CN107293104A - 一种矿用本安型无线压力采集传输分站 - Google Patents

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李竹洋
王琛
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Abstract

本发明采用了一种矿用本安型无线压力采集传输分站，包括箱体，箱体包括前盖与底座，分站本体固定于底座内，前盖上设置有观察及操作按钮，底座两侧设置有电缆引入装置，底座设置有天线，分站本体由主板、BM200N集中器、MAS205交换机、OLED模块组成，BM200N集中器内置有WaveMesh协议，主板由MSP微控制器、存储模块、RS485模块、以太网转串口模块与ISO调制解调器模块组成，使用该WaveMesh通讯技术可有效解决若出现部分节点瘫痪网络矿用本安型无线压力采集传输分站仍可以正常工作，可适合井下恶劣的环境中使用；还可实现每个节点与节点之间可以建立点到点的路由，可以减少矿井下的无线路由设备，且其具体吞吐量大、数据传输延时低的优点，还可有效解决矿井下采集频率低的问题。

Description

一种矿用本安型无线压力采集传输分站
技术领域
本发明涉及一种压力采集传输分站，尤其涉及一种矿用本安型无线压力采集传输分站。
背景技术
煤矿采集其可包括煤矿综采、综放、掘进、回采几个阶段，然而煤矿综采工作面为煤矿采集过程中最易发生事故的阶段，且该处主要对安全生产造成影响的是其综采面液压支架的压力；一般煤矿业中所使用于煤矿采集的矿压检测设备其采集频率均呈偏低状态，然而该情况的出现监测设备无法对瞬间发生的周期来压及冲击低压进行采集；其中市场上的对于煤矿业中的主要销售的采集分站大多只可对有线传感器进行数据采集；市场上对于煤矿采集的矿压检测设备多数采用电池供电，然而部分矿压检测设备需于恶劣环境下使用，由此造成对于矿压检测设备电池更换的不便。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的不足，提供了一种采集频率高，可对无线传感器进行数据采集的矿用本安型无线压力采集传输分站。
为实现上述目的，本发明采用了一种矿用本安型无线压力采集传输分站，包括箱体，箱体包括前盖、分站本体与底座，且分站本体设于底座内，通过前盖与底座之间的配合内部形成一密封空腔，分站本体包括主板、MAS205交换机、OLED模块以及BM200N集中器，BM200N集中器内置有WaveMesh协议，主板包括MSP微控制器、存储模块、RS485模块、以太网转串口模块、ISO调制解调器模块，所述BM200N集中器输出端与MSP微控制器输入端相连，MSP微控制器输出端分别与OLED模块及存储模块输入端相连，存储模块输出端分别与ISO调制解调器模块及RS485模块输入端相连，ISO调制解调器模块通过电话线通讯接口输出信号，RS485模块通过485通讯接口输出485通讯信号，主板通过以太网转串口模块与MAS205交换机相连，构成主板与MAS205交换机之间的连接。
上述矿用本安型无线压力采集传输分站，所述分站本体包括主板、MAS205交换机、BM200N集中器、OLED模块，主板包括MSP430单片机、储存模块、ISO调制解调器、RS485模块、以太网转串口模块，且以太网转串口模块采用NE-100TL以太网转串口模块；BM200N集中器内置有无线通讯技术，且该无线通讯技术采用WaveMesh通讯技术，WaveMesh通讯技术是一种可现实近距离、低功耗、低成本、分布式的无线移动自组网技术，拓扑结构采用网状结构，且其路由健壮性好，若出现部分节点瘫痪网络矿用本安型无线压力采集传输分站仍可以正常工作，基于种种优势使矿用本安型无线压力采集传输分站可适合井下恶劣的环境中使用；WaveMesh通