[发明专利]一种自然电磁脉冲矢量信号的应力监测方法及系统

权利要求书

1.一种自然电磁脉冲矢量信号的应力监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在矿洞巷道锚杆上设立测力锚杆传感器，所述测力锚杆传感器的受力信号由微处理器进行处理，微处理器处理过程具体如下，微处理器对测力锚杆传感器的受力信号首先进行模数转换，然后传输至主控芯片中，所述主控芯片内设有模拟前端，所述模拟前端采用具有放大功能的集成芯片，所述主控芯片通过SPI总线来控制模拟前端各通道模拟量的选取和采集，所述主控芯片最后使用第一无线通信发送单元将微处理器处理后的锚杆传感器测量数据发送到通信主站；

S2：所述通信主站对所述第一无线通信发送单元发送的数据进行时钟校准，然后使用第二无线通信发送单元发送至上位机，实现与上位机通信连接，且进行数据传输，使工作人员实时查看并管理历史数据，所述通信主站接收并处理数据的具体过程如下；

S201：所述通信主站内部设有第一无线通信接收单元，所述第一无线通信接收单元用于接收若干所述第一无线通信发送单元发送的对应所述测力锚杆传感器的数据，然后通过SPI总线发送至主控制器，再由液晶显示屏将数据显示出来，并对数据进行存储，液晶显示屏为人机交互界面，通过按节点、按时间查询各传感器数据，并对数据进行分析处理，以曲线形式显示出来，再通过触摸屏对各传感器的采集间隔、传输间隔、网络ID和时间校准进行设置，最后使用以太网转光纤模块将所述通信主站的全部数据发送给地面的上位机；

S3：所述上位机主要用于汇总每个所述测力锚杆传感器数据并对其进行分析处理。

2.根据权利要求1所述的一种自然电磁脉冲矢量信号的应力监测方法，其特征在于：步骤S1中所述模拟前端为高度集成、多通道、低功耗24位放大的集成芯片，所述模拟前端提供了七个单端输入或四个差分输入，进而允许连接若干所述测力锚杆传感器。

3.根据权利要求2所述的一种自然电磁脉冲矢量信号的应力监测方法，其特征在于：所述主控芯片将所述测力锚杆传感器采集的电压信号通过事先标定好的轴向力与电压的对应关系，得出相应的轴向力，若得到的数据超过报警值，则在数码管上进行显示，提醒工作人员进行查看。

4.根据权利要求3所述的一种自然电磁脉冲矢量信号的应力监测方法，其特征在于：所述第一无线通信发送单元由所述主控芯片和所述集成芯片配合使用，增加无线通信模块发射功率，使得相邻的两个所述第一无线通信发送单元能互相无差错的通信，同时其中一个第一无线通信发送单元发生故障后，信号通过跳跃的方式传到下一个节点。

5.根据权利要求4所述的一种自然电磁脉冲矢量信号的应力监测方法，其特征在于：每个所述第一无线通信发送单元作为一个通信分站，若干所述通信分站与所述通信主站通信连接。

6.一种自然电磁脉冲矢量信号的应力监测系统，其特征在于：所述一种自然电磁脉冲矢量信号的应力监测系统为权利要求1-5中任意一项所述的一种自然电磁脉冲矢量信号的应力监测方法的应力监测系统，所述应力监测系统包括传感器节点模块、通信主站和上位机，所述传感器节点模块通过设置多个测力锚杆传感器负责采集锚杆数据并上传数据，所述通信主站作为数据通信主站负责管理各传感器节点模块，并接收锚杆数据、存储锚杆数据以及上传数据，所述上位机通过所述通信主站汇总各传感器数据并对其进行分析处理；

所述通信主站包括主处理器单元、第一无线通信接收单元、电源保护单元、存储单元、液晶屏显示单元及以太网转光纤单元组成，所述第一无线通信接收单元负责接收所述第一无线通信发送单元发送的若干所述测力锚杆传感器传来的数据，然后通过SPI总线发送至所述主处理器单元，所述主处理器单元采用主控制器，所述液晶屏显示单元采用液晶显示屏主要用于数据显示出来，所述存储模块对数据进行存储，所述以太网转光纤单元的作用是将所述通信主站的数据发送给地面的上位机，且所述通信主站内部设有通信协议，通过特定通信协议实现多所述通信主站之间的数据接收以及数据传输。