置有急停按钮。当遇到突发情况时，可按下急停按钮，实现梭车的急停保护。
在本安手机和本安广播分站上面均设置有急停按钮，实现多重保护，有效预防安全事故的发生。
本安控制箱包括IAD装置，IAD装置包括MCU芯片、SDRAM随机存储器、FLASH存储器、CPLD芯片、多个打点装置和CAN TO SPI芯片。其中，优选的，CPLD芯片的型号为5M160ZT100C5N。
SDRAM随机存储器、FLASH存储器和CPLD芯片均连接MCU芯片，打点装置和CAN TO SPI芯片均连接CPLD芯片, CAN TO SPI芯片包括SPI接口控制器、CAN收发器芯片、第一SIP14-2.54接插件、第二SIP14-2.54接插件、SIP6-2.54接插件和两个SIP2-2.54接插件，SPI接口控制器为MCP2515-I/SO芯片，CAN收发器为CTM8251A。
CTM8251A芯片包括VIN端、GND端、TXD端、RXD端、CAN_H端、CAN_L端、CAN_G端,TXD端和RXD端分别连接CAN_TX端和CAN_RX端,GND端接地，VIN端连接3V电压。其中，CTM8251A是一款带隔离的通用CAN收发器芯片，芯片的主要功能室将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差分电平并且具有DC 2500V的隔离功能。
SIP6-2.54接插件的三个端子分别连接CAN_H端、CAN_L端和CAN_G端，SIP2-2.54接插件的两个端子分别连接CAN_H端和CAN_L端。
MCP2515-I/SO芯片包括TXCAN端、RXCAN端、TX0RTS端、TX1RTS端、OSC1端、OSC2端、CS端、SO端、SI端、SCK端、INT端、RX0BF端、RX1BF端、VSS端、VDD端和RESET端，VSS端接地，OSC1端和OSC2端分别连接晶振XT1的两端，晶振XT1的两端分别连接电容C6和电容C7的一端，电容C6和电容C7的另一端接地，VDD端连接3V电压并通过电容C2接地，RESET端通过电容C4接地，VDD端和RESET端之间设置有电阻R2。
第一SIP14-2.54插接件包括TX0RTS连接端、RX0BF连接端、SCK连接端、MISO连接端、CS连接端、第一Vin连接端；TX0RTS连接端、RX0BF连接端、SCK连接端、MISO连接端和CS连接端分别连接TX0RTS端、RX0BF端、SCK端、SO端和CS端。
第二SIP14-2.54接插件包括TX1RTS连接端、RX1BF连接端、INT连接端、MOSI连接端、RESET连接端、第二Vin连接端；TX1RTS连接端、RX1BF连接端、INT连接端、MOSI连接端和RESET连接端分别连接TX1RTS端、INT端、SI端和RESET端；稳压二极管D1的负极、钽电容C1的负极、电容C3的一端和发光二极管D2的正极均接地，所述稳压二极管D1的负极、钽电容C1的正极、电容C3的另一端和发光二极管D2的负极均接3V电压并通过电阻R1连接第一Vin连接端和第二Vin连接端。
其中，C1为钽电容、C3为陶瓷电容，两电容配合进行滤波；D1为稳压二极管，起到稳定电压、防反接、过压保护的功能；D2为发光二极管；电阻R1为滤波电阻；JP2为CAN转SPI模块的接口；模块化设计，用于3.3V电压下的所有的CAN转SPI转换，可扩展性较强；R4为120Ω的CANbus匹配电阻，通过JP1的跳接，来选择是否并入CANbus系统里面。
打点装置包括光继电器AQY211EHAZ和PNP型三极管，光继电器AQY211EHAZ包括A端、K端、IN端和OUT端，A端连接PNP型三极管的集电极，PNP型三极管的发射极连接3V电压，PNP型三极管的基极连接I01端，K端接地，IN端连接IN_1端，OUT端连接OUT_1端。
本实用新型的无极绳绞车综合监控系统，采用了新型的IAD装置，IAD装置应用了数据转换效率更高的新的CAN TO SPI芯片，使得无极绳绞车综合监控系统接入及转换效率更高。本实用新型的电路通过增加CPLD电路，用于更加有效快捷的控制IO和CANbus控制信号的输出，同时可以有效的降低MCU的工作负担、提高响应时间。本实用新型电路通过IO和CANbus的双控制输出，大大提高了控制的可靠。
Claims (6)
1.一种无极绳绞车综合监控系统，无极绳绞车系统包括轨道和梭车，其特征在于：所述无极绳绞车综合监控系统包括本安控制箱、多个无线基站、多个本安摄像机、无线摄像机、本安广播分站和本安手机，所述梭车的前端和后端均设置有所述无线摄像机，所述轨道沿途设置有所述本安广播分站，所述梭车上也设置有所述本安广播分站，所述本安摄像机和本安广播分站均连接所述无线基站，所述无线基站串联连接并连接所述本安控制箱，所述本安手机通过无线基站连接所述本安控制箱，所述本安控制箱包括IAD装置，所述IAD装置包括MCU芯片、SDRAM随机存储器、FLASH存储器、CPLD芯片、多个打点装置和CAN TO SPI芯片，所述SDRAM随机存储器、FLASH存储器和CPLD芯片均连接所述MCU芯片，所述打点装置和CAN TO SPI芯片均连接所述CPLD芯片, 所述CAN TO SPI芯片包括SPI接口控制器、CAN收发器芯片、第一SIP14-2.54接插件、第二SIP14-2.54接插件、SIP6-2.54接插件和两个SIP2-2.54接插件，所述SPI接口控制器为MCP2515-I/SO芯片，所述CAN收发器为CTM8251A；
所述CTM8251A芯片包括VIN端、GND端、TXD端、RXD端、CAN_H端、CAN_L端、CAN_G端,所述TXD端和RXD端分别连接所述CAN_TX端和CAN_RX端,
所述GND端接地，所述VIN端连接3V电压；
所述SIP6-2.54接插件的三个端子分别连接所述CAN_H端、CAN_L端和CAN_G端；
