基于arm的矿井粉尘监控系统的制作方法
【专利摘要】随着煤矿开采不断扩大，矿尘产生量也随之增加，矿尘不仅会造成煤矿工人尘肺病而且容易引起燃烧和爆炸，严重影响煤矿的安全生产；本实用新型公开了一种基于ARM的矿井粉尘监控系统，采用ARM作为微处理器，其装置是建立在嵌入式处理器上、人机交互界面、支持远程控制、并且具备系统升级能力，实时精确监控煤尘浓度及变化趋势，最大程度减少财产损失和人员伤亡。
【专利说明】
基于ARM的矿井粉尘监控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤矿安全和智能高效技术领域，具体是一种基于ARM的矿井粉尘监控系统。
【背景技术】
[0002]随着煤矿开采中机械化程度的加大和采煤强度的提高，矿尘产生量也随之增加；作为煤矿的五大灾害之一，矿尘不仅会造成煤矿工人尘肺病而且容易引起燃烧和爆炸，严重影响煤矿的安全生产，高浓度粉尘还会加速机械磨损，缩短精密仪器的使用寿命，目前，现有的矿井粉尘监控装置存在可靠性低、测速慢、不能远程控制等缺点。
[0003]本实用新型公开了一种更加安全、可靠、智能的基于ARM的矿井粉尘监控系统，采用ARM作为微处理器，其装置是建立在嵌入式处理器上、人机交互界面、支持远程控制、并且具备系统升级能力，其响应速度快、抗干扰性强、定位范围广且精确高以及漏检率和误码率低等特点，实时精确监控煤尘浓度及变化趋势，最大程度减少财产损失和人员伤亡。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是提供具体是一种基于ARM的矿井粉尘监控系统，已解决现有技术上的可靠性和智能性问题。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为:基于ARM的矿井粉尘监控系统，其特征在于包括:供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出模块;供电模块及数据采集模块包括防爆电源和粉尘浓度传感器，供电模块主要是防爆电源给芯片供电，其中粉尘浓度传感器作用是采集矿井煤尘浓度的信号，将采集的信号传至数据处理模块中A/D模块处理;数据传输模块包括用于通信的Zigbee无线传输模块和RS485总线；数据处理模块包括ARM、A/D模块、上位机、SDRAM、IXD以及键盘，A/D模块是16位AD模块，其与ARM处理芯片相连，ARM通过Zigbee无线传输模块连接上位机进行数据传输，上位机用于数据分析处理，SDRAM和LCD是与ARM连接的外围电路，键盘与上位机连接，用于处理程序的输入;数据输出模块包括报警电路模块和自动除尘模块，报警电路模块为专门的语音电路，核心芯片为WT588D，报警电路模块和自动除尘模块与数据处理模块中ARM连接；当相应数据经传感器采集送入ARM分析处理，通过Zigbee无线传输模块连接到上位机，由LCD显示进行实时监控，当粉尘浓度超标时，控制报警电路模块进行报警，使喇叭发出预先设置的尖锐报警声，工作人员通过键盘输入程序，自动除尘模块进行喷雾使粉尘浓度降到安全值。
[0006]所述的基于ARM的矿井粉尘监控系统，其特征在于:供电模块及数据采集模块包括防爆电源和粉尘浓度传感器，供电模块主要是防爆电源给芯片供电，粉尘浓度传感器作用是采集矿井煤尘浓度的信号，其型号为GCG-1000。
[0007]所述的基于ARM的矿井粉尘监控系统，其特征在于:数据传输模块包括用于通信的Zigbee无线传输模块和RS485总线；RS485总线实现A/D模块与ARM的连接，实现数据传送；Zigbee无线传输模块核心芯片选择TI公司的CC2530芯片和射频前端芯片CC2591。
[0008]所述的基于ARM的矿井粉尘监控系统，其特征在于:数据处理模块包括ARM、A/D模块、上位机、SDRAM、LCD以及键盘;A/D模块作用是将采集的粉尘浓度信号经16位AD模块进行模数转换，ARM是系统的微处理器，其选用了 ATMEL公司的AT91RM9200芯片;IXD和SDRAM用于显示存储大量数据信息;上位机用于数据分析处理;键盘用于处理程序的输入。
