專利名稱：井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊及有線傳輸裝置，具體的是對(duì)井下作業(yè)或發(fā)生險(xiǎn)情的定位跟蹤的井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在礦井里或隧道中的工作人員，平時(shí)的工作程序大多是在井上將任務(wù)分配和布置妥當(dāng)后，便按予定的內(nèi)容及組織領(lǐng)導(dǎo)在井下開(kāi)展工作。因?yàn)榫鹿ぷ髁鲃?dòng)性較大，井下人員的具體位置及工作狀況又不易隨時(shí)準(zhǔn)確的掌握，地面上要及時(shí)觀察、組織、指揮、調(diào)度井下人員就成為難事，尤其一旦發(fā)生了情況以至出現(xiàn)險(xiǎn)情，更給營(yíng)救工作造成了極大的困難，既便是投入了相當(dāng)?shù)娜肆臀锪Γ虿幻骶碌木唧w情況而使?fàn)I救工作錯(cuò)過(guò)最佳時(shí)機(jī)，從而可能會(huì)造成不可想象的嚴(yán)重后果。
倘若有一種裝置能時(shí)刻對(duì)井下人員進(jìn)行定位，平時(shí)可指揮、調(diào)度生產(chǎn)，出現(xiàn)問(wèn)題可對(duì)發(fā)生情況的具體地點(diǎn)進(jìn)行定位，對(duì)井下人員進(jìn)行通訊、組織使其迅速脫離危險(xiǎn)地帶，以便地面組織最有效的營(yíng)救。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為解決目前對(duì)井下工作人員及發(fā)生險(xiǎn)情能隨時(shí)并準(zhǔn)確定位的問(wèn)題，而提供一種通過(guò)小范圍無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊發(fā)送、接收與有線長(zhǎng)距離傳輸相結(jié)合能對(duì)井下人員的位置定位，遇有險(xiǎn)情能及時(shí)判斷發(fā)生的地點(diǎn)，搜索可能存在的微弱生命信息及位置的井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)。
采用的技術(shù)方案是井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)，包括多個(gè)編碼機(jī)、多個(gè)監(jiān)測(cè)站、多個(gè)中繼站，所述的多個(gè)編碼機(jī)與多個(gè)監(jiān)測(cè)站通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)模塊發(fā)送、接收，多個(gè)監(jiān)測(cè)站對(duì)應(yīng)并接在串行接口四芯電纜SIOA線、SIOB線、電源線、接地線上，再通過(guò)串行接口四芯電纜線與中繼站的串行接口對(duì)應(yīng)連接形成一個(gè)支路，多個(gè)支路的中繼站對(duì)應(yīng)并接在串行接口四芯電纜線上，串行接口四芯電纜連接井下DSP微處理器接口，DSP微處理器接口與井上控制臺(tái)并口連接。
上述的編碼機(jī)與監(jiān)測(cè)站之間由小功率近距離無(wú)線數(shù)據(jù)模塊收、發(fā)相關(guān)聯(lián)，并與有線傳輸相結(jié)合，對(duì)移動(dòng)目標(biāo)定位和定位信息的長(zhǎng)距離傳輸。
所述編碼機(jī)的穩(wěn)壓的模塊U0的1腳連接+5V直流電源的共用線上，同時(shí)還連接電位器W0的固定阻值接線端子的一端，另一端子接地。
電位器W0的滑動(dòng)端子連接到無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F0的1腳，模塊F0的2腳連接到單片機(jī)D0的7腳，模塊F0的3腳接地，模塊F0的4腳連接數(shù)據(jù)發(fā)送線FA上。
單片機(jī)D0的1腳接穩(wěn)壓模塊U0的3腳的同時(shí)經(jīng)電阻R2連接按鈕開(kāi)關(guān)AN的一端K點(diǎn)，K點(diǎn)同時(shí)連接單片機(jī)D0的5腳。按鈕開(kāi)關(guān)AN的另一端與無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的3腳連接同時(shí)接地，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的1腳接到+5V直流電源的共用線上，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的2腳連接到單片機(jī)D0的6腳，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的4腳連接接收天線。
單片機(jī)D0的2腳接三極管N1的基極，三極管N1的基極同時(shí)接限流電阻R1的一端，限流電阻R1的另一端與三極管N1的發(fā)射極一并接地，三極管N1集電極串接蜂鳴器Q1后接+5V直流電源的共用線上。
單片機(jī)D0的8腳連接到穩(wěn)壓模塊U0的接地線，共同接地。
所述監(jiān)測(cè)站的穩(wěn)壓模塊U1的1腳連接到+12V直流電源共用線的同時(shí)接到電位器W1的固定阻值接線端的一端，另一端接地，電位器W1的滑動(dòng)變阻端連接無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F1的1腳，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F1的3腳接地，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F1的2腳接單片機(jī)D1的19腳。