讯技术还可实现每个节点与节点之间可以建立点到点的路由，不需要像zigbee等分簇的网络协议节点间的数据报文必须要有路由转发，可以减少矿井下的无线路由设备；WaveMesh通讯技术还具备吞吐量大、数据传输延时低的优点；并通过该WaveMesh通讯技术实现采集分站有效解决矿井下现有矿压检测产品均采用采集频率低的问题；其工作原理为由外部不间断电源提供直流12V电源，利用壳体外部天线将数据采集至BM200N集中器，再由MSP430单片机将信号转换储存至储存模块，再由ZNE-100TL以太网转串口模块传输至MAS205交换机，利用MAS205交换机的光口或电口传输至上位机，或者利用主板上的ISO调制解调器或RS485模块传输至上位机；再者由于采集矿井综采面液压支架上无线传感器的压力数据，经过内置处理模块转换成模拟信号以多种传输方式传输到上位交换机，最终将信号发送至地面监控总机，可达到在地面远程实时监测井下综采面液压支架压力与井下无线节点的电池状态。
本发明进一步设置为，ISO调制解调器模块上设置有RJ11接口，ISO调制解调器模块通过RJ11接口与接线端子相连，MAS205交换机包括RJ45接口2、RJ45接口3、SC单模光纤接口1、SC单模光纤接口2，以太网转串口模块包括RJ45接口1，MAS205交换机与ISO调制解调器模块之间通过RJ45接口1与RJ45接口2构成连接，且MAS205交换机通过RJ45接口3与接线端子相连；MAS205交换机由MAS205上、下两层板组成，RJ45接口2、RJ45接口3及SC单模光纤接口1设置于MAS205上层板上，SC单模光纤接口2设置于MAS205下层板上，以太网转串口模块采用ZNE-100TL以太网转串口模块，MAS205交换机为以太网交换机MAS205，SC单模光纤接口2与SC单模光纤接口1均为以太网光口，RJ45接口1、RJ45接口2与RJ45接口3均为以太网电口。
上述矿用本安型无线压力采集传输分站，所述ISO调制解调器是一种能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的模拟信号，而这些模拟信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收，并译成计算机可懂的语言，这一简单过程完成了两台计算机间的通信模块通过的设备，且于分站添加一ISO调制解调器可更好的使RJ11电话得到良好的处理，再者通过WaveMesh是一种利用无线自组网集中模块采集无线数据，并在其上添加以太网光口、RJ45以太网电口、RJ11电话线接口、RS485等模块可更好所采集数据准确性，并将采集数据上传至地面监控总机，且该方式采集的数据传输率高。
本发明进一步设置为，底座上表面处设置有一通孔，底座内还包括一天线，该天线置于通孔内并与之构成限位，天线末端设置于底座内，BM200N集中器处与主板相连的另一端与天线末端相连并与之固定。
上述矿用本安型无线压力采集传输分站，所述通过底座上设置有的天线，并通过天线末端固定的BM200N集中器，完成对无线传感器之间的信号的采集，该信号的采集主要针对与分站关联的无线节点设备数据之间的采集；再者该节点可为连续节点，也可为中断节点，由于该数据为实时数据采集并上传至监控总机，若出现某一个节点或多个节点瘫痪，不会导致整条采集线瘫痪，而是采用跳过某个节点继续工作，并将某一瘫痪节点情况实时反映于监控总机，再由操作人员对其完成实时修复。
本发明进一步设置为，前盖上设置有一观察窗，该观察窗下方设置有操作按钮，操作按钮处设置一连接线一端与操作按钮背面相连，另一端与与MSP微控制器相连，底座外壁且与其两侧面处形成左、右位置对称的电缆引入装置，所述分站本体处各模块通过电缆引入装置与外界各零部件构成连接。
