一种电磁调速采煤机遥控系统的制作方法
一种电磁调速采煤机遥控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电磁调速采煤机遥控系统的技术领域，尤其是一种采用基于Si4432无线射频芯片的总线型遥控器系统。
【背景技术】
[0002]采煤机涉及煤矿领域，并且是煤矿领域生产活动中最重要的设备之一。其原因在于，采煤机的正确操作和控制运行关系到采煤工作的生产效率和采煤机的维护以及保养成本。
[0003]采煤机的一种人工操作方式是机载控制器控制，即通过安装在采煤机机身上的控制面板进行操作。这种操作方式的缺点在于通过机载控制器控制采煤机会受到煤矿井下恶劣环境因素如粉尘、水雾等的限制，并且操作的难度系数较大。
[0004]采煤机另一种操作方式是远程无线遥控控制。目前国内多数遥控器为数字型遥控器。这种遥控器会根据采煤机的控制要求，设计相应的操作按钮，经过无线转发后，采煤机的主控系统模块上要预留等同的数字量点。这种遥控器的虽然程序处理简单，但是电控系统的预留点数多，不仅使集成化难度加大，而且不太容易进行功能扩展，占用系统资源。与此同时，由于井下巷道空间狭小，空气湿度大，设备与工人流动性大，电源电压波动较大，使得在井下的通信情况较差。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:为了提供一种超低功耗、灵敏度高、体积小、硬件接口简单、协议通用性强，高稳定性的电磁调速采煤机遥控系统的设计及工作方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:电磁调速采煤机遥控系统包括无线遥控主机(手持设备)、无线遥控副机(机载设备)，所述无线遥控主机包括电源模块、无线收发电路、按键电路、CPU，所述无线遥控副机包括无线收发电路、RS485接口电路，无线遥控主机与无线遥控副机之间通过天线传输数据，无线遥控副机与采煤机主控制系统之间采用RS485总线相连，并通过Modbus协议进行数据传输。遥控副机为Modbus从站，采煤机电控系统为Modbus主站。
[0007]所述遥控主机的电源电路用硅能蓄电池供电，为无线收发电路、按键电路、CPU供电，供电电压为3.3V。
[0008]所述遥控主机的按键电路由8个按键组成，分别与CPU的PB2?PB7，PFO, PD4相连接。
[0009]所述遥控主机与遥控副机的CPU采用型号为STM8L152C6T6的超低功耗单片机来实现。
[0010]所述遥控副机的RS485接口电路将CPU的数据输出信号转换为RS485信号，此信号与采煤机电控系统的RS485接口端进行数据传输。所用的转换芯片为SP3485。
[0011]所述无线收发电路采用基于Si4432的无线射频芯片来实现。
[0012]本发明的有益效果:本发明电磁调速采煤机遥控系统的设计通过遥控主机向遥控副机发送指令信号，遥控副机通过天线接收指令信号，从而实现对采煤机的实时、准确控制。
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0014]图1为本发明电磁调速采煤机遥控系统的系统结构框图；
[0015]图2为本发明电磁调速采煤机遥控系统遥控主机的程序流程图；
[0016]图3为本发明电磁调速采煤机遥控系统遥控副机的程序流程图。
[0017]图4为本发明电磁调速采煤机遥控系统遥控主机的工序流程图；
[0018]图5为本发明电磁调速采煤机遥控系统遥控副机的工序流程图。
【具体实施方式】
[0019]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意图方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0020]如图1所示，电磁调速采煤机遥控系统包括无线遥控主机(手持设备)、无线遥控副机(机载设备)，所述无线遥控主机包括电源电路、无线收发电路、按键电路、CPU，所述无线遥控副机包括无线收发电路、RS485接口电路，无线遥控主机与无线遥控副机之间通过天线传输数据，无线遥控副机与采煤机主控制系统之间采用RS485总线相连，并通过Modbus协议进行数据传输。遥控副机为Modbus从站，采煤机电控系统为Modbus主站。
[0021]系统的设计初衷是为了设计一种适合电磁调速采煤机的遥控器，利用电磁调速采煤机遥控器的高性能、易操作等优点取代传统数字型采煤机遥控器的不足，传统数字型采煤机具有硬件接口复杂、协议通用性不高、编码通信传输距离短、误码率高、数据传输固定、单一等缺点，运用本设备可以完全避免这些传统的问题，实现设备的高性能、易操作等优点。
