CN107845319A - 一种矿井监控***实验教具 - Google Patents

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李长青
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Abstract

本发明公开了一种矿井监控***实验教具，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设置有若干传感器模块、监控工作站模块、信息传输接口模块、继电器控制模块、直流电源。本发明的有益效果是：1、本发明操作方便；2、本发明便于管理；3、本发明便于学生对矿井监控***整体进行把握，提供了一种新的教学途径。

Description

一种矿井监控***实验教具
技术领域
本发明涉及教学用具领域，尤其涉及一种矿井监控***实验教具。
背景技术
在矿井监控的教学实验中，温度传感器实验、甲烷传感器实验、O2/CO传感器实验、差压/风速传感器实验、监控工作站数据采集与控制实验、监控工作站数据485通讯实验、计算机与信息传输接口实验、信息传输接口与监控工作站通讯实验、继电器控制实验、ZigBee无线自组网络实验、WiFi无线接入实验、基于TCP/IP的以太网接口通信实验、监控***综合实验通常需要不同的实验器材，学生难以对矿井监控***整体进行把握，并且实验器材过多，对实验器材保管和使用造成很大不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种矿井监控***实验教具。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种矿井监控***实验教具，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设置有若干传感器模块、监控工作站模块、信息传输接口模块、继电器控制模块、直流电源；
传感器模块、监控工作站模块、信息传输接口模块、继电器控制模块、直流电源上设置有面板，所述面板上划分为传感器面板、监控工作站面板、信息传输接口面板、继电器控制面板、直流电源面板并与前者一一对应；
传感器模块、信息传输接口模块、继电器控制模块与监控工作站模块之间通过信号连接；
直流电源用于为传感器模块、监控工作站模块、信息传输接口模块、继电器控制模块提供电源。
进一步，所述传感器模块包括传感器单片机，分别与传感器单片机相连的传感器电源开关、传感器显示模块、频率输出插口、传感器控制输出插口、传感器声光报警模块、RS485模块、检测元件插口和ZigBee模块，传感器电源开关、传感器显示模块、传感器频率输出插口、传感器控制输出插口和检测元件插口位于传感器面板上。
进一步，所述监控工作站模块包括监控工作站单片机、分别与监控工作站单片机相连的监控工作站电源开关、频率输入插口、监控工作站控制输出插口、监控工作站显示模块、若干模拟开关模块、RS485模块、ZigBee模块，RS485模块上设置有RS485插口，监控工作站电源开关、频率输入插口、监控工作站控制输出插口、监控工作站显示模块、若干模拟开关模块、RS485插口位于监控工作站面板上。
进一步，监控工作站单片机上设置有WiFi模块和TCP/IP模块。
进一步，所述继电器控制模块包括继电器控制单片机，分别与继电器控制单片机相连的控制输入插口、ZigBee模块、继电器、继电器控制电源开关、继电器控制显示模块，与继电器连接的电源插孔，电源插孔、控制输入插口、继电器控制电源开关、继电器控制显示模块位于继电器控制面板上。
进一步，所述信息传输接口模块包括信息传输接口单片机，分别与信息传输接口单片机相连的RS232插口、USB接口、ZigBee模块、RS485模块，RS485模块上有RS485插口，ZigBee模块和RS485插口分别连接在一个三位开关的上位和下位上，RS485模块上连接一个两位开关，两位开关上分别连接传感器模块的RS485模块和信息传输接口模块的RS485插口，RS485插口、三位开关和两位开关位于信息传输接口面板上。
进一步，传感器单片机、监控工作站单片机、信息传输接口单片机、继电器控制单片机上分别连接有程序写入/下载插口，各个程序写入/下载插口集中设置在面板上形成程序写入/下载接口面板，程序写入/下载接口面板上设置有程序写入/下载接口电源开关，程序写入/下载接口电源开关用于控制各个程序写入/下载插口与相对应的单片机接通或断开。
进一步，各个程序写入/下载插口通过三位开关的中位与相对应的单片机相连。
进一步，所述壳体内设置有收纳槽，所述收纳槽位于面板一侧。
进一步，传感器模块上连接有遥控模块，监控工作站模块上连接有拨码开关，遥控模块和拨码开关用于设置RS485模块的通讯地址编码。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明操作方便；
2、本发明便于管理；
