[发明专利]一种矿用无线数据采集终端

说明书

技术领域：

本发明属于矿用设备领域，涉及一种矿用无线数据采集终端，具体的讲，是一种安全可靠、稳定高效的无线数据采集终端。

背景技术：

在矿井系统中，经常需要对矿井中众多的位置进行实时监测，大部分的监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散，分布范围广，通过传统的有线网络传送方式往往事倍功半，需要采用现代远程监控技术来解决这个问题。如何建立起实用性强、覆盖面广、灵活性好的数据采集及传输系统，满足各方面的监测信息需求，是一个需要解决的重要问题。

发明内容：

矿井远程监控系统由监控中心和多个数据采集终端组成，各个数据采集终端可采集人员、气体浓度等各种数据，并实现实时数据处理、参数设定等功能。同时，测量得到的数据通过Zigbee无线通信方式传送到远程监控中心，监控中心对收到的数据进行分解、计算、显示、保存、统计、报表等处理；监控中心能下传控制参数或控制命令，对错误数据能给出报警信息。

为实现上述功能，系统的总体设计如下：数据采集终端主要由LPC2210核心模块、数据采集模块、人机交互模块、实时时钟模块、E2PROM存储模块和Zigbee通信模块六部分组成。

LPC2210核心模块包括LPC2210微处理器、存储模块、系统时钟电路、电源电路和系统复位电路等。LPC2210内有16kb的静态RAM，可存储代码/数据；它同时具备外部存储接口，系统扩展了2M字节NOR FLASH，8M字节PSRAM和16M字节NAND FLASH。LPC2210微控制器可使用外部晶振或外部时钟源，系统采用11.0592MHz晶振，支持LPC2210微控制器芯片内部PLL功能及ISP功能。LPC2210控制器的I/O接口供电电源为3.3V，所以设计为3.3V应用系统。核心模块复位电路复位电路使用了带IIC存储器的电源监控芯片CAT1025JI-30，复位门槛电压为3.0～3.15V，提高了系统的可靠性。

数据采集模块由LPC2210定时控制采集数据，采集的数据主要包括井下人员位置、危险气体浓度等信号。人员位置、危险气体浓度等由各种数字式集成传感器采集得到，然后通过RS232接口放大后送入LPC2210的UART1口。

为了便于现场的维护和检查，系统设计了人机交互模块，包括显示输出和键盘输入两大功能。显示模块用来显示采集到的数据、各类报警标志位及操作提示；键盘输入模块主要用于各种上下限值的设定。显示模块采用的MS240128A是一款240*128LCD，可以直接与核心模块上的显示接口连接。控制模块为16个按键，通过ZLG7290芯片与系统的IIC总线连接。

Zigbee通信模块主要实现与上位监控中心的通信，能够定时地将采集到的各类数据打包发送给数据中心，同时监控中心也可通过Zigbee通信模块对数据采集终端进行控制，如：从数据采集终端读取各个数据的上下限值、配置各个数据的上下限值、配置发送和采集的时间间隔等。