CN207947769U - 一种新型矿用无线传感收发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种新型矿用无线传感收发装置，涉及矿用传感器数据传输技术领域；包括无线发送模块和无线接收模块，无线发送模块包括电池、发射端稳压单元、发射端中央控制器、发射端无线模块和发射端数据交互模块；电池与发射端稳压单元通过供电传输指示线路电连接，发射端稳压单元通过供电传输指示线路分别与发射端中央控制器、发射端无线模块和发射端数据交互模块电连接，发射端中央控制器分别通过信号传输指示线路分别与发射端无线模块和发射端数据交互模块信号连接；无线接收模块电路结构与无线发射模块相类似。本实用新型能够兼容多种传感器数据的无线收发，即插即用，可以与多种传感器、执行器、监控分站等设备搭配使用，操作简单便捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿用传感器数据传输技术领域，特别涉及一种新型矿用无线传感收发装置。
背景技术
煤炭是我国重要的能源之一，在不可再生资源结构中所占的比重达到了70％，煤矿安全生产问题的及时解决及预防是煤炭作为经济支柱型产业的前提。
国家煤矿安全监察局《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》(煤安监函【2016】5号)三(3.推广应用先进传感技术及装备)中要求突出、高瓦斯矿井的回风隅角建议采用无线传感器。
而目前国内国外市场上的无线传感器种类繁多，传输方式也是各种各样，但是多以单一传感器为主，采用一体化设计，比如无线甲烷传感器、无线一氧化碳传感器，将无线传感器的组成模块封装在一个外壳内，在工作时由电池提供电源，构成无线传感器网络节点。由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微型节点，通过自组网的方式构成传输网络。
无线传感器采用数据“跳传”的模式，各传感器之间可以相互通讯，数据统一由无线数据采集器所接收，特别是在煤矿井下有线安装监测比较困难的位置(比如工作面上隅角等)，可以解决有线传感器在使用过程中布线困难、传感器“随采随动”而需要不断撤回电缆、电缆易被砸断、使用维护成本高等问题。
虽然现有无线传感器使用操作便捷、技术成熟，但是大多是单一传感器，而如果需要其他种类的无线传感器，那么就需要重新设计开发，无法做到多种类传感器兼容使用，不利于现场对各个监测点的无线实时动态监测。
实用新型内容
本实用新型提出一种新型矿用无线传感收发装置，能够兼容多种传感器数据的无线收发，从而利于现场对各个监测点的无线实时动态监测；结构简单，操作方便，可靠性高，传输距离远，维护成本低廉。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种新型矿用无线传感收发装置，包括无线发送模块和无线接收模块，所述无线发送模块包括电池、发射端稳压单元、发射端中央控制器、发射端无线模块和发射端数据交互模块；所述电池与发射端稳压单元通过供电传输指示线路电连接，发射端稳压单元通过供电传输指示线路分别与发射端中央控制器、发射端无线模块和发射端数据交互模块电连接，所述发射端中央控制器分别通过信号传输指示线路分别与发射端无线模块和发射端数据交互模块信号连接；所述无线接收模块包括电源接口、接收端稳压单元、接收端中央处理器、接收端无线模块和接收端数据交互模块，所述电源接口通过供电传输指示线路与接收端稳压单元电连接，所述接收端稳压单元通过供电传输指示线路分别与接收端中央处理器、接收端无线模块和接收端数据交互模块电连接，所述接收端中央处理器通过信号传输指示线路分别与接收端无线模块和接收端数据交互模块信号连接；所述发射端无线模块和接收端无线模块通过天线进行无线通讯数据传输。
进一步的技术方案，所述发射端稳压单元包括发射端DC5.0V模块和发射端DC3.3V模块，所述发射端DC5.0V模块通过供电传输指示线路分别与电池、发射端DC3.3V模块和发射端数据交互模块电连接，所述发射端DC3.3V模块通过供电传输指示线路分别与发射端中央控制器和发射端无线模块电连接。
进一步的技术方案，所述接收端稳压单元包括接收端DC5.0V模块和发射端DC3.3V模块，所述接收端DC5.0V模块通过供电传输指示线路分别与电源接口、接收端DC3.3V模块和接收端数据交互模块电连接，所述接收端DC3.3V模块通过供电传输指示线路分别与接收端中央控制器和接收端无线模块电连接。
