[发明专利]矿用多功能安全生产在线检测监控分站及工作方法

权利要求书

1.一种矿用多功能安全生产在线检测监控分站，其特征在于，它是在仪器壳体内安装有主电路板和显示电路板，主电路板和显示电路板实现通讯，其特征在于，所述的主电路板由信号采集电路、单片机电路、通讯电路、控制输出电路连接组成；显示电路板由汉字液晶模块和LED指示电路连接组成；上述的信号采集电路由并行16路信号采集电路和串行20路信号采集电路组成，可同时采集并行16路200-1000hz的频率信号、开关量信号和20路串行输入信号；上述的单片机电路包括两个单片机，两个单片机共用一个数据存储器，其中第一单片机用于管理上行通讯电路与上位机通讯，第二单片机用于管理信号采集电路、控制输出电路和显示电路；

上述的并行16路信号采集电路由16路光电隔离器P521与2只模拟开关CD4051连接组成，2只模拟开关在第二单片机的控制下依次选通16通道，并由第二单片机检测16路信号的200-1000hz频率值；

上述的串行20路信号采集电路采用型号为MAX1487的芯片作为RS-485标准串行通讯电路，依次采集20路RS-485标准的串行信号。

上述的第一单片机是型号AT89C205的单片机；第二单片机是型号AT98S52的单片机；共用的数据存储器是型号FM24C16的数据存储器；上行通讯电路是RS-485通讯电路；

上述的RS-485通讯电路由标准的RS-485芯片MAX1487、三极管放大器和第一单片机I组成；三极管放大5连接在第一单片机I和RS-485芯片的接收端之间，具有接收信号的放大功能，增强RS-485总线的通讯距离和负载能力；

上述的5路控制输出电路由第二单片机、反相器74LS04和5只光电隔离器P521组成；第二单片机发送逻辑控制指令信号给反相器74LS04，信号逻辑反相后经光电隔离器送入外部执行器。

2.一种如权利要求1所述的矿用多功能安全生产在线检测监控分站的工作方法，其特征在于，第二单片机通过控制模拟开关依次采集16路并行通道的频率信号或开关信号，通过异步串行通讯接口链接标准的RS-485芯片路变送器的通讯数据，将采集数据处理后存入数据存储器，并将数据送入汉字液晶模块，直观地显示信息，并通过5路控制输出电路实现对开关量的控制输出；第一单片机将第二单片机存入数据存储器中的数据读出，并通过异步通讯接口连接标准的RS-485串行通讯芯片MAX1487与上位机通讯，将数据送入上位机。

3.如权利要求2所述的矿用多功能安全生产在线检测监控分站的工作方法，其特征在于，

第一步，给在线检测监控分站上电，第一单片机复位，延时后第二单片机复位；

第二步，第一单片机复位后，对内部RAM、异步通讯口、中断、寄存器进行初始化；初始化结束后等待由上位机请求发送数据命令；当收到由上位机请求发送数据命令后，进入中断、解析命令、判断是否是本机地址命令；如果不是本机地址命令，退出中断，继续循环等待；如果是本机地址命令，则读数据存储期内的数据到异步通讯口的数据发送缓冲区，依次发送全部数据，发送结束后返回延时等待，进入下一次循环；

第三步，第二单片机复位后对内部RAM、异步通讯口、定时器计数器、中断等寄存器进行初始化，初始化后系统开始工作，具体如下：

第3.1步、依次采集并行16路频率信号：

开启定时器计数器；选通模拟开关；当有脉冲信号来到时，触发定时器计数器，对频率信号进行检测；

第3.2步、频率信号的数据处理：

将检测到的频率信号数字滤波，去掉干扰信号；将计数脉冲进行频率信号换算；将频率信号进行物理量对应值的换算；以标准数据格式处理后存入数据存储器；

第3.3步、控制输出与显示：

读取数据存储器中的当前值与设定的比较值进行比较，当前值大于等于设定值时，单片机输出逻辑高，控制输出电路开或关；当前值小于设定值时，单片机输出逻辑低，控制输出电路或关开；控制输出电路开时，单片机依次从数据存储器内读16路数据，然后将数据送入显示模块显示；

第3.4步、采集串行20路通讯数据：

开启异步通讯口中断，一次发送采集串行20路数据的指令，接收数据，退出中断；

第3.5步、串行数据送数据存储器存储：

将接收的串行20路数据按规定格式存入数据存储器，返回第3.1步，进入下一次循环。