[0009]所述的基于ARM的矿井粉尘监控系统，其特征在于:数据输出模块包括报警电路模块和自动除尘模块;报警电路模块的核心芯片为广州唯创公司WT588D语音芯片。
[0010]本实用新型首先将矿井煤尘浓度信号通过粉尘浓度传感器接收，经A/D模块处理后通过RS485总线传送到ARM中，完成信号离散量化，ARM将传来的数据经Zigbee无线传输模块连接到上位机，由LCD显示进行实时监控，其中防爆电源给ARM进行供电，SDRAM用于存储大量数据信息，当粉尘浓度超标时，控制报警电路模块进行报警，使喇叭发出预先设置的尖锐报警声，工作人员通过键盘输入程序，自动除尘模块进行喷雾使粉尘浓度降到安全值。
[0011]本实用新型的优点是:本实用新型的电路简单可靠、数据传输可靠、操作简单、安全价值高、便于维护等许多优点。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型结构框图
【具体实施方式】
[0013]结构框图如图1所示，基于ARM的矿井粉尘监控系统，供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出模块，其特征在于:数据采集模块中粉尘浓度传感器
(I)将采集的矿井煤尘浓度信号送入A/D模块(2)中，经A/D模块(2)处理后通过RS485总线
(3)传送到ARM(4)中，完成信号离散量化，ARM(4)将传来的数据经Zigbee无线传输模块(6)连接到上位机(7)，由LCD(9)显示进行实时监控，其中防爆电源(5)给ARM(4)进行供电，SDRAM(1)用于存储大量数据信息，当粉尘浓度超标时，控制报警电路模块(11)进行报警，使喇叭发出预先设置的尖锐报警声，工作人员通过键盘(8)输入程序，自动除尘模块(12)进行喷雾使粉尘浓度降到安全值。
[0014]原理如图1所示，此设计分为两部分，第一部分是信号采集及ARM处理，粉尘浓度传感器采集矿井煤尘浓度信号，经A/D模块处理后传送至ARM，ARM将传来的数据经Zigbee无线传输模块连接到上位机;第二部分是报警及自动除尘处理，数据由LCD显示进行实时监控，SDRAM用于存储大量数据信息，当粉尘浓度超标时，控制报警电路模块进行报警，工作人员通过键盘输入程序，自动除尘模块进行喷雾使粉尘浓度降到安全值。
【主权项】
1.基于ARM的矿井粉尘监控系统，其特征在于包括:供电模块及数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出模块;供电模块及数据采集模块包括防爆电源和粉尘浓度传感器，供电模块主要是防爆电源给芯片供电，其中粉尘浓度传感器作用是采集矿井煤尘浓度的信号，将采集的信号传至数据处理模块中A/D模块处理;数据传输模块包括用于通信的Zigbee无线传输模块和RS485总线；数据处理模块包括ARM、A/D模块、上位机、SDRAM、IXD以及键盘，A/D模块是16位AD模块，其与ARM处理芯片相连，ARM通过Zigbee无线传输模块连接上位机进行数据传输，上位机用于数据分析处理，SDRAM和LCD是与ARM连接的外围电路，键盘与上位机连接，用于处理程序的输入;数据输出模块包括报警电路模块和自动除尘模块，报警电路模块和自动除尘模块与数据处理模块中ARM连接。2.根据权利要求1所述的基于ARM的矿井粉尘监控系统，其特征在于:粉尘浓度传感器用于对矿井粉尘浓度检测，其型号选用GCG-1000。3.根据权利要求1所述的基于ARM的矿井粉尘监控系统，其特征在于:Zigbee无线传输模块核心芯片选择TI公司的CC2530芯片和射频前端芯片CC2591。4.根据权利要求1所述的基于ARM的矿井粉尘监控系统，其特征在于:ARM是系统的微处理器，其型号为ATMEL公司的AT91RM9200芯片。5.根据权利要求1所述的基于ARM的矿井粉尘监控系统，其特征在于:报警电路模块为专门的语音电路，核心芯片为WT588D。
【文档编号】G05B19/042GK205644170SQ201620426025
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】张智俊, 李敬兆, 刘骏, 吴冰倩, 张晶, 崔超
【申请人】安徽理工大学