單片機(jī)D1的20腳在連接模塊U13腳的同時(shí)接電阻R9的一端，電阻R9的另一端接單片機(jī)D1的14腳，單片機(jī)D1的14腳同時(shí)接按鈕開(kāi)關(guān)AN1的一端，按鈕開(kāi)關(guān)AN1的另一端接地。
單片機(jī)D1的2腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的1腳。單片機(jī)D1的3腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的4腳。單片機(jī)D1的8腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的2腳。單片機(jī)D1的9腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的3腳。
單片機(jī)D1的18腳接無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S1的2腳，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S1的1腳接+5V直流電源的共用線上，模塊S1的3腳接地，模塊S1的4腳連接接收天線。
傳感器M1的一端經(jīng)電容C1、電阻R3連接運(yùn)算放大模塊Y1的輸入端2腳，2腳同時(shí)接反饋電阻R4到模塊Y2的輸入端5腳，運(yùn)算放大模塊Y1的另一輸入端3腳經(jīng)電阻R5與傳感器M1的另一端同時(shí)接地。
運(yùn)算放大模塊Y2的另一輸入端6腳經(jīng)電阻R6接地的同時(shí)又接電阻7的一端，電阻7另一端接運(yùn)算放大模塊Y2的7腳，模塊Y2的7腳同時(shí)接耦合電容C2一端，耦合電容C2另一端接單片機(jī)D1的12腳，單片機(jī)D1的12腳經(jīng)電阻R8接地。
串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的5腳接地，串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的6腳接串行接口線纜的SIOA線，串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的7腳接串行接口線纜的SIOB線，模塊D2的8腳接穩(wěn)壓模塊U1的3腳。
所述的中繼站的穩(wěn)壓模塊U2的1腳接到+12V直流電源共用線上，穩(wěn)壓模塊U2的接地線接地，穩(wěn)壓模塊U2的3腳同時(shí)接緩沖器D5的1腳、單片機(jī)D3的20腳、串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的8腳及連接電容C8的一端，電容C8的另一端接單片機(jī)D3的1腳的同時(shí)經(jīng)旁路電阻R10接地，與電阻R10接地的同時(shí)電容C3和C10的一端也并接接地，而電容C3和C10的另一端分別接石英振蕩器G1的X1和X2兩極，且X1和X2兩極同時(shí)又分別接到單片機(jī)D3的5、4腳。
單片機(jī)D9的1腳同時(shí)連接電阻R12和電容C11的一端而電容C11的另一端接+12V直流電源共用線上，電阻R12的另一端接地，電容C6和C7的一端并接接地，而電容C6和C7的另一端分別接石英振蕩器G2的X5和X6兩極，且X5和X6兩極同時(shí)又分別接到單片機(jī)D9的5、4腳。
單片機(jī)D9的2腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的1腳；單片機(jī)D9的3腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的4腳；單片機(jī)D9的8腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的2腳；單片機(jī)D9的9腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的3腳；單片機(jī)D9的10腳接地、20腳接+12V直流電源共用線上；串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的5腳接地的同時(shí)還接串行接口四芯電纜的地線；串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的6腳接串行接口四芯電纜的SIOA線；模塊D10的7腳接串行接口四芯電纜的SIOB線；模塊D10的8腳接串行接口四芯電纜的電源線。
單片機(jī)D3的2腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的1腳；單片機(jī)D3的3腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的4腳；單片機(jī)D3的8腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的2腳；單片機(jī)D3的9腳接模塊D6的3腳；單片機(jī)D3的10腳接地。單片機(jī)D3的12腳接緩沖器D5的2腳；單片機(jī)D3的13腳接緩沖器D5的3腳；單片機(jī)D3的14腳接緩沖器D5的4腳；單片機(jī)D3的15腳接緩沖器D5的5腳；單片機(jī)D3的16腳接緩沖器D5的6腳；單片機(jī)D3的17腳接緩沖器D5的7腳；單片機(jī)D3的18腳接緩沖器D5的8腳；單片機(jī)D3的19腳接緩沖器D5的9腳。
串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的5腳接地的同時(shí)還連接四芯串口電纜的地線；串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的6腳連接四芯串口電纜的SIOA線；模塊D6的7腳連接四芯串口電纜的SIOB線。
