[实用新型]基于STM32W108的多功能矿用环境监测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及仪表技术和传感器技术领域，具体为基于STM32W108的多 功能矿用环境监测仪。

背景技术

在煤矿生产中，可能发生安全事故，而对井下参数(CH4、空气温湿度等) 及设备运转情况进行实时监控和故障报警，可在事故发生前进行有效的预警，亦 可在矿井突发事故时有助于救护工作有效进行。但现有的监测装置通常选用8 位或者16位的控制芯片处理采集数据，并通过CAN总线或者RS485总线传送 数据，这使得多数监测装置的数据处理能力有限，且对数据的有线传输方式使得 其有成本高昂、维护困难等缺点。

出于能够安全可靠的监测矿下环境是否出于正常状态，本实用新型公开了一 种更可靠、更有效、更安全的基于STM32W108的多功能矿用环境检测仪，提出 了以STM32W108处理器为核心，能够实时的对矿下环境进行监测。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：利用STM32W108无线射频芯片的环境监测 仪，对矿下环境进行实时监测。

为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：基于STM32W108 的多功能矿用环境监测仪，其特征在于包括：ARM数据处理模块、信号处理电 路模块、传感器电路模块、LCD电路模块、JTAG模块、声光报警电路模块、FLASH 模块、电源电路模块、充电模块、USB接口模块；其中所述传感器包括加速度 传感器、瓦斯传感器、温度传感器；信号处理电路模块、加速度传感器电路模块、 温湿度传感器电路模块、LCD电路模块、JTAG模块、声光报警电路模块、FLASH 模块、电源电路模块、USB接口模块分别和ARM数据处理模块相连接；瓦斯传 感器和信号处理电路模块相连接；充电模块连接在USB接口和锂电池电路之间。

所述的基于STM32W108的多功能矿用环境监测仪，其特征在于：ARM芯 片为STM32W108的处理器。

所述的基于STM32W108的多功能矿用环境监测仪，其特征在于：信号处理 电路由放大器AD620及其外围电路组成。

所述的基于STM32W108的多功能矿用环境监测仪，其特征在于：瓦斯传感 器选用MJC4/2.8J型催化甲烷传感器、加速度传感器采用ADXL345芯片、温湿 度传感器采用SHT11芯片。

所述的基于STM32W108的多功能矿用环境监测仪，其特征在于：USB接 口电路采用FT232RL来实现UART到USB接口的转换，LCD液晶模块采用液 晶屏ZLG320240T，声光报警模块由蜂鸣器和发光二极管组成。

所述的基于STM32W108的多功能矿用环境监测仪，其特征在于：电源模块 通过芯片TPS79428实现3.3V电压到2.8V电压间的转换，通过MAX828实现 2.8V到-2.8V电压间的转换。

本实用新型使用温湿度传感器和瓦斯传感器对井下温湿度和瓦斯浓度进行 实时监测，采集的数据存储在Flash中，并通过LCD实时显示采集数据；在联机 使用时，应用ZigBee无线通信功能和主机间进行双向无线通信，在脱机使用时， 可以由数据接口连接上位机进行数据采集；利用加速度传感器监测监测仪的运动 状态，当监测到目标一段时间的静止状态，可使控制芯片进入“深度睡眠”状态， 从而大幅度节省电能；当瓦斯浓度和温湿度超过设定值的时候，声光报警模块提 示管理员注意安全，进而完成对矿下环境的实时监测。

本实用新型的优点是：本实用新型具有多功能、便携式、低功耗、便于维护、 成本低等诸多优点。

附图说明

图1为本实用新型的硬件结构框图。

具体实施方式

结构框图如图1所示，基于STM32W108的多功能矿用环境监测仪，其特征 在于包括：ARM数据处理模块、信号处理电路模块、传感器电路模块、LCD电 路模块、JTAG模块、声光报警电路模块、FLASH模块、电源电路模块、充电模 块、USB接口模块；其中所述传感器包括加速度传感器、瓦斯传感器、温度传 感器；信号处理电路模块、加速度传感器电路模块、温湿度传感器电路模块、 LCD电路模块、JTAG模块、声光报警电路模块、FLASH模块、电源电路模块、 USB接口模块分别和ARM数据处理模块相连接；瓦斯传感器和信号处理电路模 块相连接；充电模块连接在USB接口和锂电池电路之间。其特征在于：本实用 新型使用温湿度传感器和瓦斯传感器对井下温湿度和瓦斯浓度进行实时监测，采 集的数据存储在Flash中，并通过LCD实时显示采集数据；在联机使用时，应用 ZigBee无线通信功能和主机间进行双向无线通信，在脱机使用时，可以由数据 接口连接上位机进行数据采集；利用加速度传感器监测监测仪的运动状态，当监 测到目标一段时间的静止状态，可使控制芯片进入“深度睡眠”状态，从而大幅 度节省电能；当瓦斯浓度和温湿度超过设定值的时候，声光报警模块提示管理员 注意安全，进而完成对矿下环境的实时监测。