煤矿用具有多通信接口的光纤测温数据处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光纤测温的数据处理系统，具体指一种煤矿上使用的，具有多种通信接口可以与其他多种系统通信组成网络的光纤测温的数据处理系统。
【背景技术】
[0002]煤矿的生产环境充满了多种危险源，采矿过程中往往受到火灾、水灾、尘害、顶板等灾害的威胁，其中由煤炭自燃及瓦斯爆炸所引起的火灾是制约煤矿安全生产的主要灾害之一。一旦发生火灾，会造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此，准确地对矿井火灾进行预测报警，尽早的采取灭火措施是煤矿安全生产的一个重要环节。目前，针对煤矿火情火灾报警最有效的方法是采用线型温度监测，传统的线型温度监测技术是建立在气体力学或电气科学的基础上，只能提供非常少的信息和功能，即使一些火灾报警系统中使用温感电缆进行监测，也不能在线监测温度的变化，而只能在火灾发生后大致给出区域的报警信号。
[0003]在煤矿井下工作时，传统的电温度传感器容易受强电磁干扰，也不宜在易燃易爆环境或腐蚀性环境中工作，并且还存在难于安装、难于布线、难于维护等问题。而分布式光纤温度传感器恰恰能够满足煤矿井下工作的各种要求，且空间分辨率高，误差小，光纤上任意一点既是敏感单元，又是其他敏感单元的信息传输通道，可获得被测量沿光纤分布的空间和时间变化的信息，实现温度监测和有效定位。利用该技术组成的监测预警系统可在煤矿井下实现在线安全监测，分布式光纤测温技术应用于煤矿火灾监测方面会前景广阔。
[0004]传统的分布式光纤传感系统的数据处理部分是直接由一台计算机担任，在煤矿这种环境恶劣的条件下，体积略显庞大，工作稳定性不好，与其他系统的通信协同工作不够友好，使用起来不够灵活。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是为了避免传统煤矿光纤测温数据处理系统的不足，采用嵌入式技术，使用微型处理器作为数据处理系统的核心处理器，并增加了多种通信接口，减小了系统的体积，增加了系统使用的灵活性。本实用新型通过使用FPGA进行数据的采集和存储，使用DSP进行数据的运算，用ARM处理器进行显示、输入和通信控制，极大地减小了系统的体积，系统运行速度得到提高，可以方便的与其他系统进行兼容，增加了使用的灵活性和便利性。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:
[0007]煤矿用具有多通信接口的光纤测温数据处理系统，其特征是由数据存储部分、数据运算部分和数据显示通信部分组成；所述数据存储部分由FPGA模块和存储模块组成；所述数据运算部分由DSP模块组成；所述数据显示通信部分是由ARM模块、液晶模块、键盘模块、SPI接口、I2C接口、CAN接口、485接口和2.4G无线模块组成；所述数据存储部分与数据运算部分通过McBSP进行连接；所述数据运算部分和数据显示通信部分通过SPI总线相连接。
[0008]与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在:
[0009]本实用新型的采用FPGA、DSP、ARM处理器作为数据处理的核心，极大地减小了数据处理系统的体积，更加适合在煤矿井下空间狭小的巷道中使用，并且充分发挥了 FPGA高速的并行处理能力、DSP的高速数据计算能力和ARM的硬件资源丰富的优点，使得数据处理速度更快，效率更高，稳定性更强。本实用新型不仅包括了液晶模块和键盘模块还增加了SPI接口、I2C接口、CAN接口、485接口和2.4G无线模块，使得此系统不仅可以在本地显示光纤测温的相关数据，还可以和其他系统进行通信组网，增加了本系统与其他系统的兼容性，使得本系统使用更加灵活、便利，使用范围更广，功能更加强大。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，是所述煤矿用具有多通信接口的光纤测温数据处理系统的整体结构示意图，其特征是由数据存储部分、数据运算部分和数据显示通信部分组成；所述数据存储部分由FPGA模块和存储模块组成；所述数据运算部分由DSP模块组成；所述数据显示通信部分是由ARM模块、液晶模块、键盘模块、SPI接口、I2C接口、CAN接口、485接口和2.4G无线模块组成；所述数据存储部分与数据运算部分通过McBSP进行连接；所述数据运算部分和数据显示通信部分通过SPI总线相连接。
[0012]本实用新型工作时，光纤测温系统的原始数据输入到FPGA中，由于光纤测温采集到的数据量非常庞大，为了能处理所有的数据，避免处理核心处理数据速度慢而丢失数据，所以利用FPGA高速的并行处理能力先将收到的大量数据存储到存储模块中，再根据DSP计算数据的能力，不断地将存储的数据发送到DSP中。DSP把接收到的数据快速的进行计算得到各点的温度数据，再发送到ARM中，ARM将收到的温度数据在液晶模块中显示出来，实现本地显示测量温度的功能，并根据内部设定的温度参数进行火灾预警。在需要与其它系统进行通信时，根据其他系统通信接口的种类，连接到本实用新型中的对应种类的通信接口中，并使用键盘模块进行通信接口的选择，即可实现与其他系统通信的功能。
【主权项】
1.煤矿用具有多通信接口的光纤测温数据处理系统，其特征是由数据存储部分、数据运算部分和数据显示通信部分组成；所述数据存储部分由FPGA模块和存储模块组成；所述数据运算部分由DSP模块组成；所述数据显示通信部分是由ARM模块、液晶模块、键盘模块、SPI接口、I2C接口、CAN接口、485接口和2.4G无线模块组成；所述数据存储部分与数据运算部分通过McBSP进行连接；所述数据运算部分和数据显示通信部分通过SPI总线相连接。
【专利摘要】本实用新型公开了煤矿用具有多通信接口的光纤测温数据处理系统，其特征是由数据存储部分、数据运算部分和数据显示通信部分组成；所述数据存储部分由FPGA模块和存储模块组成；所述数据运算部分由DSP模块组成；所述数据显示通信部分是由ARM模块、液晶模块、键盘模块、SPI接口、I2C接口、CAN接口、485接口和2.4G无线模块组成；本实用新型使用了FPGA模块进行数据接收存储，使用DSP模块进行数据运算，使用ARM模块进行数据的显示和通信传输，增加了传统光纤测温系统功能单一、无法通信组网的缺点，使用嵌入式技术大大减小了系统的体积，使用方便，功能更加强大实用。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN205049916
【申请号】CN201520822239
【发明人】韩涛, 黄友锐, 凌六一, 徐善永, 陈珍萍, 唐超礼
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月19日