單片機(jī)D8的1腳同時(shí)連接電容C9和電阻R11的一端，電容C9的另一端接到+12V直流電源共用線，電阻R11的另一端接地，同時(shí)電容C4、C5的一端并接接地，電容C4、C5另一端分別接石英振蕩器G3的X3、X4兩端，石英振蕩器G3的X3、X4兩端同時(shí)又分別接到單片機(jī)D8的5、4腳。
單片機(jī)D8的2腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D7的1腳；單片機(jī)D8的3腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D7的4腳；單片機(jī)D8的8腳接模塊D7的2腳；單片機(jī)D8的9腳接模塊D7的3腳；單片機(jī)D8的10腳接地。單片機(jī)D8的12腳接緩沖器D4的2腳；單片機(jī)D8的13腳接緩沖器D4的3腳；單片機(jī)D8的14腳接緩沖器D4的4腳；單片機(jī)D8的15腳接緩沖器D4的5腳；單片機(jī)D8的16腳接緩沖器D4的6腳；單片機(jī)D8的17腳接緩沖器D4的7腳；單片機(jī)D8的18腳接緩沖器D4的8腳；單片機(jī)D8的19腳接緩沖器D4的9腳；單片機(jī)D8的20腳在接緩沖器D4的1腳的同時(shí)接+12V直流電源共用線上。
緩沖器D4的11腳與緩沖器D5的11腳同時(shí)接單片機(jī)D9的12腳。緩沖器D4的12腳與緩沖器D5的12腳同時(shí)接單片機(jī)D9的13腳。緩沖器D4的13腳與緩沖器D5的13腳同時(shí)接單片機(jī)D9的14腳。緩沖器D4的14腳與緩沖器D5的14腳同時(shí)接單片機(jī)D9的15腳。緩沖器D4的15腳與緩沖器D5的15腳同時(shí)接單片機(jī)D9的16腳。緩沖器D4的16腳與緩沖器D5的16腳同時(shí)接單片機(jī)D9的17腳。緩沖器D4的17腳與緩沖器D5的17腳同時(shí)接單片機(jī)D9的18腳。緩沖器D4的18腳與緩沖器D5的18腳同時(shí)接單片機(jī)D9的19腳。
緩沖器D5的19腳接單片機(jī)D9的6腳，緩沖器D4的19腳接單片機(jī)D9的7腳。
工作原理井下工作人員均需配帶一個(gè)微型編碼機(jī)，每一編碼機(jī)設(shè)有既定的編碼，根據(jù)實(shí)際情況在井下每隔25米或50米設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)站，監(jiān)測(cè)站主要由無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和傳感器等線路組成，所有監(jiān)測(cè)站的線路并聯(lián)，考慮到線路信號(hào)的衰減在較長(zhǎng)的通道中加設(shè)中繼站，為減少電纜的敷設(shè)交叉通道口也需加中繼站，最終與井上的指揮控制臺(tái)連接，線路上的監(jiān)測(cè)站是全部密封的，在水泡的情況下也不能浸透，整個(gè)裝置仍能繼續(xù)工作，線路終端備有水密插頭，需要延伸或外接時(shí)，可很方便的加長(zhǎng)線路。
四芯串口數(shù)據(jù)電纜是由+12V電源線、SIOA、S10B數(shù)據(jù)線、GND地線組成的一根四芯線，四芯電纜與所有的監(jiān)測(cè)站采用并聯(lián)方式，與所有中繼站及井上、井下接口采用串聯(lián)方式。監(jiān)測(cè)站按一定距離布滿整個(gè)通道，編碼機(jī)體積小便于攜帶，編碼機(jī)配帶在人身上，其編碼值就代表一個(gè)人，定時(shí)發(fā)射編碼信號(hào)，因發(fā)射功率微小，只有較近的監(jiān)測(cè)站可以收到，由于監(jiān)測(cè)站遍布井下各處且位置是固定的，多個(gè)監(jiān)測(cè)站與中繼站相連接，中繼站連接各個(gè)分支電纜，并把分支信號(hào)作中間處理，用一根電纜與上一級(jí)相連。DSP信號(hào)處理就是把所有通道的信號(hào)進(jìn)行分析判斷，井下接口把信號(hào)送到井上接口，井上控制臺(tái)可以指揮井下的人員，可以通過(guò)顯示器實(shí)時(shí)全面顯示出所有井下人員的具體位置，也可以詳細(xì)的顯示局部通道人員分布，對(duì)于具體人員井下一天的活動(dòng)情況，可以采用圖像或列表的方式顯示，可以通過(guò)控制臺(tái)分別向井下人員發(fā)布簡(jiǎn)單命令，在日常工作中，便于掌握和組織井下人員的工作，人員上井后，必須馬上登記已停止使用編碼機(jī)。
井下人員遇到緊急情況，可以按動(dòng)編碼機(jī)的按鈕或按動(dòng)監(jiān)測(cè)站的按鈕，向井上呼叫，以便及時(shí)處理?；蛘麄€(gè)裝置通過(guò)自檢方式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生的地點(diǎn)，人員的位置，指揮井下人員的撤離和避難的方法，必要時(shí)可以通過(guò)控制臺(tái)，人工啟動(dòng)監(jiān)測(cè)站的傳感器，探索生命的信息，由于采用全封閉水密方式，在泥水中仍能工作。
各部分基本組成編碼機(jī)的工作過(guò)程是由型號(hào)為P89LPC901單片機(jī)D0控制，單片機(jī)D0的7腳與型號(hào)為RIADT發(fā)射模塊F0的2腳相連，通過(guò)發(fā)射模塊F0的4腳向監(jiān)測(cè)站發(fā)射本機(jī)的編碼信號(hào)，電位器W0調(diào)整發(fā)射率，型號(hào)為RIADR接收模塊S0通過(guò)4腳接收監(jiān)測(cè)站發(fā)來(lái)的編碼命令信號(hào)，通過(guò)2腳送到單片機(jī)D0的6腳，開(kāi)關(guān)管N1為蜂鳴器Q1提供電流，蜂鳴器Q1發(fā)出事先規(guī)定長(zhǎng)短碼的音響信號(hào)，便可判斷命令的內(nèi)容，穩(wěn)壓管為不同的單片機(jī)D0提供所需要的電壓。
