CN204552828U - 一种煤矿井下数显式温度检测报警仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，包括外壳、安装在外壳后侧壁上的安装支架、布设在外壳内的电子线路板以及安装在外壳前侧壁上的液晶显示器、输入键盘和温度传感器，电子线路板上设置有主控芯片以及时钟电路、串行通信电路、报警电路和无线通信模块；主控芯片为STC89C51单片机，温度传感器为DS18B20温度传感器，液晶显示器为液晶显示屏LCD1602；报警电路为声光报警电路；主控芯片通过无线通信模块与上位机进行通信。本实用新型电路简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能解决现有煤矿井下温度监控系统存在的投入成本较高、井下布线工作量大、监测位置调整不便、温度检测值显示不直观等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种温度检测装置，尤其是涉及一种煤矿井下数显式温度检测报警仪。
背景技术
随着采矿技术的不断发展，煤矿井下作业的安全性越来越有保障，但仍有许多采矿企业的机械化程度较低，因而对现场采矿工作人员的生命安全造成潜在的威胁。现如今，各煤矿企业均采取了多种煤矿井下安全防护措施，其中为加强矿井防灭火工作，煤矿井下温度的检测报警至关重要。采矿作业过程中，采用温度探头对煤矿井下作业地点的空气温度进行检测，当检测到的温度值超过预先设定的温度报警阈值时进行报警提示，以便及时采取降温或者其它防护措施。目前，所采用的煤矿安全监控系统对煤矿井下温度进行检测报警时，其工作原理是在井下各个作业地点设置温度探头，并通过电缆传输到地面，再通过地面中心站计算机进行数据采集处理，显示到各个终端显示器上，以对煤矿井下各个作业地点的温度变化情况进行监测；同时，在井下各个作业地点布设报警器，当所检测到煤矿井下对应作业地点的空气温度大于温度报警阈值时，通过地面中心站计算机控制该作业地点的报警器进行报警。实际使用过程中，上述监控系统能实现煤矿井下温度检测及报警功能，但存在投入成本较高、井下布线工作量大、监测位置调整不便、温度检测值显示不直观等缺陷和不足。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其电路简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能解决现有煤矿井下温度监控系统存在的投入成本较高、井下布线工作量大、监测位置调整不便、温度检测值显示不直观等问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征在于：包括外壳、安装在所述外壳后侧壁上的安装支架、布设在所述外壳内的电子线路板以及安装在所述外壳前侧壁上的液晶显示器、输入键盘和对所监测区域的空气温度进行实时检测的温度传感器，所述电子线路板上设置有主控芯片以及分别与主控芯片相接的时钟电路、串行通信电路、报警电路和无线通信模块，所述报警电路和液晶显示器均由主控芯片进行控制，所述液晶显示器和输入键盘均与主控芯片相接；所述外壳通过所述安装支架固定在煤矿井下巷道的侧壁上；所述主控芯片为STC89C51单片机，所述温度传感器为DS18B20温度传感器，所述DS18B20温度传感器的DQ引脚与STC89C51单片机的P2.0/A8引脚相接；所述液晶显示器为液晶显示屏LCD1602，液晶显示屏LCD1602的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6和D7引脚分别与STC89C51单片机的P0.0/AD0、P0.1/AD1、P0.2/AD2、P0.3/AD3、P0.4/AD4、P0.5/AD5、P0.6/AD6和P0.7/AD7引脚相接；所述报警电路为声光报警电路；所述主控芯片通过无线通信模块与上位机进行通信。
上述一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征是：所述报警电路包括扬声器LS1和发光二极管D1，STC89C51单片机的P2.1/A9引脚经电阻R4后与三极管Q1的基极相接，扬声器LS1的正电源端接三极管Q1的集电极且其负电源端接地，三极管Q1为PNP型三极管且其发射极接地；STC89C51单片机的P2.2/A10引脚经电阻R5后与发光二极管D1的阴极相接，发光二极管D1的阳极接VCC电源端。
上述一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征是：所述时钟电路包括时钟芯片DS1302，所述时钟芯片DS1302的SCLK和I/O引脚分别与STC89C51单片机的P1.2、P1.0和P1.1引脚相接。
上述一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征是：所述输入键盘包括按键K1、K2、K3和K4，按键K1、K2、K3和K4的一端分别与STC89C51单片机的P1.7、P1.6、P1.5和P1.4引脚相接且其另一端均接地。
上述一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征是：所述按键K1为光标键，所述按键K2为数值增加调整按键，所述按键K3为数值减小调整按键，所述按键K4为人工启动报警按键。
上述一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征是：所述串行通信电路包括芯片MAX232，芯片MAX232的R1OUT和T1IN引脚分别与STC89C51单片机的P3.1/TXD和P3.0/RXD引脚相接。
上述一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征是：所述无线通信模块为nRF2401无线通信模块。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、结构简单、设计合理且安装布设方便。