所述SIP2-2.54接插件的两个端子分别连接所述CAN_H端和CAN_L端；
所述MCP2515-I/SO芯片包括TXCAN端、RXCAN端、TX0RTS端、TX1RTS端、OSC1端、OSC2端、CS端、SO端、SI端、SCK端、INT端、RX0BF端、RX1BF端、VSS端、VDD端和RESET端，
所述VSS端接地，所述OSC1端和OSC2端分别连接晶振XT1的两端，
所述晶振XT1的两端分别连接电容C6和电容C7的一端，所述电容C6和电容C7的另一端接地；
所述VDD端连接3V电压并通过电容C2接地；
所述RESET端通过电容C4接地，所述VDD端和RESET端之间设置有电阻R2；
第一SIP14-2.54插接件包括TX0RTS连接端、RX0BF连接端、SCK连接端、MISO连接端、CS连接端、第一Vin连接端；所述TX0RTS连接端、RX0BF连接端、SCK连接端、MISO连接端和CS连接端分别连接所述TX0RTS端、RX0BF端、SCK端、SO端和CS端；
第二SIP14-2.54接插件包括TX1RTS连接端、RX1BF连接端、INT连接端、MOSI连接端、RESET连接端、第二Vin连接端；
所述TX1RTS连接端、RX1BF连接端、INT连接端、MOSI连接端和RESET连接端分别连接所述TX1RTS端、INT端、SI端和RESET端；
稳压二极管D1的负极、钽电容C1的负极、电容C3的一端和发光二极管D2的正极均接地，所述稳压二极管D1的负极、钽电容C1的正极、电容C3的另一端和发光二极管D2的负极均接3V电压并通过电阻R1连接第一Vin连接端和第二Vin连接端。
2.如权利要求1所述的无极绳绞车综合监控系统，其特征在于，所述CPLD芯片的型号为5M160ZT100C5N。
3.如权利要求1所述无极绳绞车综合监控系统，其特征在于，所述打点装置包括光继电器AQY211EHAZ和PNP型三极管，所述光继电器AQY211EHAZ包括A端、K端、IN端和OUT端，所述A端连接所述PNP型三极管的集电极，所述PNP型三极管的发射极连接3V电压，所述PNP型三极管的基极连接I01端，所述K端接地，所述IN端连接IN_1端，所述OUT端连接OUT_1端。
4.如权利要求1所述无极绳绞车综合监控系统，其特征在于，所述本安广播分站上设置有急停按钮。
5.如权利要求1所述无极绳绞车综合监控系统，其特征在于，所述本安手机上设置有急停按钮。
6.如权利要求1所述无极绳绞车综合监控系统，其特征在于，还包括显示器，所述显示器连接所述本安控制箱。
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Cited By (1)
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| CN109672865A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-23 | 南京北路自动化系统有限责任公司 | 一种井下绞车位置视频跟踪系统及跟踪方法 |
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| CN109672865A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-23 | 南京北路自动化系统有限责任公司 | 一种井下绞车位置视频跟踪系统及跟踪方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 211161 No. 50, Bao Xiang Road, Binjiang Economic Development Zone, Nanjing, Jiangsu, Jiangning, China Patentee after: NANJING BESTWAY AUTOMATION SYSTEM Co.,Ltd. Address before: 211106 No. 99 Feinikesi Road, Jiangning economic and Technological Development Zone, Nanjing, Jiangsu Patentee before: NANJING BESTWAY AUTOMATION SYSTEM Co.,Ltd. |
|
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 211161 No. 50 Baoxiang Road, Jiangning Binjiang Economic Development Zone, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee after: Nanjing North Road Intelligent Control Technology Co.,Ltd. Address before: 211161 No. 50 Baoxiang Road, Jiangning Binjiang Economic Development Zone, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee before: NANJING BESTWAY AUTOMATION SYSTEM Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20150107 |
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| CX01 | Expiry of patent term |