CN209861233U - 一种基于无线射频技术的井下节电控制系统 - Google Patents
一种基于无线射频技术的井下节电控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于无线射频技术的井下节电控制系统，利用井下人员随时携带的射频卡通过无线射频技术控制节点控制器，根据功能要求实现继电器输出从而实现照明设备的控制功能。平时照明设备会始终保持关闭，当射频收发模块检测到有设定频率和协议的射频卡，就会通过中央处理模块立即启动继电器输出模块，控制照明设备启动。当照明设备启动，又感应检测到人已经离开，则会经过预设好的短暂延迟之后自动关闭照明设备。另外，本系统具有协议转换功能，可识别多种人员的射频卡，扩大了系统的适用性。
Description
技术领域
本实用新型属于井下照明控制技术领域,特别设计一种基于无线射频技术的井下节电控制系统。
背景技术
在科学技术不断进步和能源利用日益紧张的状况下，节能减排自然成了社会所关注的焦点，因此各种智能节能产品层出不穷。
矿山企业节电的主要范围是供电系统和用电设备。在用电设备方面，矿山井下无自然光源，井下照明用电量较地面用电量高很多，同时井下巷道比较长，照明区域大，范围广，如果井下照明始终开启，很多区域长时间无人员作业，电能利用率低下，造成电能浪费量巨大。
所以作为工矿企业中重要的照明用电消费终端，井下照明存在连续照明时间长、照明光源耗电量大等问题。同时矿山企业照明也具有十分巨大的节电潜力。如何有效的减少井下照明用电的耗电量，是我们亟待解决的问题。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于无线射频技术的井下节电控制系统。
本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种基于无线射频技术的井下节电控制系统，包括射频卡和用于接收射频卡发出的电磁感应信号的节电控制器；所述节电控制器包括：射频收发模块、中央处理模块和继电器输出模块；所述中央处理模块分别与射频收发模块和继电器输出模块连接，所述时继电器输出模块与井下的照明设备连接；所述射频卡上设有RFID电子标签、LC谐振电路和射频发射模块，射频发射模块分别与LC谐振电路和RFID电子标签连接；所述射频收发模块用于接收射频卡发出的电磁感应信号并向中央处理模块发出信号，还用于发出射频信号使LC谐振电路产生共振；所述中央处理模块用于接收到射频收发模块发出的信号后输出指令控制继电器输出模块关闭或开启；所述继电器输出模块用于控制照明设备的开关。
进一步，所述节电控制器还包括协议转换模块和无线射频天线，所述协议转换模块分别与无线射频天线和射频收发模块连接；所述协议转换模块用于根据射频卡内置传输协议进行协议的切换选择。
进一步，所述节电控制器还包括时间模块，所述时间模块分别与继电器输出模块和中央处理模块连接，时间模块用于控制继电器输出模块闭合的延时时长。
进一步，所述节电控制器还包括报警通讯输出模块，报警通讯输出模块与中央处理模块连接；所述报警通讯输出模块用于射频卡与节电控制器进行无线射频传输时发送警示信号，以判断节点控制器的运行状态。
进一步，所述RFID电子标签采用2.45GHz有源RFID电子标签作为射频卡的定位标签。
进一步，所述中央处理模块采用型号为STM32F103C8T6的单片机。
对比现有技术，本实用新型有益效果在于：本实用新型提供的基于无线射频技术的井下节电控制系统，利用井下人员随时携带的射频卡通过无线射频技术控制节点控制器，根据功能要求实现继电器输出从而实现照明设备的控制功能。平时照明设备会始终保持关闭，当射频收发模块检测到有设定频率和协议的射频卡，就会通过中央处理模块立即启动继电器输出模块，控制照明设备启动。当照明设备启动，又感应检测到人已经离开，则会经过预设好的短暂延迟之后自动关闭照明设备。另外，本系统具有协议转换功能，可识别多种人员的射频卡，扩大了系统的适用性。
目前，经过设计与制作调试，本系统已经能够正常完成所有预设的功能。能够切实做到人来灯亮，人走灯灭的功能。
由此可见，本实用新型具有实质性特点和进步，其实施的有益效果显而易见。
附图说明
图1是本实用新型的射频卡结构示意图。
图2是本实用新型的节电控制器的结构示意图。
图3是本实用新型的工作状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做出说明。
如图1、图2所示的一种基于无线射频技术的井下节电控制系统，包括射频卡和用于接收射频卡发出的电磁感应信号的节电控制器；所述射频卡上设有RFID电子标签、LC谐振电路和射频发射模块，射频发射模块分别与LC谐振电路和RFID电子标签连接。
所述节电控制器包括：射频收发模块、中央处理模块、继电器输出模块、协议转换模块、无线射频天线、时间模块和报警通讯输出模块；中央处理模块分别与射频收发模块、继电器输出模块、时间模块和报警通讯输出模块连接；协议转换模块分别与无线射频天线射频收发模块连接；继电器输出模块分别与时间模块和井下的照明设备连接。
所述射频收发模块、射频发射模块、LC谐振电路的工作频率相同。RFID电子标签采用2.45GHz有源RFID电子标签作为射频卡的定位标签。中央处理模块采用型号为STM32F103C8T6的单片机。
