防爆地質超前探測遠程控制系統的製作方法

2023-07-07 23:04:31

專利名稱：防爆地質超前探測遠程控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及遠程控制方式，具體涉及防爆地質超前探測遠程控制系統。
背景技術：
目前，地質超前預報方法中的波反射法有電磁波反射法和地震波反射法，其中地 震波反射法採用小藥量爆破作為激發波源，爆破本身具有一定危險性，放炮的違規操作等 原因容易引發次生災害，因此採用遠程控制可以使得操作人員遠離潛在災害發生現場，避 免受到傷害。根據《煤礦安全規程》，井下爆破時操作人員需要撤離到安全區域以外，因此， 開發防爆超前地質探測儀遠程控制系統滿足了行業的需求，填補了這一市場空白，有效保 障了井下工作人員的生命安全。

實用新型內容針對現有防爆超前地質探測儀不具備遠程無人控制功能，本實用新型所要解決的 技術問題在於提供一種基於G. SHDSL技術，傳輸距離長、帶寬高、通信穩定、即鋪即用的防 爆地質超前探測遠程控制系統。為了解決上述問題，根據本實用新型的技術方案，一種防爆地質超前探測遠程控 制系統，包括防爆計算機、遠程控制器主機、通信雙絞線、遠程控制器從機、防爆地質超前探 測儀主機和傳感器；其特點是所述防爆計算機與遠程控制器主機連接進行雙工通信；所述遠程控制器主機通過 通信雙絞線和遠程控制器從機進行點對點連接；遠程控制器從機與防爆地質超前探測儀主 機連接進行雙工通信；防爆地質超前探測儀主機與傳感器連接；所述防爆計算機的作用是通過遠程控制器主機、通信雙絞線和遠程控制器從機， 實時控制防爆地質超前探測儀主機採集傳感器的數據，同時控制防爆地質超前探測儀主機 對採集到的數據進行存儲、處理、上傳和顯示，防爆計算機還接收防爆超前地質探測儀主機 上傳的採集到的數據，並將數據顯示；遠程控制器主機和遠程控制器從機的主要作用是實現G. SHDSL信號的調製解調 以及傳輸協議的轉換，遠程控制器主機接收防爆計算機輸出的控制信號並將控制信號調製 解調後通過通信雙絞線輸出到遠程控制器從機，遠程控制器從機將控制信號輸出到防爆地 質超前探測儀主機；同時遠程控制器從機接收防爆地質超前探測儀主機上傳的採集到的數 據，並將數據調製解調後通過通信雙絞線輸出到遠程控制器主機，遠程控制器主機將數據 上傳到防爆計算機；防爆地質超前探測儀主機的作用是受防爆計算機的控制，採集傳感器的數據，對 採集到的數據進行存儲、處理、上傳和顯示。根據本實用新型所述的防爆地質超前探測遠程控制系統的一種優選方案，所述防 爆計算機由第一電源管理模塊、乙太網口、USB滑鼠口、安全柵、第一中央處理器和顯示模塊 組成；[0010]第一中央處理器分別與USB滑鼠口、安全柵、顯示模塊連接，信號均為雙向傳輸， 第一中央處理器的主要作用是輸出控制信號，實時控制防爆地質超前探測儀主機採集傳 感器的數據，同時控制防爆地質超前探測儀主機對採集到的數據進行存儲、處理、上傳和顯 示；USB滑鼠口為本安信號接口，與防爆滑鼠連接；顯示模塊實現界面顯示；安全柵與乙太網口連接，信號為雙向傳輸，安全柵通過限制輸出電流和電壓，確保 輸出本安信號；乙太網口與遠程控制器主機連接，乙太網口提供傳輸協議的數據接口 ；所述的第一電源管理模塊為第一中央處理器、顯示模塊提供電源。根據本實用新型所述的防爆地質超前探測遠程控制系統的一種優選方案所述遠 程控制器主機由第二電源管理模塊、交換電路、接口電路、第二中央處理器和乙太網接口電 路組成；所述的第二電源管理模塊為第二中央處理器、接口電路、乙太網接口電路和交換 電路提供電源；所述接口電路通過通信雙絞線與遠程控制器從機的接口電路進行點對點連接，實 現了基於G. SHDSL技術的長距離、高帶寬的數據通信；第二中央處理器分別與接口電路、乙太網接口電路連接，信號均為雙向傳輸，第 二中央處理器實現G. SHDSL信號的調製解調以及傳輸協議的轉換；傳輸協議包括ITU-T G. 991. 2 協議和 IEEE 802. 3 協議；所述乙太網接口電路與防爆計算機的乙太網口連接，乙太網接口電路起著信號驅 動和隔離作用。本實用新型所述的防爆地質超前探測遠程控制系統的有益效果是本實用新型基 於G. SHDSL技術，傳輸距離長、帶寬高、通信穩定、即鋪即用，通過防爆計算機遠程控制超前 探測儀主機進行數據採集、處理、上傳和顯示，使得井下爆破時操作人員能夠撤離到安全區 域以外的遠離，避免操作人員受到傷害。因此，本實用新型所述的礦用超前探測遠程控制系 統滿足了行業的需求，填補了市場空白，有效保障了井下工作人員的生命安全。