監(jiān)測(cè)站是型號(hào)為RIADR接收模塊S1通過(guò)腳4接收來(lái)自編碼機(jī)的信號(hào)。由型號(hào)為2051單片機(jī)D1進(jìn)行檢測(cè)，把編碼機(jī)的編碼和代表本監(jiān)測(cè)站位置的編碼，通過(guò)單片機(jī)D1的3腳接到型號(hào)為MAX485串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的4腳，模塊D2通過(guò)腳6與腳7分別接到串行接口纜的SIOA與SIOB。串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2把井上控制臺(tái)發(fā)來(lái)的命令送到單片機(jī)D1，單片機(jī)D1通過(guò)型號(hào)為RIADT發(fā)射模塊F1的4腳，向編碼機(jī)發(fā)出命令信號(hào)，傳感器MI通過(guò)信號(hào)處理，把信號(hào)送到運(yùn)算放大模塊Y1，信號(hào)經(jīng)放大處理后送到單片機(jī)D1，從而可判斷出險(xiǎn)情的位置。
中繼站有多個(gè)串行接口，可接收多個(gè)串行接口的信號(hào)。倘若一串行接口的信號(hào)通過(guò)串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6輸送到單片機(jī)D3，單片機(jī)D3對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，然后通過(guò)型號(hào)為741S245緩沖器D5送到單片機(jī)D9。D9把各串行接口的信號(hào)匯集成一路，通過(guò)串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10經(jīng)串行接口送到上一級(jí)，串口信號(hào)最終匯集到井上指揮中心顯示。
本發(fā)明主要優(yōu)點(diǎn)是小功率近距離無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與有線傳輸相結(jié)合進(jìn)行井下作業(yè)通訊和微弱生命信息的搜索，對(duì)移動(dòng)目標(biāo)定位和信息長(zhǎng)距離傳輸。用多個(gè)串口和單片機(jī)把信號(hào)逐級(jí)匯集到指揮中心顯示。本發(fā)明構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝、調(diào)試、使用簡(jiǎn)便，性能穩(wěn)定，并且采用器件的規(guī)格型號(hào)經(jīng)濟(jì)便宜，整個(gè)系統(tǒng)工程造價(jià)低廉，可適用于各種井下及其他危險(xiǎn)環(huán)境的安全作業(yè)。


圖1是本發(fā)明井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)實(shí)施例的組成框圖。
圖2是本發(fā)明井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)中的編碼機(jī)電路圖。
圖3是本發(fā)明井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)站電路圖。
圖4是本發(fā)明井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)中的中繼站電路圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)，包括七個(gè)編碼機(jī)1、十個(gè)監(jiān)測(cè)站2、二個(gè)中繼站3。
編碼機(jī)1，由穩(wěn)壓的模塊U0的1腳連接+5V直流電源的共用線上，同時(shí)還連接電位器W0的固定阻值接線端子的一端，另一端子接地。
電位器W0的滑動(dòng)端子連接到無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F0的1腳，模塊F0的2腳連接到單片機(jī)D0的7腳，模塊F0的3腳接地，模塊F0的4腳連接數(shù)據(jù)發(fā)送線FA上。
單片機(jī)D0的1腳接穩(wěn)壓模塊U0的3腳的同時(shí)經(jīng)電阻R2連接按鈕開(kāi)關(guān)AN的一端K點(diǎn)，K點(diǎn)同時(shí)連接單片機(jī)D0的5腳。按鈕開(kāi)關(guān)AN的另一端與無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的3腳連接同時(shí)接地，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的1腳接到+5V直流電源的共用線上，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的2腳連接到單片機(jī)D0的6腳，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的4腳連接接收天線。
單片機(jī)D0的2腳接三極管N1的基極，三極管N1的基極同時(shí)接限流電阻R1的一端，限流電阻R1的另一端與三極管N1的發(fā)射極一并接地，三極管N1集電極串接蜂鳴器Q1后接+5V直流電源的共用線上。
單片機(jī)D0的8腳連接到穩(wěn)壓模塊U0的接地線共同接地。
監(jiān)測(cè)站2，由穩(wěn)壓模塊U1的1腳連接到+12V直流電源共用線的同時(shí)接到電位器W1的固定阻值接線端的一端，另一端接地，電位器W1的滑動(dòng)變阻端連接無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F1的1腳，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F1的3腳接地，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F1的2腳接單片機(jī)D1的19腳。