3、本发明便于学生对矿井监控***整体进行把握，为温度传感器实验、甲烷传感器实验、O2/CO传感器实验、差压/风速传感器实验、监控工作站数据采集与控制实验、监控工作站数据485通讯实验、计算机与信息传输接口实验、信息传输接口与监控工作站通讯实验、继电器控制实验、ZigBee无线自组网络实验、WiFi无线接入实验、基于TCP/IP的以太网接口通信实验、监控***综合实验提供了一种新的教学途径。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构框图；
图3为本发明实施例1的示意图；
图4为本发明实施例2的示意图；
图5为本发明实施例3的示意图；
图6为本发明实施例4的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1和2所示，一种矿井监控***实验教具，包括壳体1，所述壳体1内设置有若干传感器模块、监控工作站模块、信息传输接口模块、继电器控制模块、直流电源；
传感器模块、监控工作站模块、信息传输接口模块、继电器控制模块、直流电源上设置有面板9，所述面板9上划分为传感器面板4、监控工作站面板7、信息传输接口面板6、继电器控制面板5、直流电源面板2并与前者一一对应；
直流电源用于为传感器模块、监控工作站模块、信息传输接口模块、继电器控制模块提供电源；
为了方便收纳连接线和检测元件，所述壳体1内设置有收纳槽8 ，所述收纳槽8位于面板9一侧。
传感器模块包括传感器单片机，分别与传感器单片机相连的电源开关、显示模块、频率输出插口、控制输出插口、声光报警模块、RS485模块、检测元件插口和ZigBee模块，电源开关、显示模块、频率输出插口、控制输出插口和检测元件插口位于传感器面板4上。
监控工作站模块包括监控工作站单片机、分别与监控工作站单片机相连的电源开关、频率输入插口、控制输出插口、显示模块、若干模拟开关模块、RS485模块、ZigBee模块，RS485模块上设置有RS485插口，电源开关、频率输入插口、控制输出插口、显示模块、若干模拟开关模块、RS485插口位于监控工作站面板7上。
模拟开关模块用于模拟矿井下电器的工作状态，打开或关闭，监控工作站模块对该状态进行监控。
为了方便监控工作站与电脑连接或者多个监控工作站相互连接，监控工作站单片机上设置有WiFi模块和TCP/IP模块。
继电器控制模块包括继电器控制单片机，分别与继电器控制单片机相连的控制输入插口、ZigBee模块、继电器、电源开关、显示模块，与继电器连接的电源插孔，电源插孔、控制输入插口、电源开关、控制显示模块位于继电器控制面板5上。
信息传输接口模块包括信息传输接口单片机，分别与信息传输接口单片机相连的RS232插口、USB接口、ZigBee模块、RS485模块，RS485模块上有RS485插口，ZigBee模块和RS485插口分别连接在一个三位开关的上位和下位上，RS485模块上连接一个两位开关，两位开关上分别连接传感器模块的RS485模块和信息传输接口模块的RS485插口，RS485插口、三位开关和两位开关位于信息传输接口面板6上。
传感器单片机、监控工作站单片机、信息传输接口单片机、继电器控制单片机上分别连接有程序写入/下载插口，各个程序写入/下载插口集中设置在面板上形成程序写入/下载接口面板3，程序写入/下载接口面板3上设置有程序写入/下载接口电源开关，程序写入/下载接口电源开关用于控制各个程序写入/下载插口与相对应的单片机接通或断开。
各个程序写入/下载插口通过三位开关的中位与相对应的单片机相连。
将三位开关拨到程序写入/下载插口位点时，可以通过程序写入/下载插口对相应的单片机内程序进行写入或下载。
传感器模块上连接有遥控模块，监控工作站模块上连接有拨码开关，遥控模块和拨码开关用于设置RS485模块的通讯地址编码。
使用时，将温度检测元件、甲烷检测元件、O2/CO检测元件、差压/风速检测元件分别***相应的传感器模块的检测元件插口上，连接电源，然后就可以进行实验。
实施例1
如图3所示，将三位开关拨到RS485模块点位，两位开关拨到监控工作站模块点位，传感器模块用频率信号线与监控工作站模块连接，监控工作站模块用RS485信号线与信息传输接口模块连接，监控工作站用控制信号线与继电器控制模块连接，信息传输接口模块用RS232信号线与计算机连接。
传感器模块将检测到的环境信息转化为频率信号传递给监控工作站模块，当环境信息超过设定值时，监控工作站产生控制信号并传递给继电器控制模块，继电器控制模块控制继电器断开。即时环境信息可以在显示模块上看到，连续的环境信息可以在计算机上查看。
实施例2
如图4所示，将三位开关拨到ZigBee模块位点，传感器模块、监控工作站模块、信息传输接口模块、继电器控制模块之间通过ZigBee协议无线通讯，信息传输接口模块用RS232信号线与计算机连接。即时环境信息可以在显示模块上看到，连续的环境信息可以在计算机上查看。
实施例3