圖1是本實用新型所述的防爆地質超前探測遠程控制系統的原理框圖。圖2為本實用新型所述的防爆計算機1的電路原理框圖。圖3是本實用新型所述的遠程控制器主機2和遠程控制器從機4的電路原理框 圖。圖4是本實用新型所述的所述防爆計算機1安裝的數據採集控制主程序流程框 圖。圖5是本實用新型所述的所述防爆計算機1安裝的數據採集控制子程序流程框 圖。
具體實施方式
參見圖1至圖3，本實用新型所述的防爆地質超前探測遠程控制系統由防爆計算 機1、遠程控制器主機2、通信雙絞線3、遠程控制器從機4構成；將遠程控制器主機2和防 爆計算機1放置在安全工作區，將所述防爆計算機1與遠程控制器主機2連接進行雙工通 信，將遠程控制器從機4放置在探測現場，鋪設通信雙絞線3，其通信雙絞線3的距離應小於 2KM，將所述遠程控制器主機2通過通信雙絞線3和遠程控制器從機4實現點對點連接，並 採用16-TCPAM編碼方式，上行/下行速率相同，再將遠程控制器從機4與設置在探測現場 的防爆地質超前探測儀主機5連接進行雙工通信，將防爆地質超前探測儀主機5與傳感器 6連接，並將傳感器6布置在待測地質構造段。在具體實施例中，所述防爆計算機1與遠程 控制器主機2以及防爆超前地質探測儀主機5與遠程控制器從機4均是通過埠的HUB以 10/100Base-T自適應速率連接；其中，所述防爆計算機1採用可攜式結構，採用鎳氫電池供電，本安兼隔爆結構， 同時在所述防爆計算機1中設置有遠程控制系統的上位機軟體，參見圖4和圖5，其主要流 程包括設置項目信息、設置工作面信息、設置接收點信息、設置採樣參數、設置炮點信息、 保存數據、傳送數據、數據分析與顯示，其中，採樣參數包括採樣頻率，採樣長度和採樣通 道，設置成功後，可開始採集數據，採集完成後，如需要進行下一次採集，則循環進行，最後 保存採集的數據；通過遠程控制系統傳送採集數據，如果傳送不成功，選擇重傳，如果成功， 最後對數據進行分析與顯示。所述防爆計算機1由第一電源管理模塊7、乙太網口 8、USB滑鼠口 9、安全柵10、 第一中央處理器11和顯示模塊12組成；第一中央處理器11分別與USB滑鼠口 9、安全柵10和顯示模塊12連接，信號均為 雙向傳輸，第一中央處理器11的主要作用是輸出控制信號，實時控制防爆地質超前探測儀 主機5採集傳感器6的數據，同時控制防爆地質超前探測儀主機5對採集到的數據進行存 儲、處理、上傳和顯示；USB滑鼠口 9為本安信號接口，與防爆滑鼠連接；顯示模塊12為液晶屏模塊，實現界面顯示；安全柵10與乙太網口 8連接，信號為雙向傳輸，安全柵10通過限制輸出電流和電 壓確保輸出本安信號；乙太網口 8與遠程控制器主機2連接，乙太網口 8提供802. 3傳輸協議的數據接口 ；所述的第一電源管理模塊7為第一中央處理器11、顯示模塊12提供電源。其中，所述遠程控制器主機2由第二電源管理模塊13、交換電路14、接口電路15、 第二中央處理器16和乙太網接口電路17組成；遠程控制器從機4的電路結構與遠程控制 器主機2的電路結構相同；所述的第二電源管理模塊13為第二中央處理器16、接口電路15、乙太網接口電路 17和交換電路14提供電源；在具體實施例中，所述遠程控制器主機2的接口電路15通過通信雙絞線6與遠程 控制器從機4的接口電路進行點對點連接，並採用16-TCPAM編碼方式，上行/下行速率相 同；所述第二中央處理器16分別與接口電路15、乙太網接口電路17連接，信號均為雙向傳輸，第二中央處理器16實現G. SHDSL信號的調製解調以及傳輸協議的轉換，傳輸協議 包括 ITU-T G. 991. 