單片機(jī)D1的20腳在連接模塊U13腳的同時(shí)接電阻R9的一端，電阻R9的另一端在接單片機(jī)D1的14腳，單片機(jī)D1的14腳同時(shí)接按鈕開(kāi)關(guān)AN1的一端，按鈕開(kāi)關(guān)AN1的另一端接地。
單片機(jī)D1的2腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的1腳。單片機(jī)D1的3腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的4腳。單片機(jī)D1的8腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的2腳。單片機(jī)D1的9腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的3腳。
單片機(jī)D1的18腳接無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S1的2腳，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S1的1腳接+5V直流電源的共用線上，模塊S1的3腳接地，模塊S1的4腳連接接收天線。
傳感器M1的一端經(jīng)電容C1、電阻R3連接運(yùn)算放大模塊Y1的輸入端2腳，2腳同時(shí)接反饋電阻R4到模塊Y2的輸入端5腳，運(yùn)算放大模塊Y1的另一輸入端3腳經(jīng)電阻R5與傳感器M1的另一端同時(shí)接地。
運(yùn)算放大模塊Y2的另一輸入端6腳經(jīng)電阻R6接地的同時(shí)又接電阻7的一端，電阻7另一端接運(yùn)算放大模塊Y2的7腳，模塊Y2的7腳同時(shí)接電容C2一端，電容C2另一端接單片機(jī)D1的12腳，單片機(jī)D1的12腳經(jīng)電阻R8接地。
串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的5腳接地，串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的6腳接串行接口線纜的SIOA線，串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的7腳接串行接口線纜的SIOB線，模塊D2的8腳接穩(wěn)壓模塊U1的3腳。
中繼站3，由穩(wěn)壓模塊U2的1腳接到+12V直流電源共用線上，穩(wěn)壓模塊U2的接地線接地，穩(wěn)壓模塊U2的3腳同時(shí)接緩沖器D5的1腳、單片機(jī)D3的20腳、串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的8腳及連接電容C8的一端，電容C8的另一端接單片機(jī)D3的1腳，同時(shí)經(jīng)旁路電阻R10接地。電容C3和C10的一端并接接地，而電容C3和C10的另一端分別接石英振蕩器G1的X1和X2兩極，且X1和X2兩極同時(shí)又分別接到單片機(jī)D3的5、4腳。
單片機(jī)D9的1腳同時(shí)連接電阻R12和電容C11的一端而電容C11的另一端接+12V直流電源共用線上，電阻R12的另一端接地，電容C6和C7的一端并接接地，而電容C6和C7的另一端分別接石英振蕩器G2的X5和X6兩極，且X5和X6兩極同時(shí)又分別接到單片機(jī)D9的5、4腳。
單片機(jī)D9的2腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的1腳；單片機(jī)D9的3腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的4腳；單片機(jī)D9的8腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的2腳；單片機(jī)D9的9腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的3腳；單片機(jī)D9的10腳接地、20腳接+12V直流電源共用線上；串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的5腳接地的同時(shí)還接串行接口四芯電纜的地線；串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的6腳接串行接口四芯電纜的SIOA線；模塊D10的7腳接串行接口四芯電纜的SIOB線；模塊D10的8腳接串行接口四芯電纜的電源線。
單片機(jī)D3的2腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的1腳；單片機(jī)D3的3腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的4腳；單片機(jī)D3的8腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的2腳；單片機(jī)D3的9腳接模塊D6的3腳；單片機(jī)D3的10腳接地。單片機(jī)D3的12腳接緩沖器D5的2腳；單片機(jī)D3的13腳接緩沖器D5的3腳；單片機(jī)D3的14腳接緩沖器D5的4腳；單片機(jī)D3的15腳接緩沖器D5的5腳；單片機(jī)D3的16腳接緩沖器D5的6腳；單片機(jī)D3的17腳接緩沖器D5的7腳；單片機(jī)D3的18腳接緩沖器D5的8腳；單片機(jī)D3的19腳接緩沖器D5的9腳。
串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的5腳接地的同時(shí)還連接四芯串口電纜的地線；串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的6腳連接四芯串口電纜的SIOA線；模塊D6的7腳連接四芯串口電纜的SIOB線。
