专利名称：基于ZigBee无线传感器网络的矿井交通灯控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿井交通管理系统，尤其涉及基于Zigbee无线传感器网络的矿 井交通灯控制器。
技术背景矿井交通系统承担着井下大型采掘设备的转移，生产材料，矿石和废石的运输任 务。由于路况复杂，路面狭窄，极易造成撞车、追尾等安全事故。车辆一旦在井下发生故障， 将会造成道路堵塞等严重影响生产的恶性后果。目前国内矿井多采用手拉开关控制红绿灯 方式，红外对射传感自动控制方式。技术落后，操作繁琐且效率低下，不能有效解决上述问 题
实用新型内容
本实用新型的目的是提供基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，它 能实现远程实时控制，全局调度的功能，且具有低功耗，布线简易的优点。为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案它由执行单 元、控制单元和决策单元组成，执行单元与控制单元相连，控制单元与决策单元相连。所述的执行单元由红灯、绿灯，第一继电器、第二继电器和稳压电源电路组成，红 灯与第一继电器相连，绿灯与第二继电器相连，稳压电源电路与第一继电器和第二继电器 相连。所述的控制单元由第一处理器和第一无线通信模块组成，第一处理器与执行单元 中的第一继电器、第二继电器和稳压电源电路相连，第一处理器的另一端与第一无线通信 模块相连。所述的决策单元由第二无线通信模块、第二处理器和PC机组成，第二无线通信模 块与控制单元中的第一无线通信模块相连，第二无线通信模块的另一端与第二处理器相 连，第二处理器与PC机相连。所述的红灯、绿灯采用普通的LED发光管组成的圆形阵列。本实用新型中将红绿灯和相应的继电器输出相连接，将控制单元通过接插件和执 行单元相连接，给稳压电源加上36V电压输入，组成安装在巷道里的显示部分，主要负责接 收指令控制红绿灯亮灭和上传心跳及红绿灯亮灭状态；将决策单元中的无线通信模块、处 理器通过串口和PC机连接，PC机同时向他们供电。他们主要负责接收心跳及红绿灯亮灭 状态和发送指令。信号灯亮灭控制过程描述如下现场操作人员通过PC机下发指令，改变红灯或是 绿灯的亮灭状态。指令通过SPI接口传送至决策单元中的处理器，处理器将指令打包成符 合Zigbee传输协议的数据帧，通过决策单元中的无线通信模块向外传输，控制单元中的无 线通信模块接收到Zigbee数据帧之后传送到处理器，处理器进行信号的解调，解码，校验。 最终得到正确的指令，并依此改变与相关继电器相连接的GPIO接口的电平状态，进而改变继电器的通断，来实现控制信号灯亮灭的目的。同时该操作也会记录在控制单元中的处理 器中，以方便上报当前红绿灯亮灭状态。上传心跳及红绿灯亮灭状态过程描述如下控制单元的处理器按照程序设置定时 发送固定的心跳数据，以及存储的红绿灯当前的亮灭状态。通过控制单元的无线通信模块 发送出去。决策单元无线通信模块收到该信号后传输至其处理器，处理器进行信号的解调， 解码，校验，通过串口将正确的数据送至PC机来进行分析和存储。本实用新型的优点它支持Zigbee无线网络，体积小巧，低功耗，低成本，高可靠 性，且安装控制简便。
图1为本实用新型的系统功能结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本具体实施方式
采用以下技术方案它由执行单元1、控制单元2和决策 单元3组成，执行单元1与控制单元2相连，控制单元2与决策单元3相连。所述的执行单元1由红灯1-1、绿灯1-2，第一继电器1-3、第二继电器1_4和稳压 电源电路1-5组成，红灯1-1与第一继电器1-3相连，绿灯1-2与第二继电器1-4相连，稳 压电源电路1-5与第一继电器1-3和第二继电器1-4相连。所述的控制单元2由第一处理器2-1和第一无线通信模块2-2组成，第一处理器
2-1与执行单元1中的第一继电器1-3、第二继电器1-4和稳压电源电路1-5相连，第一处 理器2-1的另一端与第一无线通信模块2-2相连。所述的决策单元3由第二无线通信模块3-1、第二处理器3-2和PC机3_3组成， 第二无线通信模块3-1与控制单元2中的第一无线通信模块2-2相连，第二无线通信模块