2 協議和 IEEE802. 3 協議；所述乙太網接口電路17與所述防爆計算機1的乙太網口 8連接，遠程控制器從機 4的乙太網接口電路與防爆地質超前探測儀主機5連接，乙太網接口電路17起著信號驅動 和隔離作用。所述的防爆地質超前探測遠程控制系統的工作原理是由於在防爆計算機1裡設 置有遠程控制系統的上位機軟體，防爆計算機1通過遠程控制器主機2、通信雙絞線3、遠程 控制器從機4，防爆計算機1實時控制防爆超前探測儀主機5採集傳感器6的信號，同時控 制防爆超前地質探測儀主機5存儲、處理和上傳採集到的數據；數據採集由防爆超前地質 探測儀主機5完成，防爆計算機1通過設置採樣頻率，採樣長度和採樣通道等信息，對防爆 超前地質探測儀主機5進行採樣控制，同時防爆超前地質探測儀主機5在採樣完成後，將採 集的數據通過遠程控制器從機4、通信雙絞3線和遠程控制器主機2上傳到防爆計算機1。
權利要求防爆地質超前探測遠程控制系統，包括防爆計算機(1)、遠程控制器主機(2)、通信雙絞線(3)、遠程控制器從機(4)；其特徵在於所述防爆計算機(1)與遠程控制器主機(2)連接進行雙工通信；所述遠程控制器主機(2)通過通信雙絞線(3)和遠程控制器從機(4)實現點對點連接；遠程控制器從機(4)與防爆地質超前探測儀主機(5)連接進行雙工通信；防爆地質超前探測儀主機(5)與傳感器(6)連接。
2.根據權利要求1所述的防爆地質超前探測遠程控制系統，其特徵在於所述防爆計 算機(1)由第一電源管理模塊(7)、乙太網口(8)、USB滑鼠口(9)、安全柵(10)、第一中央 處理器(11)和顯示模塊(12)組成；第一中央處理器(11)分別與USB滑鼠口(9)、安全柵(10)和顯示模塊(12)連接，信號 均為雙向傳輸；USB滑鼠口(9)為本安信號接口，與防爆滑鼠連接；顯示模塊(12)實現界面顯示；安全柵(10)與乙太網口(8)連接，信號為雙向傳輸；乙太網口(8)與遠程控制器主機(2)連接，乙太網口(8)提供傳輸協議的數據接口 ；所述的第一電源管理模塊(7)為第一中央處理器(11)、顯示模塊(12)提供電源。
3.根據權利要求1或2所述的防爆地質超前探測遠程控制系統，其特徵在於所述遠 程控制器主機(2)由第二電源管理模塊(13)、交換電路(14)、接口電路(15)、第二中央處理 器(16)和乙太網接口電路(17)組成；所述的第二電源管理模塊(13)為第二中央處理器(16)、接口電路(15)、乙太網接口電 路(17)和交換電路(14)提供電源；所述接口電路(15)通過通信雙絞線(6)與遠程控制器從機(4)進行點對點連接；所述第二中央處理器(16)分別與接口電路(15)、乙太網接口電路(17)連接，信號均為 雙向傳輸；所述乙太網接口電路(17)與防爆計算機(1)的乙太網口(8)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種防爆地質超前探測遠程控制系統，包括防爆計算機、遠程控制器主機、通信雙絞線、遠程控制器從機；其特徵在於所述防爆計算機與遠程控制器主機連接進行雙工通信；所述遠程控制器主機通過通信雙絞線和遠程控制器從機實現點對點連接；遠程控制器從機與防爆地質超前探測儀主機連接進行雙工通信；防爆地質超前探測儀主機(5)與傳感器連接；本實用新型基於G.SHDSL技術，傳輸距離長、帶寬高、通信穩定、即鋪即用，通過防爆計算機遠程控制超前探測儀主機進行數據採集、處理、上傳和顯示，使得井下爆破時操作人員能夠撤離到安全區域以外的遠離，避免操作人員受到傷害。
文檔編號G05B19/418GK201689329SQ20102014557
公開日2010年12月29日 申請日期2010年3月30日 優先權日2010年3月30日
發明者何昭友, 吳燕清, 宋勁, 張軍, 肖勇, 胡運兵, 邵雁, 鄭萬波 申請人:煤炭科學研究總院重慶研究院