虽然本实用新型采用的是2.45GHz有源RFID电子标签作为定位标签，但在现有的人员定位系统中，协议各有不同，为了使本申请具有更广的适用性，根据现有的使用较多的协议可进行协议的选择，一般一个使用单位使用同一个协议的定位标签，利用协议转换模块可根据使用的井下人员定位系统进行切换选择。
射频模块收发经无线射频天线在一定区域向外发送电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。用于井下人员定位的射频卡内有一个LC串联谐振电路，其频率与射频收发模块发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，在电容上感应出电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为射频发射模块提供工作电压，将卡内数据发射出去。无线射频收发模块接收到卡的数据后，输入到中央处理模块。
中央处理模块的主要部分为单片机，单片机与继电器输出模块相连，单片机接收到来自射频收发模块的信号，输出一个指令，继电器输出模块闭合，当射频收发模块无信号输入，继电器输出模块断开。
时间模块为继电器输出模块闭合的延时模块，通过调节该模块可以控制人员离开多久断开继电器输出模块。
报警通讯输出模块在检测到井下人员射频卡数据后开启绿色指示灯，当数据信号消失开启红色指示灯，以判断节电控制器的运行状况。
中央处理模块的继电器输出信号和时间模块控制继电器输出模块，当接收到来自中央处理模块发出的信号，继电器输出模块控制照明设备开启，当来自中央处理模块的信号消失，时间模块的计时功能启动，达到设定时间，继电器输出模块断开，进而实现了井下照明设备的延时关闭。
本实用新型的系统原理及功能：本实用新型是基于无线射频识别技术的自动控制产品，将无线射频检测与单片机系统相结合，用于矿山井下照明或其他用电设备的节电控制。系统原理是：如图3所示，当携带井下人员射频卡的人员或安装有射频卡的运输车辆进入到本实用新型的检测范围时，射频收发模块检测到相应的数据，通过以单片机为核心元件的中央处理模块，控制继电器的闭合，同时当人员离开检测范围，射频收发模块检测不到数据，经过时间模块的设定延时时间，断开继电器，做到人员到达或不离开感应范围，设备继电器将持续输出闭合信号；人离开后，延时自动断开继电器输出，达到人到灯亮，人离灯熄，安全节能的目的。根据各企业所采用井下人员定位卡的协议在协议转换模块上切换到对应协议，可适应大部分矿山企业的应用，增加了设备的应用范围。
结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。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。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
Claims (7)
1.一种基于无线射频技术的井下节电控制系统，其特征在于，包括射频卡和用于接收射频卡发出的电磁感应信号的节电控制器；所述节电控制器包括：射频收发模块、中央处理模块和继电器输出模块；所述中央处理模块分别与射频收发模块和继电器输出模块连接，所述继电器输出模块与井下的照明设备连接；所述射频卡上设有RFID电子标签、LC谐振电路和射频发射模块，射频发射模块分别与LC谐振电路和RFID电子标签连接；
所述射频收发模块用于接收射频卡发出的电磁感应信号并向中央处理模块发出信号，还用于发出射频信号使LC谐振电路产生共振；
所述中央处理模块用于接收到射频收发模块发出的信号后输出指令控制继电器输出模块关闭或开启；
所述继电器输出模块用于控制照明设备的开关。
2.根据权利要求1所述的基于无线射频技术的井下节电控制系统，其特征在于，所述节电控制器还包括协议转换模块和无线射频天线，所述协议转换模块分别与无线射频天线和射频收发模块连接；所述协议转换模块用于根据射频卡内置传输协议进行协议的切换选择。
3.根据权利要求1所述的基于无线射频技术的井下节电控制系统，其特征在于，所述节电控制器还包括时间模块，所述时间模块分别与继电器输出模块和中央处理模块连接，时间模块用于控制继电器输出模块闭合的延时时长。
4.根据权利要求1所述的基于无线射频技术的井下节电控制系统，其特征在于，所述节电控制器还包括报警通讯输出模块，报警通讯输出模块与中央处理模块连接；所述报警通讯输出模块用于射频卡与节电控制器进行无线射频传输时发送警示信号，以判断节点控制器的运行状态。
5.根据权利要求1所述的基于无线射频技术的井下节电控制系统，其特征在于：所述射频收发模块、射频发射模块、LC谐振电路的工作频率相同。
6.根据权利要求1所述的基于无线射频技术的井下节电控制系统，其特征在于：所述RFID电子标签采用2.45GHz有源RFID电子标签作为射频卡的定位标签。
7.根据权利要求1所述的基于无线射频技术的井下节电控制系统，其特征在于：所述中央处理模块采用型号为STM32F103C8T6的单片机。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113391596A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-14 | 赤峰山金红岭有色矿业有限责任公司 | 皮带矿粉泄露检测方法、系统、终端及存储介质 |
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