單片機(jī)D8的1腳同時(shí)連接電容C9和電阻R11的一端，電容C9的另一端接到+12V直流電源共用線，電阻R11的另一端接地，同時(shí)電容C4、C5的一端并接接地，電容C4、C5另一端分別接石英振蕩器G3的X3、X4兩端，石英振蕩器G3的X3、X4兩端同時(shí)又分別接到單片機(jī)D8的5、4腳。
單片機(jī)D8的2腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D7的1腳；單片機(jī)D8的3腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D7的4腳；單片機(jī)D8的8腳接模塊D7的2腳；單片機(jī)D8的9腳接模塊D7的3腳；單片機(jī)D8的10腳接地。單片機(jī)D8的12腳接緩沖器D4的2腳；單片機(jī)D8的13腳接緩沖器D4的3腳；單片機(jī)D8的14腳接緩沖器D4的4腳；單片機(jī)D8的15腳接緩沖器D4的5腳；單片機(jī)D8的16腳接緩沖器D4的6腳；單片機(jī)D8的17腳接緩沖器D4的7腳；單片機(jī)D8的18腳接緩沖器D4的8腳；單片機(jī)D8的19腳接緩沖器D4的9腳；單片機(jī)D8的20腳在接緩沖器D4的1腳的同時(shí)接+12V直流電源共用線上。
緩沖器D4的11腳與緩沖器D5的11腳同時(shí)接單片機(jī)D9的12腳。緩沖器D4的12腳與緩沖器D5的12腳同時(shí)接單片機(jī)D9的13腳。緩沖器D4的13腳與緩沖器D5的13腳同時(shí)接單片機(jī)D9的14腳。緩沖器D4的14腳與緩沖器D5的14腳同時(shí)接單片機(jī)D9的15腳。緩沖器D4的15腳與緩沖器D5的15腳同時(shí)接單片機(jī)D9的16腳。緩沖器D4的16腳與緩沖器D5的16腳同時(shí)接單片機(jī)D9的17腳。緩沖器D4的17腳與緩沖器D5的17腳同時(shí)接單片機(jī)D9的18腳。緩沖器D4的18腳與緩沖器D5的18腳同時(shí)接單片機(jī)D9的19腳。
緩沖器D5的19腳接單片機(jī)D9的6腳。緩沖器D4的19腳接單片機(jī)D9的7腳。
四個(gè)監(jiān)測(cè)站2對(duì)應(yīng)并接在串行接口四芯電纜SIOA線、SIOB線、電源線、接地線，再通過(guò)串行接口四芯電纜線與中繼站3的串行接口對(duì)應(yīng)連接形成第一個(gè)支路6。該中繼站3的串行接口對(duì)應(yīng)連接串行接口四芯電纜線，該串行接口四芯電纜線上又并接二個(gè)監(jiān)測(cè)站2，形成了第二個(gè)支路7。另有相同的三個(gè)監(jiān)測(cè)站2并接在串行接口四芯電纜線，再通過(guò)串行接口四芯電纜線與另一個(gè)中繼站3的串行接口對(duì)應(yīng)連接形成第三個(gè)支路8。二個(gè)中繼站對(duì)應(yīng)接在串行接口四芯電纜線上，串行接口四芯電纜連接井下DSP微處理器4的串行接口，DSP微處理器4的串行接口同時(shí)又連接一個(gè)監(jiān)測(cè)站2，形成了第四個(gè)支路9。
DSP微處理器接口4與井上控制臺(tái)5的并口連接。七個(gè)編碼機(jī)1分散的設(shè)置在四個(gè)支路的外側(cè)，第一個(gè)支路6的外側(cè)設(shè)置二個(gè)編碼機(jī)1，第二個(gè)支路7的外側(cè)設(shè)置一個(gè)編碼機(jī)1，第三個(gè)支路8的外側(cè)設(shè)置二個(gè)編碼機(jī)1，第四個(gè)支路9的外側(cè)設(shè)置二個(gè)編碼機(jī)1。
權(quán)利要求
1.井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)，包括多個(gè)編碼機(jī)(1)、多個(gè)監(jiān)測(cè)站(2)、多個(gè)中繼站(3)，其特征在于所述的多個(gè)編碼機(jī)(1)與監(jiān)測(cè)站(2)通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)模塊發(fā)送、接收相關(guān)聯(lián)，多個(gè)監(jiān)測(cè)站(2)對(duì)應(yīng)并接在串行接口四芯電纜的SIOA線、SIOB線、電源線、接地線上，再通過(guò)串行接口四芯電纜線與中繼站(3)的串行接口對(duì)應(yīng)連接，多個(gè)中繼站通過(guò)串行接口四芯電纜線相串接，并串接井下DSP微處理器接口(4)，DSP微處理器接口(4)與井上控制臺(tái)(5)并口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)，其特征在于所述的編碼機(jī)(1)與監(jiān)測(cè)站(2)之間由小功率近距離無(wú)線數(shù)據(jù)模塊收發(fā)相關(guān)聯(lián)，并與有線傳輸相結(jié)合，對(duì)移動(dòng)目標(biāo)定位和定位信息的長(zhǎng)距離傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)，其特征在于所述編碼機(jī)(1)的穩(wěn)壓模塊U0的(1)腳連接+5V直流電源的共用線上，同時(shí)還連接電位器W0的固定阻值接線端子的一端，另一端子接地；電位器W0的滑動(dòng)端子連接到無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F0的(1)腳，模塊F0的(2)腳連接到單片機(jī)D0的(7)腳，模塊F0的(3)腳接地，模塊F0的(4)腳連接數(shù)據(jù)發(fā)送線FA上；單片機(jī)D0的(1)腳接穩(wěn)壓模塊U0的(3)腳的同時(shí)經(jīng)電阻R2連接按鈕開(kāi)關(guān)AN的一端K點(diǎn)，K點(diǎn)同時(shí)連接單片機(jī)D0的(5)腳；按鈕開(kāi)關(guān)AN的另一端與無