如图5所示，将三位开关拨到RS485模块点位，两位开关拨到传感器模块位点，信息传输接口模块用RS232信号线与计算机连接，传感器模块和继电器控制模块的RS485接口与信息传输接口模块的RS485接口连接。即时环境信息可以在显示模块上看到，连续的环境信息可以在计算机上查看。
实施例4
如图6所示，将若干本发明的教具连接，即用RS485信号线将每个监控工作站模块相连，即可形成一个监控***，其中一个教具的信息传输接口模块与计算机通过R232相连。
除了实施例1~4以外还有其他不同组合的通讯连接方式，这里不再一一举例。
通过以上不同组合，便于学生对矿井监控***整体进行把握，为温度传感器实验、甲烷传感器实验、O2/CO传感器实验、差压/风速传感器实验、监控工作站数据采集与控制实验、监控工作站数据485通讯实验、计算机与信息传输接口通讯实验、信息传输接口与监控工作站通讯实验、继电器控制实验、ZigBee无线自组网络实验、WiFi无线接入实验、基于TCP/IP的以太网接口通信实验、监控***综合实验提供了一种新的教学途径。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矿井监控***实验教具，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设置有若干传感器模块、监控工作站模块、信息传输接口模块、继电器控制模块、直流电源；
传感器模块、监控工作站模块、信息传输接口模块、继电器控制模块、直流电源上设置有面板，所述面板上划分为传感器面板、监控工作站面板、信息传输接口面板、继电器控制面板、直流电源面板并与前者一一对应；
传感器模块、信息传输接口模块、继电器控制模块与监控工作站模块之间通过信号连接；
直流电源用于为传感器模块、监控工作站模块、信息传输接口模块、继电器控制模块提供电源。
2.根据权利要求1所述的一种矿井监控***实验教具，其特征在于，所述传感器模块包括传感器单片机，分别与传感器单片机相连的传感器电源开关、传感器显示模块、频率输出插口、传感器控制输出插口、传感器声光报警模块、RS485模块、检测元件插口和ZigBee模块，传感器电源开关、传感器显示模块、传感器频率输出插口、传感器控制输出插口和检测元件插口位于传感器面板上。
3.根据权利要求1所述的一种矿井监控***实验教具，其特征在于，所述监控工作站模块包括监控工作站单片机、分别与监控工作站单片机相连的监控工作站电源开关、频率输入插口、监控工作站控制输出插口、监控工作站显示模块、若干模拟开关模块、RS485模块、ZigBee模块，RS485模块上设置有RS485插口，监控工作站电源开关、频率输入插口、监控工作站控制输出插口、监控工作站显示模块、若干模拟开关模块、RS485插口位于监控工作站面板上。
4.根据权利要求3所述的一种矿井监控***实验教具，其特征在于，监控工作站单片机上设置有WiFi模块和TCP/IP模块。
5.根据权利要求1所述的一种矿井监控***实验教具，其特征在于，所述继电器控制模块包括继电器控制单片机，分别与继电器控制单片机相连的控制输入插口、ZigBee模块、继电器、继电器控制电源开关、继电器控制显示模块，与继电器连接的电源插孔，电源插孔、控制输入插口、继电器控制电源开关、继电器控制显示模块位于继电器控制面板上。
6.根据权利要求1所述的一种矿井监控***实验教具，其特征在于，所述信息传输接口模块包括信息传输接口单片机，分别与信息传输接口单片机相连的RS232插口、USB接口、ZigBee模块、RS485模块，RS485模块上有RS485插口，ZigBee模块和RS485插口分别连接在一个三位开关的上位和下位上，RS485模块上连接一个两位开关，两位开关上分别连接传感器模块的RS485模块和信息传输接口模块的RS485插口，RS485插口、三位开关和两位开关位于信息传输接口面板上。
7.根据权利要求6所述的一种矿井监控***实验教具，其特征在于，传感器单片机、监控工作站单片机、信息传输接口单片机、继电器控制单片机上分别连接有程序写入/下载插口，各个程序写入/下载插口集中设置在面板上形成程序写入/下载接口面板，程序写入/下载接口面板上设置有程序写入/下载接口电源开关，程序写入/下载接口电源开关用于控制各个程序写入/下载插口与相对应的单片机接通或断开。
8.根据权利要求7所述的一种矿井监控***实验教具，其特征在于，各个程序写入/下载插口通过三位开关的中位与相对应的单片机相连。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种矿井监控***实验教具，其特征在于，所述壳体内设置有收纳槽，所述收纳槽位于面板一侧。
10.根据权利要求2-8任一项所述的一种矿井监控***实验教具，其特征在于，传感器模块上连接有遥控模块，监控工作站模块上连接有拨码开关，遥控模块和拨码开关用于设置RS485模块的通讯地址编码。
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