2、以无线通信方式与上位机进行通信，无需在矿井内布设大量电缆，并且体积小，结构轻巧且便于携带，位置移动方便。
3、电路简单、设计合理且接线方便、投入成本较低，主要包括主控芯片、温度传感器、时钟电路、串行通信电路、液晶显示器、输入键盘、报警电路和无线通信模块，以STC89C51单片机为控制核心，用DS18B20温度传感器检测温度，因而能实现瓦斯浓度与温度同步检测，并能通过液晶显示器对温度传感器所检测信息同步进行直观显示，同时能将所检测温度信息以无线通信方式传送至上位机。
4、使用操作简便且使用效果好、实用价值高，能实现煤矿井下的空气温度检测及报警，并能对所检测温度同步进行直观显示。
综上所述，本实用新型电路简单、设计合理且使用操作简便、使用效果好，能解决现有煤矿井下温度监控系统存在的投入成本较高、井下布线工作量大、监测位置调整不便、温度检测值显示不直观等问题。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型的电路原理图。
附图标记说明:
1—液晶显示器； 2—输入键盘； 3—主控芯片；
4—时钟电路； 5—串行通信电路； 6—报警电路；
7—无线通信模块； 8—上位机； 9—温度传感器。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型包括外壳、安装在所述外壳后侧壁上的安装支架、布设在所述外壳内的电子线路板以及安装在所述外壳前侧壁上的液晶显示器1、输入键盘2和对所监测区域的空气温度进行实时检测的温度传感器9，所述电子线路板上设置有主控芯片3以及分别与主控芯片3相接的时钟电路4、串行通信电路5、报警电路6和无线通信模块7，所述报警电路6和液晶显示器1均由主控芯片3进行控制，所述液晶显示器1和输入键盘2均与主控芯片3相接。所述外壳通过所述安装支架固定在煤矿井下巷道的侧壁上。所述主控芯片3为STC89C51单片机，所述温度传感器9为DS18B20温度传感器，所述DS18B20温度传感器的DQ引脚与STC89C51单片机的P2.0/A8引脚相接。所述液晶显示器1为液晶显示屏LCD1602，液晶显示屏LCD1602的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6和D7引脚分别与STC89C51单片机的P0.0/AD0、P0.1/AD1、P0.2/AD2、P0.3/AD3、P0.4/AD4、P0.5/AD5、P0.6/AD6和P0.7/AD7引脚相接。所述报警电路6为声光报警电路。所述主控芯片3通过无线通信模块7与上位机8进行通信。
本实施例中，所述报警电路6包括扬声器LS1和发光二极管D1，STC89C51单片机的P2.1/A9引脚经电阻R4后与三极管Q1的基极相接，扬声器LS1的正电源端接三极管Q1的集电极且其负电源端接地，三极管Q1为PNP型三极管且其发射极接地；STC89C51单片机的P2.2/A10引脚经电阻R5后与发光二极管D1的阴极相接，发光二极管D1的阳极接VCC电源端。
本实施例中，VCC电源端为+5V电源端。
本实施例中，所述时钟电路4包括时钟芯片DS1302，所述时钟芯片DS1302的SCLK和I/O引脚分别与STC89C51单片机的P1.2、P1.0和P1.1引脚相接。
实际接线时，所述时钟芯片DS1302的X1和X2引脚分别与晶振X2的两个接线端相接，时钟芯片DS1302的VCC1引脚接VCC电源端且其VCC2引脚接滑动变阻器RV2的滑动端，滑动变阻器RV2的一个固定端接VCC电源端且其另一个固定端接地。
本实施例中，所述输入键盘2包括按键K1、K2、K3和K4，按键K1、K2、K3和K4的一端分别与STC89C51单片机的P1.7、P1.6、P1.5和P1.4引脚相接且其另一端均接地。
并且，所述按键K1为光标键，所述按键K2为数值增加调整按键，所述按键K3为数值减小调整按键，所述按键K4为人工启动报警按键。
实际接线时，STC89C51单片机的XTAL1和XTAL2引脚分别与晶振X1的两个接线端相接，且STC89C51单片机的XTAL1和XTAL2引脚分别经电容C1和C2后接地。所述STC89C51单片机的RST引脚分三路，一路经电容C3后接VCC电源端，一路经电阻R2后接地，第三路经复位按钮K5和电阻R1后接VCC电源端。并且，所述STC89C51单片机的EA引脚接VCC电源端。
本实施例中，液晶显示屏LCD1602的VSS引脚接地，液晶显示屏LCD1602的VDD引脚接VCC电源端且其VEE引脚接滑动变阻器RV3的滑动端，滑动变阻器RV3的一个固定端接VCC电源端且其另一个固定端接地。所述液晶显示屏LCD1602的RS、R/W和E引脚分别与P2.5/A13、P2.6/A14和P2.7/A15引脚相接。
本实施例中，所述串行通信电路5包括芯片MAX232，芯片MAX232的R1OUT和T1IN引脚分别与STC89C51单片机的P3.1/TXD和P3.0/RXD引脚相接。
实际接线时，芯片MAX232的C1+和C1-引脚之间接有电容C4，芯片MAX232的C2+和C2-引脚之间接有电容C5，芯片MAX232的VS+引脚经电容C6后接VCC电源端，芯片MAX232的VS-引脚经电容C7后接地。
同时，所述串行通信电路5还包括D型连接器，D型连接器的第5引脚接地，D型连接器的第3引脚与芯片MAX232的R1IN引脚相接，D型连接器的第2引脚与芯片MAX232的T1OUT引脚相接。所述D型连接器为包含9个引脚的D型连接器，即芯片J1。
本实施例中，所述无线通信模块7为nRF2401无线通信模块。
本实施例中，所述DS18B20温度传感器的第1引脚接地；所述DS18B20温度传感器的第3引脚接VCC电源端且其第2引脚经电阻R3后接VCC电源端。