3-1的另一端与第二处理器3-2相连，第二处理器3-2与PC机3-3相连。所述的红灯1-1、绿灯1-2采用普通的LED发光管组成的圆形阵列。本具体实施方式
中将红绿灯和相应的继电器输出相连接，将控制单元通过接插件 和执行单元相连接，给稳压电源加上36V电压输入，组成安装在巷道里的显示部分，主要负 责接收指令控制红绿灯亮灭和上传心跳及红绿灯亮灭状态；将决策单元中的无线通信模 块、处理器通过串口和PC机连接，PC机同时向他们供电。他们主要负责接收心跳及红绿灯 亮灭状态和发送指令。信号灯亮灭控制过程描述如下现场操作人员通过PC机下发指令，改变红灯或是 绿灯的亮灭状态。指令通过SPI接口传送至决策单元中的处理器，处理器将指令打包成符 合Zigbee传输协议的数据帧，通过决策单元中的无线通信模块向外传输，控制单元中的无 线通信模块接收到Zigbee数据帧之后传送到处理器，处理器进行信号的解调，解码，校验。 最终得到正确的指令，并依此改变与相关继电器相连接的GPIO接口的电平状态，进而改变 继电器的通断，来实现控制信号灯亮灭的目的。同时该操作也会记录在控制单元中的处理 器中，以方便上报当前红绿灯亮灭状态。上传心跳及红绿灯亮灭状态过程描述如下控制单元的处理器按照程序设置定时 发送固定的心跳数据，以及存储的红绿灯当前的亮灭状态。通过控制单元的无线通信模块发送出去。决策单元无线通信模块收到该信号后传输至其处理器，处理器进行信号的解调， 解码，校验，通过串口将正确的数据送至PC机来进行分析和存储。 本具体实施方式
的优点它支持Zigbee无线网络，体积小巧，低功耗，低成本，高可 靠性，且安装控制简便。
权利要求基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，其特征在于它由执行单元(1)、控制单元(2)和决策单元(3)组成，执行单元(1)与控制单元(2)相连，控制单元(2)与决策单元(3)相连。
2.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，其特征在 于所述的执行单元(1)由红灯(1-1)、绿灯(1-2)，第一继电器(1-3)、第二继电器(1-4)和 稳压电源电路(1-5)组成，红灯(1-1)与第一继电器(1-3)相连，绿灯(1-2)与第二继电器 (1-4)相连，稳压电源电路(1-5)与第一继电器(1-3)、第二继电器(1-4)相连。
3.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，其特征在 于所述的控制单元(2)由第一处理器(2-1)和第一无线通信模块(2-2)组成，第一处理器 (2-1)与执行单元(1)中的第一继电器(1-3)、第二继电器(1-4)和稳压电源电路(1-5)相 连，第一处理器(2-1)的另一端与第一无线通信模块(2-2)相连。
4.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，其特征在 于所述的决策单元(3)由第二无线通信模块(3-1)、第二处理器(3-2)和PC机(3-3)组成， 第二无线通信模块(3-1)与控制单元(2)中的第一无线通信模块(2-2)相连，第二无线通 信模块(3-1)的另一端与第二处理器(3-2)相连，第二处理器(3-2)与PC机(3-3)相连。
5.根据权利要求1所述的基于Zigbee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，其特征在 于所述的红灯(1-1)、绿灯(1-2)采用普通的LED发光管组成的圆形阵列。
专利摘要基于ZigBee无线传感器网络的矿井交通灯控制器，它涉及矿井交通管理系统，它由执行单元(1)、控制单元(2)和决策单元(3)组成，执行单元1与控制单元(2)相连，控制单元(2)与决策单元(3)组成。它支持ZigBee无线网络，体积小巧，低功耗，低成本，高可靠性，且安装控制简便。
文档编号G08G1/07GK201681489SQ20092035196
公开日2010年12月22日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者万洪涛, 任龙博, 唐小勇, 孙卫东, 张德军, 李明璋, 李汉杰, 王超, 穆海军, 郭东东, 陆振华, 陈刚 申请人:青岛三同数字科技有限责任公司