CN204408723U - 基于无线网络的矿用隔爆兼本安led照明灯 - Google Patents

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刘正怀
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Abstract

本实用新型公开了基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，属于矿用设备领域。本实用新型包括本安电源转换模块、LED照明模块，中央控制模块、无线网络模块和声控模块，中央控制模块采集LED照明模块的电流、电压、功率，并通过本安电源转换模块控制采集LED照明模块的功率；中央控制模块与无线网络模块相连，控制无线数据的传输、级联和转发；声控模块与LED照明模块相连，控制通断LED灯电源。本实用新型在满足矿井照明需要的同时有效节能，还通过无线网络模块进行数据传输，减少了通讯电缆数量，大大降低生产成本；本实用新型的无线网络模块采用2.4GHzZigbee无线网络模块，具有低损耗、低误码率、高保密性、高抗干扰性等特点，为数字化矿井奠定基础。

Description

基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯
技术领域
本实用新型涉及矿用设备领域，更具体地说，涉及基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯。
背景技术
普通矿用隔爆兼本安型LED照明灯功能比较单一，仅具有照明功能，且处于长期照明状态，容易损坏。随着各种高新技术的发展，数字化、智能化、节能化是新型煤矿发展重要方向，而在数字化矿井中，煤矿安全监控系统、无线定位系统、生产过程控制系统、煤矿电力系统、煤矿井下通讯系统等各大系统安装了越来越多的智能终端，担负着瓦斯、CO、风速、皮带机的温度、皮带机的速度、电力系统电压电流、人员位置信息等数据采集任务，为了满足这些系大量数据传输需要，煤矿安装了大量各种类型的通信电缆，不仅成本高，安装量大，也不易维护，而且矿井下现有照明灯具都长期处于亮灯状态，这样造成照明灯具的使用寿命短，照明效果差，即使在很多场合不需要工作的时候，照明灯具依然亮着消耗电能，这样就造成电能资源的大量浪费。
通过专利检索，现有技术中已有相关技术方案公开。如，申请号201220073141.2，申请日为2012年3月1日，实用新型名称为：一种基于WiFi的主动式瓦斯温度预警矿灯，该申请案包括照明装置、WiFi射频模块、温度传感器、瓦斯传感器、主动预警模块、液晶显示器、智能电源模块和蜂鸣器，WiFi射频模块包括无线发射接收单元、微控制器、按键和指示灯。该申请案虽然能够提供照明功能的同时还能主动感知周围环境中传感器数据，但是在一定程度上该主动式瓦斯温度预警矿灯结构复杂，造价成本高，不易推广。
实用新型内容
1.实用新型要解决的技术问题
本实用新型针对上述出现的问题，提出基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，内置Zigbee无线数传模块和声控模块，一方面，能够组成无线网络，实现点对点，点对面的无线数据传输与数据级联，这样，整个井下安装照明后，煤矿各大系统所安装的传感器，执行器，均可通过无线网络将数据传输到地面站，取代有线数据传输电缆，大大降低了材料成本、安装成本、维护成本；另一方面，智能型无线网络设计，可以实现照明亮度无线调整，同时还可实现对照明功率计量，另一方面，还可以实现改善矿井下的照明环境，减少照明灯具的消耗，大大降低电能损耗。
2.技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，包括本安电源转换模块、LED照明模块、中央控制模块、无线网络模块和声控模块，所述的中央控制模块与LED照明模块相连，用于采集LED照明模块的电流、电压、功率，所述的中央控制模块与本安电源转换模块相连，用于通过本安电源转换模块控制LED照明模块的功率，所述的中央控制模块与无线网络模块相连，用于控制无线数据传输、级联和转发；所述的无线网络模块为2.4GHz Zigbee无线网络模块，该2.4GHz Zigbee无线网络模块的控制芯片采用核心Zigbee控制芯片，用于控制收集有效范围内的无线数据，所述的声控模块与LED照明模块相连，用于通断LED灯电源。
作为本实用新型的进一步改进，所述的本安电源转换模块与127V矿用交流电源相连；所述的本安电源转换模块与LED照明模块相连，向LED照明模块输出可编程恒流源；所述的本安电源转换模块与中央控制模块相连，向中央控制模块输出5V直流电压，所述的中央控制模块向无线网络模块输出5V直流电压，所述的本安电源模块与声控模块相连。
作为本实用新型的进一步改进，所述的中央控制模块的主控制核心为ARM7系列内核的LPC2132单片机。
本实用新型采用新型高性能ARM7系列32位低功耗CPU为控制核心，使得装置具有外围电路简单、可靠性高等特点。采用Zigbee无线数传模块和声控模块，一方面，能够组成无线网络，实现点对点，点对面的无线数据传输与数据级联，这样，整个井下安装照明后，煤矿各大系统所安装的传感器，执行器，均可通过无线网络将数据传输到地面站，取代有线数据传输电缆，大大降低了材料成本、安装成本、维护成本，智能型无线网络设计，可以实现照明亮度无线调整，同时还可实现对照明功率计量，另一方面，声控模块延长了照明灯具的使用寿命，大大降低电能损耗。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本实用新型的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，采用32位ARM7内核系列的中央处理器，性能高，处理速度快，外围电路简洁可靠。
(2)本实用新型的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，采用Zigbee无线数传模块，实现点对点，点对面的无线数据传输与数据级联。