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的(3)腳連接同時(shí)接地，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的(1)腳接到+5V直流電源的共用線上，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的(2)腳連接到單片機(jī)D0的(6)腳，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S0的(4)腳連接接收天線；單片機(jī)D0的(2)腳接三極管N1的基極，三極管N1的基極同時(shí)接限流電阻R1的一端，限流電阻R1的另一端與三極管N1的發(fā)射極一并接地，三極管N1集電極串接蜂鳴器Q1后接+5V直流電源的共用線上；單片機(jī)D0的(8)腳連接到穩(wěn)壓的模塊U0的接地線，共同接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)測(cè)站(2)的穩(wěn)壓模塊U1的(1)腳連接到+12V直流電源共用線的同時(shí)接到電位器W1的固定阻值接線端的一端，另一端接地，電位器W1的滑動(dòng)變阻端連接無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F1的(1)腳，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F1的(3)腳接地，無(wú)線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊F1的(2)腳接單片機(jī)D1的(19)腳；單片機(jī)D1的(20)腳在連接模塊U1(3)腳的同時(shí)接電阻R9的一端，電阻R9的另一端接單片機(jī)D1的(14)腳，單片機(jī)D1的(14)腳同時(shí)接按鈕開(kāi)關(guān)AN1的一端，按鈕開(kāi)關(guān)AN1的另一端接地；單片機(jī)D1的(2)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的(1)腳；單片機(jī)D1的(3)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的(4)腳；單片機(jī)D1的(8)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的(2)腳；單片機(jī)D1的(9)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的(3)腳；單片機(jī)D1的(18)腳接無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S1的(2)腳，無(wú)線數(shù)據(jù)接收模塊S1的(1)腳接+5V直流電源的共用線上，模塊S1的(3)腳接地，模塊S1的(4)腳連接接收天線；傳感器M1的一端經(jīng)電容C1、電阻R3連接運(yùn)算放大模塊Y1的輸入端(2)腳，(2)腳同時(shí)接反饋電阻R4到模塊Y2的輸入端(5)腳，運(yùn)算放大模塊Y1的另一輸入端(3)腳經(jīng)電阻R5與傳感器M1的另一端同時(shí)接地；運(yùn)算放大模塊Y2的另一輸入端(6)腳經(jīng)電阻R6接地的同時(shí)又接電阻7的一端，電阻7另一端接運(yùn)算放大模塊Y2的(7)腳，模塊Y2的(7)腳同時(shí)接耦合電容C2一端，耦合電容C2另一端接單片機(jī)D1的(12)腳，單片機(jī)D1的(12)腳經(jīng)電阻R8接地；串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的(5)腳接地，串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的(6)腳接串行接口線纜的SIOA線，串行接口轉(zhuǎn)換模塊D2的(7)腳接串行接口線纜的SIOB線，模塊D2的(8)腳接穩(wěn)壓模塊U1的(3)腳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)，其特征在于所述中繼站(3)的穩(wěn)壓模塊U2的(1)腳接到+12V直流電源共用線上，穩(wěn)壓模塊U2的接地線接地，穩(wěn)壓模塊U2的(3)腳同時(shí)接緩沖器D5的(1)腳、單片機(jī)D3的(20)腳、串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的(8)腳及連接電容C8的一端，電容C8的另一端接單片機(jī)D3的(1)腳的同時(shí)經(jīng)旁路電阻R10接地，與電阻R10接地的同時(shí)電容C3和C10的一端也并接接地，而電容C3和C10的另一端分別接石英振蕩器G1的X1和X2兩極，且X1和X2兩極同時(shí)又分別接到單片機(jī)D3的5、(4)腳；單片機(jī)D9的(1)腳同時(shí)連接電阻R12和電容C11的一端而電容C11的另一端接+12V直流電源共用線上，電阻R12的另一端接地，電容C6和C7的一端并接接地，而電容C6和C7的另一端分別接石英振蕩器G2的X5和X6兩極，且X5和X6兩極同時(shí)又分別接到單片機(jī)D9的5、(4)腳；單片機(jī)D9的(2)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的(1)腳；單片機(jī)D9的(3)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的(4)腳；單片機(jī)D9的(8)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的(2)腳；單片機(jī)D9的(9)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的(3)