实际使用时，通过温度传感器9对所处位置处煤矿井下的空气温度进行实时检测，并将检测温度信息传送至主控芯片3，并通过显示器1对温度传感器9所检测信息进行同步显示，且通过时钟电路4确定温度检测时间；同时，所述主控芯片3通过无线通信模块7将所检测温度信息与温度检测时间同步传送至上位机8，通过上位机8随时掌握对煤矿井下的空气温度变化情况；并且，所述主控芯片3接收到温度传感器9所检测的温度信息后，将所检测的温度值与通过输入键盘2预先设定的温度报警阈值进行比较，当所检测的温度值大于预先设定的温度报警阈值时，所述主控芯片3控制报警电路6进行报警提示。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征在于：包括外壳、安装在所述外壳后侧壁上的安装支架、布设在所述外壳内的电子线路板以及安装在所述外壳前侧壁上的液晶显示器(1)、输入键盘(2)和对所监测区域的空气温度进行实时检测的温度传感器(9)，所述电子线路板上设置有主控芯片(3)以及分别与主控芯片(3)相接的时钟电路(4)、串行通信电路(5)、报警电路(6)和无线通信模块(7)，所述报警电路(6)和液晶显示器(1)均由主控芯片(3)进行控制，所述液晶显示器(1)和输入键盘(2)均与主控芯片(3)相接；所述外壳通过所述安装支架固定在煤矿井下巷道的侧壁上；所述主控芯片(3)为STC89C51单片机，所述温度传感器(9)为DS18B20温度传感器，所述DS18B20温度传感器的DQ引脚与STC89C51单片机的P2.0/A8引脚相接；所述液晶显示器(1)为液晶显示屏LCD1602，液晶显示屏LCD1602的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6和D7引脚分别与STC89C51单片机的P0.0/AD0、P0.1/AD1、P0.2/AD2、P0.3/AD3、P0.4/AD4、P0.5/AD5、P0.6/AD6和P0.7/AD7引脚相接；所述报警电路(6)为声光报警电路；所述主控芯片(3)通过无线通信模块(7)与上位机(8)进行通信。
2.按照权利要求1所述的一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征在于：所述报警电路(6)包括扬声器LS1和发光二极管D1，STC89C51单片机的P2.1/A9引脚经电阻R4后与三极管Q1的基极相接，扬声器LS1的正电源端接三极管Q1的集电极且其负电源端接地，三极管Q1为PNP型三极管且其发射极接地；STC89C51单片机的P2.2/A10引脚经电阻R5后与发光二极管D1的阴极相接，发光二极管D1的阳极接VCC电源端。
3.按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征在于：所述时钟电路(4)包括时钟芯片DS1302，所述时钟芯片DS1302的SCLK和I/O引脚分别与STC89C51单片机的P1.2、P1.0和P1.1引脚相接。
4.按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征在于：所述输入键盘(2)包括按键K1、K2、K3和K4，按键K1、K2、K3和K4的一端分别与STC89C51单片机的P1.7、P1.6、P1.5和P1.4引脚相接且其另一端均接地。
5.按照权利要求4所述的一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征在于：所述按键K1为光标键，所述按键K2为数值增加调整按键，所述按键K3为数值减小调整按键，所述按键K4为人工启动报警按键。
6.按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征在于：所述串行通信电路(5)包括芯片MAX232，芯片MAX232的R1OUT和T1IN引脚分别与STC89C51单片机的P3.1/TXD和P3.0/RXD引脚相接。
7.按照权利要求1或2所述的一种煤矿井下数显式温度检测报警仪，其特征在于：所述无线通信模块(7)为nRF2401无线通信模块。
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|---|---|---|---|
| CN201520228415.4U CN204552828U (zh) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | 一种煤矿井下数显式温度检测报警仪 |
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| CN204552828U true CN204552828U (zh) | 2015-08-12 |
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| CN (1) | CN204552828U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108036825A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-15 | 广西金邦泰科技有限公司 | 一种用于矿山的报警装置 |
| CN112414579A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-26 | 煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司 | 基于传感器的矿井等效温度采集处理系统 |
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2015
- 2015-04-15 CN CN201520228415.4U patent/CN204552828U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN112414579A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-26 | 煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司 | 基于传感器的矿井等效温度采集处理系统 |
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