[实用新型]一种基于STM32单片机的新型智能矿灯系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于STM32单片机的新型智能矿灯，特别是具有多光源照明功能、井下煤矿瓦斯移动监测、作业人员的定位、以及瓦斯浓度超限报警的功能。

背景技术

中国是煤炭开采大国，目前为止，煤炭仍然是我国的基础性能源，占我国能源总供给的70％以上，因此煤炭行业在我国国民经济中起着举足轻重的作用。

矿灯是煤矿工人井下作业必须携带的照明工具，其好坏直接影响到矿下工人的生命安全和煤矿的经济效益。近些年，伴随着经济的发展和科技的进步，我们国家对矿工的生命安全越来越重视，因此对矿用设备提出了更多的要求。传统的矿灯，功能比较单一，大多数值只具有照明功能，稳定性差，寿命短，适用性差，即便是近期刚出现的报警矿灯也只是多了瓦斯监测报警功能，并不能与地上构成一个互联的网络，及时了解井下瓦斯的状况，更没有办法获知井下作业人员的位置、分布情况。因此提供一种简单实用的产品设备成为本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决大多数矿灯功能单一、智能化程度低的技术难题，提供一种新型的具有多光源照明功能、井下煤矿瓦斯移动监测、作业人员的定位、以及瓦斯浓度超限报警功能智能矿灯。

本实用新型为实现上述目的，通过一下技术方案来实现的。

一种基于STM32单片机的新型智能矿灯系统，包括矿灯本体和地面控制站PC机组成一个集多光源照明、井下人员定位、瓦斯浓度检测与超限报警功能于一体的智能矿灯系统，其特征在于，所述矿灯还包括：电源和光源模块、控制模块、数据采集模块、液晶显示模块、声光报警模块、无线通信模块；其中，所述控制模块、无线通信模块设置在所述矿灯本体的壳体内，所述液晶显示模块构成所述壳体表面，所述电源和光源模块和声光报警模块设置在所述灯头上或所述矿灯本体上；所述数据采集模块、液晶显示模块、声光报警模块和无线通信模块均与所述控制模块相连接。

所述电源和光源模块同时设置有位于所述矿灯本体上的功率型LED主光源和普通高亮LED的辅助光源。

所述矿灯本体与所述地面控制站PC机是通过CAN总线来进行数据传输，将无线通信技术和现场总线技术结合起来实现矿灯的智能化。

所述控制模块采用STM32F103VET6单片机，属于低功耗、增强型32位微处理器，所述控制模块是对所述数据采集模块进行数据处理和传输，并控制所述液晶显示模块和所述声光报警模块。

所述无线通信模块采用挪威Nordic公司的单片射频发射芯片NRF905来采集和发送各种信息。

所述数据采集模块包括瓦斯浓度检测电路和放大电路，其中所述检测电路中采用燃烧式甲烷传感器。

本实用新型公开了一种基于STM32单片机的智能矿灯系统，与现有技术相比具有以下有益效果：实现了多光源照明，井下瓦斯浓度监测，人员定位，瓦斯浓度超限报警的功能，具有安全可靠、响应速度快、使用寿命长、照明时间久、高性能，维护方便，操作简单以及抗干扰能力强等特点。与此同时，系统将井下智能矿灯系统嵌入到地面控制中心大系统中，有助于提高系统的安全性，智能性、和易扩展性。其将成为预防瓦斯事故、提高煤矿管理的重要手段和高效方法。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是本实用新型系统硬件框图；

图2是本实用新型系统结构示意图。

具体实施方式

参照附图1和2，本实施之一种基于STM32单片机的新型智能矿灯系统，其主要包括：地面控制站PC机、矿灯本体以及位于所述矿灯本体上的控制模块、无线通信模块、电源和光源模块、数据采集模块、液晶显示模块和声光报警模块；其特征在于：所述控制模块、无线通信模块设置在所述矿灯本体的壳体内，所述液晶显示模块构成所述壳体表面，所述电源和光源模块和声光报警模块设置在所述灯头上或所述矿灯本体上；所述数据采集模块、液晶显示模块、声光报警模块和无线通信模块均与所述控制模块相连接。

所述电源和光源模块同时设置有位于所述矿灯本体上的功率型LED主光源和普通高亮LED的辅助光源。所述功率型LED寿命长，工作温度低，小电流，低功耗，作为主光源，同时采用所述普通高亮LED作为辅助光源。当矿灯电池电量不足20％时，自动关闭主光源，打开辅助光源。

如图1，系统硬件电路主要由所述的控制模块、无线通信模块、电源和光源模块、数据采集模块、液晶显示模块和声光报警模块六个部分组成，具体来说，主要电路分为主控电路、采集电路以及无线通信电路。