腳；單片機(jī)D9的(10)腳接地、(20)腳接+12V直流電源共用線上；串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的(5)腳接地的同時(shí)還接串行接口四芯電纜的地線；串行接口轉(zhuǎn)換模塊D10的(6)腳接串行接口四芯電纜的SIOA線；模塊D10的(7)腳接串行接口四芯電纜的SIOB線；模塊D10的(8)腳接串行接口四芯電纜的電源線；單片機(jī)D3的(2)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的(1)腳；單片機(jī)D3的(3)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的(4)腳；單片機(jī)D3的(8)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的(2)腳；單片機(jī)D3的(9)腳接模塊D6的(3)腳；單片機(jī)D3的(10)腳接地；單片機(jī)D3的(12)腳接緩沖器D5的(2)腳；單片機(jī)D3的(13)腳接緩沖器D5的(3)腳；單片機(jī)D3的(14)腳接緩沖器D5的(4)腳；單片機(jī)D3的(15)腳接緩沖器D5的(5)腳；單片機(jī)D3的(16)腳接緩沖器D5的(6)腳；單片機(jī)D3的(17)腳接緩沖器D5的(7)腳；單片機(jī)D3的(18)腳接緩沖器D5的(8)腳；單片機(jī)D3的(19)腳接緩沖器D5的(9)腳；串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的(5)腳接地的同時(shí)還連接四芯串口電纜的地線；串行接口轉(zhuǎn)換模塊D6的(6)腳連接四芯串口電纜的SIOA線；模塊D6的(7)腳連接四芯串口電纜的SIOB線；單片機(jī)D8的(1)腳同時(shí)連接電容C9和電阻R11的一端，電容C9的另一端接到+12V直流電源共用線，電阻R11的另一端接地，電容C4、C5的一端并接接地，電容C4、C5另一端分別接石英振蕩器G3的X3、X4兩端，石英振蕩器G3的X3、X4兩端同時(shí)又分別接到單片機(jī)D8的5、(4)腳；單片機(jī)D8的(2)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D7的(1)腳；單片機(jī)D8的(3)腳接串行接口轉(zhuǎn)換模塊D7的(4)腳；單片機(jī)D8的(8)腳接模塊D7的(2)腳；單片機(jī)D8的(9)腳接模塊D7的(3)腳；單片機(jī)D8的(10)腳接地；單片機(jī)D8的(12)腳接緩沖器D4的(2)腳；單片機(jī)D8的(13)腳接緩沖器D4的(3)腳；單片機(jī)D8的(14)腳接緩沖器D4的(4)腳；單片機(jī)D8的(15)腳接緩沖器D4的(5)腳；單片機(jī)D8的(16)腳接緩沖器D4的(6)腳；單片機(jī)D8的(17)腳接緩沖器D4的(7)腳；單片機(jī)D8的(18)腳接緩沖器D4的(8)腳；單片機(jī)D8的(19)腳接緩沖器D4的(9)腳；單片機(jī)D8的(20)腳在接緩沖器D4的(1)腳的同時(shí)接+12V直流電源共用線上；緩沖器D4的(11)腳與緩沖器D5的(11)腳同時(shí)接單片機(jī)D9的(12)腳；緩沖器D4的(12)腳與緩沖器D5的(12)腳同時(shí)接單片機(jī)D9的(13)腳；緩沖器D4的(13)腳與緩沖器D5的(13)腳同時(shí)接單片機(jī)D9的(14)腳；緩沖器D4的(14)腳與緩沖器D5的(14)腳同時(shí)接單片機(jī)D9的(15)腳；緩沖器D4的(15)腳與緩沖器D5的(15)腳同時(shí)接單片機(jī)D9的(16)腳；緩沖器D4的(16)腳與緩沖器D5的(16)腳同時(shí)接單片機(jī)D9的(17)腳；緩沖器D4的(17)腳與緩沖器D5的(17)腳同時(shí)接單片機(jī)D9的(18)腳；緩沖器D4的(18)腳與緩沖器D5的(18)腳同時(shí)接單片機(jī)D9的(19)腳；緩沖器D5的(19)腳接單片機(jī)D9的(6)腳；緩沖器D4的(19)腳接單片機(jī)D9的(7)腳。
全文摘要
井下作業(yè)通訊和險(xiǎn)情的定位系統(tǒng)，在多個(gè)編碼機(jī)與監(jiān)測(cè)站之間由小功率近距離無(wú)線數(shù)據(jù)模塊收、發(fā)相關(guān)聯(lián)，并與有線傳輸結(jié)合，對(duì)移動(dòng)目標(biāo)定位和長(zhǎng)距離傳輸。多個(gè)監(jiān)測(cè)站對(duì)應(yīng)并接在串行接口電纜，并與中繼站的串行接口對(duì)應(yīng)連接成一個(gè)支路，多個(gè)支路的中繼站對(duì)應(yīng)并接在串行接口電纜線上，并接到DSP微處理器接口，與井上控制臺(tái)并口連接。本發(fā)明主要特點(diǎn)是小功率近距離無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊與有線傳輸相結(jié)合完成井下作業(yè)通訊和微弱生命信息的搜索，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的定位和信息長(zhǎng)距離傳輸。本發(fā)明構(gòu)思巧妙、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝、調(diào)試、使用簡(jiǎn)便，性能穩(wěn)定，并且采用器件的規(guī)格型號(hào)經(jīng)濟(jì)便宜，整個(gè)系統(tǒng)工程造價(jià)低廉，可適用于各種井下及其他危險(xiǎn)環(huán)境的安全作業(yè)。
文檔編號(hào)H04B3/00GK1932245SQ20061004792
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者李抗援 申請(qǐng)人:李抗援