(3)本实用新型的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，使用无线网络无需单独另外铺设通讯线路，施工方便。
(4)本实用新型的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，具有级联功能的无线网络信息传输量大、距离远、通讯更可靠。
(5)本实用新型的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，无线方面采用集成度高、体积小的专用芯片，硬件自动解码和校验。
(6)本实用新型的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，双路本安电源保证了煤矿产品安全要求，且造价成本低，易推广。
(7)本实用新型的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，声控模式的设置降低了照明灯具的使用频率，增加了其的使用寿命，减少了灯具的消耗，并提高了照明效果。
(8)本实用新型的基于WIFI网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，大大降低了电能资源的消耗。
附图说明
图1为本实用新型的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯原理方框图；
图2为本实用新型的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯安装示意图。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。
实施例1
参见图1,本实施例的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，包括本安电源转换模块1、LED照明模块2，中央控制模块3、无线网络模块4和声控模块5，所述中央控制模块3由高性价比ARM7系列内核的LPC2132单片机作为主控制核心，所述的中央控制模块3与无线网络模块4相连，实现对无线数据传输，级联，转发的控制；所述的中央控制模块3与LED照明模块2相连，采集LED照明模块2电压、电流、功率，所述的中央控制模块3与本安电源转换模块1相连，通过本安电源转换模块1实现对采集LED照明模块2的功率控制。所述的声控模块5与LED照明模块2相连，用于通断LED照明模块2电源。
本安电源转换模块1将输入的127V矿用交流电一路转换成可编程恒流源向LED照明模块2供电，以实现煤矿井下照明要求，一路转换成恒定的5V直流电压向中央控制模块3、无线网络模块4供电。中央控制模块3通过无线数据指令，控制采集LED照明模块2功率，并采集LED照明模块2电压、电流数据。无线网络模块4内设2.4GHz Zigbee无线网络模块，该2.4GHz Zigbee无线网络模块控制芯片采用核心Zigbee控制芯片，用于收集有效范围内的无线数据，并根据相应无线网络通讯协议进行无线数据传感器信号采集，无线网络数据转发，无线电信号接力等任务。
如图2所示，本实用新型的安全方法如下：1、基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯安装于需要照明及无线数传的巷道上方。2、基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯安装间距为300米左右，安装时不间距不能太大，以防数据链路中断。3、具有无线数传功能的传感器、执行器与基于WIFI网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯距离不能超过300米。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，包括本安电源转换模块(1)和LED照明模块(2)，其特征在于：还包括中央控制模块(3)、无线网络模块(4)和声控模块(5)，所述的中央控制模块(3)与LED照明模块(2)相连，用于采集LED照明模块(2)的电流、电压、功率，所述的中央控制模块(3)与本安电源转换模块(1)相连，用于通过本安电源转换模块(1)控制采集LED照明模块(2)的功率，所述的中央控制模块(3)与无线网络模块(4)相连，用于控制无线数据传输、级联和转发；所述的无线网络模块(4)为2.4GHzZigbee无线网络模块，该2.4GHz Zigbee无线网络模块的控制芯片采用核心Zigbee控制芯片，用于控制收集有效范围内的无线数据，所述的声控模块(5)与LED照明模块(2)相连，用于通断LED照明模块(2)电源。
2.根据权利要求1所述的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，其特征在于：所述的本安电源转换模块(1)与127V矿用交流电源相连；所述的本安电源转换模块(1)与LED照明模块(2)相连，向LED照明模块(2)输出可编程恒流源；所述的本安电源转换模块(1)与中央控制模块(3)相连，向中央控制模块(3)输出5V直流电压，所述的中央控制模块(3)向无线网络模块(4)输出5V直流电压；所述的本安电源模块(1)与声控模块(5)相连。
3.根据权利要求2所述的基于无线网络的矿用隔爆兼本安LED照明灯，其特征在于：所述的中央控制模块(3)的主控制核心为ARM7系列内核的LPC2132单片机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105588041A (zh) * 2016-02-17 2016-05-18 浙江国友通讯科技股份有限公司 一种智能矿用巷道照明灯及照明系统
CN114251123A (zh) * 2020-09-25 2022-03-29 南京工业大学 基于wifi通信的矿井逃生引导装置

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