[实用新型]一种矿用防爆型的防撞雷达系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿用防爆型的防撞雷达系统，属于矿区自动化及安全生产设备的制造领域。

背景技术

矿区一直是生产安全事故的高发地带，矿用车在生产作业，特别是擦撞时极易酿成安全事故，原因是矿井巷道中环境复杂，爆炸性气体浓度高，障碍物多且杂。因此提高矿区生产自动化和安全生产水平是当今矿区生产中急需解决的问题。中国专利200720141057.9公开了一种汽车倒车雷达系统。这种汽车倒车雷达系统能显示障碍物信息或提供语音报警，又能实现自动刹车，只适合于普通的驾驶环境，但没有电气防爆措施，精度和实时性也不能满足矿用车的驾驶环境，不适合矿用车的使用场合，存在以下不足：

1.矿区的爆炸性气体成分复杂，瓦斯气体浓度高，倒车雷达没有采取防爆措施进行设计，传感器和控制电路在工作过程中产生的电气诱因极易引爆空气中的爆炸性气体，酿成严重的安全事故。

2.矿区障碍物的特点是多、杂，普通的倒车雷达满足不了防撞时所要求的实时性和准确性。原因是传感器发出超声波后，虽然会适时收到发射形成的反射回波，但是反射回波会由于障碍物自身的反射性质以及周围环境等因素的影响而造成不同程度的频率偏移而发出无效或者错误的干扰数据。

3.多个传感器同时工作，特别是距离较近时，传感器间存在干扰。传感器测试的原始数据中夹杂着一些无效的或者错误的干扰数据，不易剔除干扰数据。

4.倒车雷达系统使用电脑进行控制，体积较大，移植性差，成本比较高。

发明内容：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种矿用防爆型的防撞雷达系统，其特点是：在提高防撞雷达精度和报警实时性同时，有效的防止了因电气原因引起可燃性气体爆炸和车尾擦撞到障碍物等意外事故，满足了矿用车在生产环境恶劣的条件下，为驾驶员正确判断障碍物的方位和距离提供了保障。

本实用新型的目的由以下技术措施实现。

矿用防爆型的防撞雷达系统

矿用防爆型的防撞雷达系统含有超声波传感器、控制电路和报警装置，控制电路由MCU模块、RS485模块、CAN总线模块组成，超声波传感器和报警装置均与以RS485模块、MCU模块，CAN总线模块组成的控制电路连接，超声波传感器与保险杠垂直方向的夹角α为3～5度安装在工程车尾部保险杠上，超声波传感器测量的距离信息通过RS485总线传送给雷达控制器，雷达控制器对传感器数据进行分析处理，综合处理生成的障碍物距离和方位信息，再通过CAN总线接口传送到工程车的报警装置。

MCU模块由单片机PIC18F258、复位控制器STM809、晶振组成，单片机PIC18F258的1、9脚分别与复位控制器STM809的复位端、晶振3脚连接。

RS485模块由SN65LBC184电平转换芯片U9、6N137光耦合器和整流器连接组成，U9的R脚经R13与6N137光耦合器U8的3脚连接，U8的6脚与MCU模块中的PIC18F258单片机18脚连接，U9的2、3脚通过R11、C7与6N137光耦合器U6连接，U6的3脚与MCU模块中的PIC18F258单片机16脚连接，U9的4脚通过R12、C8与6N137光耦合器U7连接，U7的3脚与MCU模块中的PIC18F258单片机17脚连接。

CAN总线模块由CAN收发器PCA82C250、6N137光耦合器组成，PCA82C250的TXD脚与6N137光耦合器U2连接，U2的3脚与PIC18F258单片机23脚连接，PCA82C250的RXD脚经R5与6N137光耦合器U3的3脚连接，U3的6脚与PIC18F258单片机24脚连接。

控制器对于传感器数据进行了分析处理，通过数据融合算法处理生成了障碍物的距离和方位信息。

警示装置控制器提供的距离及方位信息，通过警示装置的显示器或者语音提示系统发出警示信息。

超声波传感器为防爆型的。

防撞雷达系统各部分均由本质安全电源供电，该本质安全电源由电子科技大学测控研究所提供。

警示装置由主控制器提供距离及方位信息，通过警示装置的显示器或者语音提示系统发出警示信息。

防撞雷达系统各部分均由本质安全电源进行供电，本质安全电源由电子科技大学测控研究所提供。

防撞雷达系统进行了多次的静态和动态性能检测试验，详见图7、8所示，结果表明：防撞雷达系统提供的距离和方位数据具有较高的精确性和实时性，满足了在矿区复杂环境下安全生产的要求。

本实用新型具有以下有优点：