进一步的技术方案，所述发射端中央控制器和接收端中央处理器的型号均为STM32F103。
进一步的技术方案，所述发射端数据交互模块与数字化传感器或执行器进行数据交互。
进一步的技术方案，所述接收端数据交互模块与数字化监控分站进行数据交互。
进一步的技术方案，所述发射端无线模块与接收端无线模块通过Zigbee、Wi-Fi、RFID、3G移动通信网络、4G移动通信网络或5G移动通信网络中的一种进行数据交互。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的无线发送模块设有发射端数据交互模块，发射端数据交互模块能够与多种传感器进行数据交互，传感器采集的数据通过发射端中央控制器控制发射端无线模块向无线接收端发送数据，无线接收端的接收无线模块接收数据后，通过接收端中央控制器发送给接收端数据交互模块，从而实现传感器数据的无线传输，因此，能够实现多种传感器数据的无线收发；本实用新型兼容能力强，“即插即用”，可以与多种传感器、执行器、监控分站等设备搭配使用，操作简单便捷；同时装置具有无线数据信号传输可靠性高、传输距离远、后期维护成本低等重要优势。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的系统原理图；
图2为本实用新型无线发送模块的电路原理图；
在图中：1—电池；2—供电传输指示线路；3—发射端DC5.0V模块；4—发射端DC3.3V模块；5—发射端中央控制器；6—信号传输指示线路；7—发射端无线模块；8—发射端数据交互模块；9—天线；10—接收端无线模；11—接收端中央处理器；12—接收端DC3.3V模块；13—接收端DC5.0V模块；14—电源接口；15—接收端数据交互模；16—无线发送模块；17—无线接收模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型提出的一种新型矿用无线传感收发装置，包括无线发送模块16和无线接收模块17，无线发送模块16包括电池1、发射端稳压单元、发射端中央控制器5、发射端无线模块7和发射端数据交互模块8；电池1与发射端稳压单元通过供电传输指示线路2电连接，发射端稳压单元通过供电传输指示线路2分别与发射端中央控制器5、发射端无线模块7和发射端数据交互模块8电连接，发射端中央控制器5分别通过信号传输指示线路6分别与发射端无线模块7和发射端数据交互模块8信号连接；无线接收模块17包括电源接口14、接收端稳压单元、接收端中央处理器11、接收端无线模块10和接收端数据交互模块15，电源接口14通过供电传输指示线路2与接收端稳压单元电连接，接收端稳压单元通过供电传输指示线路2分别与接收端中央处理器11、接收端无线模块10和接收端数据交互模块15电连接，接收端中央处理器11通过信号传输指示线路6分别与接收端无线模块10和接收端数据交互模块15信号连接；发射端无线模块7和接收端无线模块10通过天线9进行无线通讯数据传输。
发射端稳压单元包括发射端DC5.0V模块3和发射端DC3.3V模块4，发射端DC5.0V模块通过供电传输指示线路2分别与电池1、发射端DC3.3V模块4和发射端数据交互模块8电连接，发射端DC3.3V模块4通过供电传输指示线路2分别与发射端中央控制器5和发射端无线模块7电连接。接收端稳压单元包括接收端DC5.0V模块13和发射端DC3.3V模块12，接收端DC5.0V模块通过供电传输指示线路2分别与电源接口14、接收端DC3.3V模块12和接收端数据交互模块15电连接，接收端DC3.3V模块12通过供电传输指示线路2分别与接收端中央控制器11和接收端无线模块10电连接。
在本实施例中，发射端中央控制器5和接收端中央处理器11的型号均为STM32F103，发射端数据交互模块8与数字化传感器或执行器等多种终端设备进行数据交互，接收端数据交互模块15与数字化监控分站等多种监控设备进行数据交互，发射端无线模块7与接收端无线模块10通过Zigbee、Wi-Fi、RFID、3G移动通信网络、4G移动通信网络或5G移动通信网络中的一种进行数据交互。
