專利名稱：用于井下監控系統的數據傳輸接口的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數據傳輸接口，尤其是一種在礦井安全生產監控系統中，用 于井下監控分站和地面中心站通信的數據傳輸接口，屬于電子設備技術領域。
背景技術：
煤礦井下作業是一項高危險性工作，因此需要利用煤礦人員定位系統以及煤礦生 產監控系統來監控井下的生產情況，并通過監控系統將井下的檢測數據反饋至地面的中心 站，然后中心站對監測數據進行分析處理后，將地面的指令傳送到指定的分站，從而實現控 制井下設備的開停、設置工作參數、查詢顯示傳感器的檢測數據等功能。煤礦監控系統主要由安裝在井下各個位置的監控分站和設置在地面上的中心站 構成，各個監控分站與中心站之間通過數據傳輸接口連接通信。目前的數據傳輸接口通常 采用的是RS485總線結構，即通過RS485總線直接將監控分站和中心站的主機連接。但是這 種結構的數據傳輸接口存在一些缺陷1、功能比較單一，只能通過RS485總線透明傳輸，數 據接口不具備對數據采集、分析、處理的能力，這不僅加重其它設備處理負擔，還降低了整 個系統的工作效率；2、由于只擁有單一的RS485總線通訊方式，對于傳輸距離較遠的分站 難以保證能夠獲得準確的監測數據；3、沒有異常狀態提示，當井下的監控分站出現故障或 異常時，系統無法及時自動報警，往往只能通過個人的經驗來判斷；4、由于中心站的主機需 要一直處于工作狀態，當中心站主機出現死機或故障而不能正常工作時，井下的監測將被 迫中斷，由于缺少備用的主機設備，從而使得系統無法持續工作，特別是發生突發事故時， 難以保障井下作業的安全。
實用新型內容針對現有技術中的上述不足，本實用新型的目的在于提供一種具有采集、分析和 處理能力，能進行遠距離傳輸以及在發生故障時能自動報警的數據傳輸接口。本實用新型的技術方案用于井下監控系統的數據傳輸接口，其特征在于，包括 處理器模塊，在所述處理器模塊上設有用于與連接在監控分站上的光端機通信的光傳輸端 口 ；在處理器模塊上還設有一個用于與中心站主機通信的RS232接口。進一步，在所述處理器模塊上還設有一個用于連接聲光報警器的聲光報警器接 口。在所述處理器模塊上還設有一個用于與中心站備用機通信的RS232接口。工作時，將本實用新型接口上的光傳輸端口通過光纖與監控分站上的光端機連 接，將2個RS232接口分別與中心站主機和備用機連接，將聲光報警器連接在聲光報警器接 口上。開啟中心站和監控分站的設備，即可正常工作。相對于現有技術，本實用新型具有以下優點1、本實用新型的數據傳輸接口擁有有獨立的處理器，能夠對數據自行采集、分析 并處理，實現數據的帶地址傳輸和透明傳輸的切換，從而有效地解決了不同配接設備的兼 容性問題。[0010]2、本實用新型的數據傳輸接口上設置了采用雙波長WDM技術的光傳輸端口來與 監控分站通信，不僅解決了 RS485總線傳輸距離較短的缺陷，還有效地解決了遠距離傳輸 設備成本較高的問題，同時還解決了因為RS485總線引起的設備不兼容問題。3、本實用新型的數據傳輸接口上設有聲光報警器接口，能夠實時地把異常狀 態通過聲光報警，并提醒監測人員。4、在處理器模塊上同時與中心站主機和中心站備用機連接，實現雙機熱備，并且 能智能切換，當主機出現故障時能自動連接到備用機并繼續工作，保證了數據監測的不間 斷，實現了自動化操作。
圖1為本實用新型數據傳輸接口的結構示意圖。圖中，1 一處理器模塊，2—光傳輸端口，3—聲光報警器接口，4一狀態指示燈，5-監控分站，6 —中心站主機，7—中心站備用機，8—聲光報警器，9一RS232接口，10 — RS485 總線。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，一種用于井下監控系統的數據傳輸接口，包括處理器模塊1，在所述 處理器模塊1上設有用于與連接在監控分站5上的光端機通信的光傳輸端口 2 ；在處理器 模塊1上還設有一個用于與中心站主機6通信的RS232接口 9。