上述矿用本安型无线压力采集传输分站，所述前盖与底座之间的密封性良好，且相对之间的固定可靠，前盖上设置有一观察窗，该观察穿下方设置有操作按钮，可通过观察窗观察箱体内部情况，并可通过操作按钮对已采集数据进行查询；再者箱体内设置有各个模块及装置通过底座外侧设置有电缆引入装置与外侧其他部件形成对接，并通过相互之间对接，可完成与箱体内各信号的传递，且该之间的信号传递可靠。
本发明进一步设置为，底座外壁与天线同侧位置设置有一挂钩。
上述矿用本安型无线压力采集传输分站，所述可通过挂钩使矿用本安型无线压力采集传输分站固定于某一处。
附图说明
图1是本发明矿用本安型无线压力采集传输分站原理方框图；
图2是本发明矿用本安型无线压力采集传输分站结构分布图；
图3是本发明矿用本安型无线压力采集传输分站箱体主视图；
图4是本发明矿用本安型无线压力采集传输分站箱体俯视图；
具体实施方式
如图1-4所述，本发明采用了一种矿用本安型无线压力采集传输分站，包括箱体，箱体包括前盖1与底座2，前盖1与底座2配合其内部形成一密封空腔，分站本体固定于底座2内，前盖1上设置有一观察窗，该观察窗下方设置有四个操作按钮，且该四个按钮呈菱形状排列并分布于前盖1中间位置处，底座2外壁且与其两侧面处形成左、右位置对称的三组电缆引入装置，其三组电缆引入装置分别为A0电缆引入装置15、A1电缆引入装置16以及A2电缆引入装置17,分站本体处各模块通过电缆引入装置与外界各零部件构成连接，底座2上表面处设置有一通孔，底座2内还包括一天线13，该天线13置于通孔内并与之构成限位，天线13末端设置于底座2内，底座2外壁与天线13同侧位置有一用于矿用本安型无线压力采集传输分站固定的挂钩；分站本体包括主板、MAS205交换机、OLED模块以及BM200N集中器，BM200N集中器内设置有WaveMesh模块，BM200N集中器处与主板相连的另一端与天线13末端相连并与之固定，主板包括MSP微控制器、存储模块、RS485模块、以太网转串口模块、ISO调制解调器模块，BM200N集中器输出端与MSP微控制器输入端相连，MSP微控制器输出端分别与OLED模块及存储模块输入端相连，存储模块输出端分别与ISO调制解调器模块及RS485模块输入端相连；ISO调制解调器模块通过RJ11通讯接口输出信号，RS485模块通过485通讯接口输出485信号，主板通过以太网转串口模块与MAS205交换机相连，构成主板与MAS205交换机相连接，且其各模块之间的作用之间联系如下：
MAS205交换机用于将信号用光纤或网线传输至上位机。
OLED模块用于人机交互，显示分站的通讯信息。
接线排用于连接信号输出线以及输入电源。
BM200N集中器用于采集与分站关联的无线节点设备数据。
MSP430微控制器对BM200N集中器模块采集到的数据进行换算处理。
存储模块用于将采集到的数据进行存储。
RS485模块用于将微控制器处理的信号转换成485信号。
根据上述实施例，ISO调制解调器模块上设置有RJ11接口，ISO调制解调器模块通过RJ11接口与接线端子相连，MAS205交换机包括RJ45接口2、RJ45接口3、SC单模光纤接口1、SC单模光纤接口2，以太网转串口模块包括RJ45接口1，MAS205交换机与ISO调制解调器模块之间通过RJ45接口1与RJ45接口2构成连接，且MAS205交换机通过RJ45接口3与接线端子相连；MAS205交换机由MAS205上、下两层板组成，RJ45接口2、RJ45接口3及SC单模光纤接口1设置于MAS205上层板上，SC单模光纤接口2设置于MAS205下层板上，以太网转串口模块采用ZNE-100TL以太网转串口模块，MAS205交换机为以太网交换机MAS205，SC单模光纤接口2与SC单模光纤接口1均为以太网光口，RJ45接口1、RJ45接口2与RJ45接口3均为以太网电口。

Claims (10)