由于无线接收端17的电路原理无线发射端16的电路原理类似，在此说明无线发射端16的电路原理。如图2所示，为无线发射端16的电路原理图，如图中所示，无线发射端16的P1的2引脚、3引脚与数字化传感器的通讯端口进行外部连接，P1的1引脚、4引脚与数字化传感器的供电端口进行外部连接。无线发射端16的电池BT1的1引脚连接P1的1引脚，电池BT1的2引脚连接P1的4引脚，通过电池BT1完成对无线发射端16及数字化传感器的供电。无线发射端16的U1的45引脚连接U2的1引脚，U1的44引脚连接U2的4引脚，U2的6引脚、7引脚通过R6、R5分别连接P1的3引脚、2引脚，通过U1对U2的控制完成与数字化传感器(CAN总线)的数据交互；U1的15引脚连接U3的2、3引脚，U1的16引脚连接U3的4引脚，U1的17引脚连接U3的1引脚，U3的6引脚、7引脚通过R7、R8分别连接P1的2引脚、3引脚，通过U1对U3的控制完成与数字化传感器(RS485总线)的数据交互。无线发射端16的R5、R6连接时，R7、R8断开，完成对数字化传感器(CAN总线)的数据交互；无线发射端16的R5、R6断开时，R7、R8连接，完成对数字化传感器(RS485总线)的数据交互。无线发射端16的U1的29引脚连接P2的21引脚，U1的30引脚连接P2的20引脚，通过U1对P2的控制完成无线发射端16与无线接收端17的数据交互。接收端中央控制器11通过接收端数据交互模块15与数字化监控分站进行数据交互，其数据经过转换后通过接收端无线模块10与发射端无线模块7进行数据交互。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种新型矿用无线传感收发装置，其特征在于，包括无线发送模块(16)和无线接收模块(17)，所述无线发送模块(16)包括电池(1)、发射端稳压单元、发射端中央控制器(5)、发射端无线模块(7)和发射端数据交互模块(8)；所述电池(1)与发射端稳压单元通过供电传输指示线路(2)电连接，发射端稳压单元通过供电传输指示线路(2)分别与发射端中央控制器(5)、发射端无线模块(7)和发射端数据交互模块(8)电连接，所述发射端中央控制器(5)分别通过信号传输指示线路(6)分别与发射端无线模块(7)和发射端数据交互模块(8)信号连接；所述无线接收模块(17)包括电源接口(14)、接收端稳压单元、接收端中央处理器(11)、接收端无线模块(10)和接收端数据交互模块(15)，所述电源接口(14)通过供电传输指示线路(2)与接收端稳压单元电连接，所述接收端稳压单元通过供电传输指示线路(2)分别与接收端中央处理器(11)、接收端无线模块(10)和接收端数据交互模块(15)电连接，所述接收端中央处理器(11)通过信号传输指示线路(6)分别与接收端无线模块(10)和接收端数据交互模块(15)信号连接；所述发射端无线模块(7)和接收端无线模块(10)通过天线(9)进行无线通讯数据传输。
2.根据权利要求1所述的一种新型矿用无线传感收发装置，其特征在于，所述发射端稳压单元包括发射端DC5.0V模块(3)和发射端DC3.3V模块(4)，所述发射端DC5.0V模块通过供电传输指示线路(2)分别与电池(1)、发射端DC3.3V模块(4)和发射端数据交互模块(8)电连接，所述发射端DC3.3V模块(4)通过供电传输指示线路(2)分别与发射端中央控制器(5)和发射端无线模块(7)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种新型矿用无线传感收发装置，其特征在于，所述接收端稳压单元包括接收端DC5.0V模块(13)和发射端DC3.3V模块(12)，所述接收端DC5.0V模块通过供电传输指示线路(2)分别与电源接口(14)、接收端DC3.3V模块(12)和接收端数据交互模块(15)电连接，所述接收端DC3.3V模块(12)通过供电传输指示线路(2)分别与接收端中央控制器(11)和接收端无线模块(10)电连接。
4.根据权利要求1所述的一种新型矿用无线传感收发装置，其特征在于，所述发射端中央控制器(5)和接收端中央处理器(11)的型号均为STM32F103。
5.根据权利要求1所述的一种新型矿用无线传感收发装置，其特征在于，所述发射端数据交互模块(8)与数字化传感器或执行器进行数据交互。
6.根据权利要求1所述的一种新型矿用无线传感收发装置，其特征在于，所述接收端数据交互模块(15)与数字化监控分站进行数据交互。
7.根据权利要求1所述的一种新型矿用无线传感收发装置，其特征在于，所述发射端无线模块(7)与接收端无线模块(10)通过Zigbee、Wi-Fi、RFID、3G移动通信网络、4G移动通信网络或5G移动通信网络中的一种进行数据交互。
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