本實用新型的處理器模塊 1采用了美國德州半導體公司的MSP430系列16位超低功耗單片機作為其核心處理器，所 述MSP430單片機具有超低功耗和高精度的A/D轉換的特性，并且外掛SD2200時鐘芯片、 FM18L08鐵電存儲等外圍設備，能夠增強數據的處理能力和穩定性，實現多種協議的互通 性，以及增加設備在數據傳輸的兼容性。處理器模塊1上的單片機通過5V直流開關電源供 H1^ ο本實用新型為解決RS485總線傳輸距離較短的缺陷，在處理器模塊1上設置了光 傳輸端口 2，并在監控分站5上連接光端機，采用光纖通信的方式來傳輸監控分站5的監測 信號。該光傳輸端口 2是采用低速率數據通訊設計的單纖雙向收發一體化TTL電平模塊， 使用1310/1550傳輸波長在單根光纖中實現雙向數據通信，具有低功耗、高可靠性和穩定 性的特點，它不僅有效地利用了光纜，還解決傳輸距離問題，可提供20 40公里的傳輸距 離，并且工作環境溫度范圍在0°C 70°C，能夠滿足設備在監控環境中的苛刻條件，保證監 測數據的可靠性和穩定性。參見圖1，在所述處理器模塊1上還設有一個用于連接聲光報警器8的聲光報警器 接口 3，所述聲光報警器8通過處理器模塊1上的聲光報警器接口 3接收中心站主機6發出 的報警信號。在所述處理器模塊1上還連接有狀態指示燈4，當系統工作在正常狀態或出現 異常情況時，狀態指示燈4分別顯示不同的色彩提示工作人員。參見圖1，在所述處理器模塊1上還設有一個用于與中心站備用機7通信的RS232 接口 9。地面的中心站通過開關電路對主機和備用機進行切換，當中心站檢測到主串口巡檢 的監測主機失效時，自動啟用備用機軟件進行巡檢，從而實現智能雙機熱備切換功能。在地面中心站中采用了 CD4066四雙向模擬開關來實現主、備機的切換，它具有輸入信號峰值電 壓范圍等于電源電壓以及在輸入信號范圍內導通阻抗比較低、比較穩定等優點，有效地保 證了主備機切換的可靠性。參見圖1，工作時，本實用新型中處理器模塊1還通過RS485總線10與監控分站5 連接通信，使光傳輸端口與RS485總線通過與非門構建起共同的傳輸通道，實現RS485總線 和光傳輸端口同時通信功能，增加了監測信號傳輸的渠道，可以避免由于其中一條傳輸線 路中斷而造成整個監測信號中斷。本實用新型中，處理器模塊1在單片機與外部接口之間分別設有光藕，并通過光 耦來對電壓進行隔離轉換，從而保護單片機能正常工作。其中，RS485總線與單片機之間采 用6W37實現光電隔離，它能有效地保證傳輸信號的安全，還解決了因為RS485總線引起 的匹配問題；RS232接口與單片機之間采用4N35進行光電隔離，目的在于可以有效地保證 RS232接口對外殼的2000V極限耐壓測試，保證設備使用的安全性。
權利要求1.用于井下監控系統的數據傳輸接口，其特征在于，包括處理器模塊(1)，在所述處理 器模塊(1)上設有用于與光端機相連的光傳輸端口(2);在處理器模塊(1)上還設有一個用 于與中心站主機(6)連接的RS232接口(9)。
2.根據權利要求1所述的用于井下監控系統的數據傳輸接口，其特征在于，在所述處 理器模塊(1)上還設有一個用于連接聲光報警器(8 )的聲光報警器接口( 3 )。
3.根據權利要求1或2所述的用于井下監控系統的數據傳輸接口，其特征在于，在所述 處理器模塊(1)上還設有一個用于與中心站備用機(7)通信的RS232接口(9)。
4.根據權利要求3所述的用于井下監控系統的數據傳輸接口，其特征在于，在所述處 理器模塊(1)上還連接有狀態指示燈(4 )。
專利摘要用于井下監控系統的數據傳輸接口，包括處理器模塊，在所述處理器模塊上設有用于與連接在監控分站上的光端機通信的光傳輸端口；在處理器模塊上還設有一個用于與中心站主機通信的RS232接口。本實用新型的數據傳輸接口擁有有獨立的處理器，能夠對數據自行采集、分析并處理，還解決了遠距離傳輸設備成本較高的問題，還能夠實時地把異常狀態通過聲光報警，并且能夠在主機出現故障時能自動連接到備用機并繼續工作，保證了數據監測的不間斷，實現了自動化操作。
文檔編號H04B10/12GK201846368SQ201020584610
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月1日 優先權日2010年11月1日
發明者全太鋒, 劉熾, 薛祥玉 申請人:重慶梅安森科技股份有限公司