1.一种矿用本安型无线压力采集传输分站，包括箱体，箱体包括前盖、分站本体与底座，且分站本体设于底座内，通过前盖与底座之间的配合内部形成一密封空腔，其特征在于：所述分站本体包括主板、MAS205交换机、OLED模块以及BM200N集中器，BM200N集中器内置有WaveMesh协议，主板包括MSP微控制器、存储模块、RS485模块、以太网转串口模块、ISO调制解调器模块，所述BM200N集中器输出端与MSP微控制器输入端相连，MSP微控制器输出端分别与OLED模块及存储模块输入端相连，存储模块输出端分别与ISO调制解调器模块及RS485模块输入端相连，ISO调制解调器模块通过电话线通讯接口输出信号，RS485模块通过485通讯接口输出485通讯信号，主板通过以太网转串口模块与MAS205交换机相连，构成主板与MAS205交换机之间的连接。
2.根据权利要求1所述矿用本安型无线压力采集传输分站，其特征在于：所述ISO调制解调器模块上设置有RJ11接口，ISO调制解调器模块通过RJ11接口与接线端子相连，所述MAS205交换机包括RJ45接口2、RJ45接口3、SC单模光纤接口1、SC单模光纤接口2，以太网转串口模块包括RJ45接口1，MAS205交换机与ISO调制解调器模块之间通过RJ45接口1与RJ45接口2构成连接，且MAS205交换机通过RJ45接口3与接线端子相连。
3.根据权利要求1或2所述矿用本安型无线压力采集传输分站，其特征在于：所述底座上表面处设置有一通孔，底座内还包括一天线，该天线置于通孔内并与之构成限位，天线末端设置于底座内，BM200N集中器处与主板相连的另一端与天线末端相连并与之固定。
4.根据权利要求1或2所述矿用本安型无线压力采集传输分站，其特征在于：所述前盖上设置有一观察窗，该观察窗下方设置有操作按钮，操作按钮处设置一连接线一端与操作按钮背面相连，另一端与与MSP微控制器相连，底座外壁且与其两侧面处形成左、右位置对称的电缆引入装置，所述分站本体处各模块通过电缆引入装置与外界各零部件构成连接。
5.根据权利要求3所述矿用本安型无线压力采集传输分站，其特征在于：所述前盖上设置有一观察窗，该观察窗下方设置有操作按钮，操作按钮处设置一连接线一端与操作按钮背面相连，另一端与与MSP微控制器相连，底座外壁且与其两侧面处形成左、右位置对称的电缆引入装置，所述分站本体处各模块通过电缆引入装置与外界各零部件构成连接。
6.根据权利要求1或2所述矿用本安型无线压力采集传输分站，其特征在于：所述MAS205交换机由MAS205上、下两层板组成，RJ45接口2、RJ45接口3及SC单模光纤接口1设置于MAS205上层板上，而SC单模光纤接口2设置于MAS205下层板上。
7.根据权利要求3所述矿用本安型无线压力采集传输分站，其特征在于：所述MAS205交换机由MAS205上、下两层板组成，RJ45接口2、RJ45接口3及SC单模光纤接口1设置于MAS205上层板上，而SC单模光纤接口2设置于MAS205下层板上。
8.根据权利要求1或2所述矿用本安型无线压力采集传输分站，其特征在于：所述MAS205交换机由MAS205上、下两层板组成，RJ45接口2、RJ45接口3及SC单模光纤接口1设置于MAS205上层板上，而SC单模光纤接口2设置于MAS205下层板上。
9.根据权利要求4所述矿用本安型无线压力采集传输分站，其特征在于：所述以太网转串口模块采用ZNE-100TL以太网转串口模块，MAS205交换机为以太网交换机MAS205，SC单模光纤接口2与SC单模光纤接口1均为以太网光口，RJ45接口1、RJ45接口2与RJ45接口3均为以太网电口。
10.根据权利要求3所述矿用本安型无线压力采集传输分站，其特征在于：所述底座外壁与天线同侧位置设置有一挂钩。
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