[0022]其中，无线遥控主机的电源采用硅能蓄电池供电，这种蓄电池的电极是由铅及其氧化物制成，电解液是硅复合物。考虑到矿井下的安全性和电池的使用时间，本发明所采用的硅能蓄电池的规格为3.3V，1.3 (AH)，它具有安全性高、价格低廉、可浮充充电、使用寿命长、充电时间短、体积小巧等优点。工作时遥控主机的功耗最大值为40ma，待机时功耗为5ma，则此硅能蓄电池至少可保证遥控主机32.5个小时的连续工作时间，可满足低功耗的设计要求。
[0023]遥控主机的按键电路由8个按键组成，分别与CPU的PB2?PB7，PFO, PD4相连接，8个按键代表的含义为:总起、牵停、左牵、右牵、左升、左降、右升、又降。按下按键后，遥控主机发送相应的指令信号，遥控副机接收指令信号后通过Modbus协议将其传送给采煤机电控系统，采煤机进行相应的动作。
[0024]遥控副机与采煤机电控制系统之间采用RS485总线相连，并通过Modbus协议进行数据传输。CPU输出串口信号经过PA9、PAlO引脚连接至SP3485的I引脚和4引脚，PAll与2引脚和3引脚相连作为驱动信号。SP3485的输出信号经引脚A、B传给采煤机电控系统的RS485接口端引脚。遥控副机为Modbus从站，采煤机电控系统为Modbus主站。
[0025]遥控主机与遥控副机的无线收发电路是一样的，以遥控主机为例进行说明。CPU的引脚USARTIRX, USAPTITX与Si4432的引脚SDK SDO相连作为数据的传输。CPU的PC7引脚与SI4432的SDN引脚连接作为状态控制信号。CPU的PC3引脚与SI4432的nSEL引脚连接作为片选信号。CPU的PC4引脚与SI4432的SCLK引脚连接作为时钟信号。
[0026]遥控主机与遥控副机之间数据交互是通过无线收发模块进行的，所以它对功耗、性能、距离和抗干扰能力等方面都有较高的要求，因此本设计使用的无线射频电路选用Silicon Labs公司生产的Si4432无线射频芯片，Si4432无线射频芯片是低功耗、高集成度单芯片收发器，其最大传输功率高达+20bBm，可实现远距离无线数据传输。Si4432无线射频芯片在活跃模式下接收RX电流为1mA和发射TX电流为18mA，极低的待机电流和快速唤醒时间非常适合供电系统。Si4432无线射频芯片内置数据包处理器便于自动进行数据包发射，数据包参数初始化后只需将有效数据传送到FIFO，数据包就会自动进行发射，整个数据包的建立和发送数据包的建立和发射都是由器件完成的，而不是微处理器，缩短了处理器处理数据时间，提高了遥控器的发射效率。
[0027]如图2所示，本发明遥控主机的程序流程图如下:
[0028](I)启动遥控主机，完成STM8L152C6T6、SPI接口以及Si4432的初始化；
[0029](2)初始化结束后，按键没有按下，遥控主机进入休眠模式，等待按键指令；
[0030](3)判断按键是否按下即是否进入工作模式，如果按键没有按下则返回步骤
[0031](2)，如果按键按下，则Si4432内置的数据包处理器确定数据包大小、结构，并且清除TX和FIFO引脚信息，进入步骤⑷；
[0032](4)数据包处理器装载数据包，关闭其他中断，开启自动发送功能，等待中断状态输出引脚nIRQ因中断产生被拉为低电平，如果是则处理相应中断，同时拉高nIRQ引脚状态，否则继续等待；
[0033](5)数据发送成功后，遥控主机的指示灯为绿色即数据发送完成。完成一次操作指令后，系统返回到(2)，等待下一个指令操作。
[0034]如图3所示，本发明遥控副机的程序流程图如下: [0035](I)采煤机电控系统启动随即遥控副机启动，完成STM8L152C6T6、SPI接口以及Si4432的初始化；
[0036](2)初始化结束后，遥控副机进入休眠模式，等待接收无线操作指令；
[0037](3)判断是否有无线操作指令，如果没有则返回步骤(2)，等待接收，如果有则Si4432内置的数据包处理器打开有效包中断、同步字控制中断，关闭其他中断，并且清除TX和FIFO引脚状态，进入步骤(4);
[0038](4)遥控副机开启接收功能，等待中断状态输出引脚nIRQ因中断产生被拉为低电平，如果是则处理相应中断，同时拉高nIRQ引脚状态，读取TX和FIFO引脚状态，完成数据接收，否则继续等待；
[0039](5)接收无线操作指令完成后，遥控副机通过RS485总线将数据反馈给采煤机主控系统，采煤机进行相应的动作。完成一次接收指令后，系统返回步骤(2)，等待下一个指令。
[0040]如图4所示，本发明的遥控主机工序流程图如下:
[0041](I)硅能电池为遥控主机供电，遥控主机完成初始化工作；
[0042](2)遥控主机开始工作前判断干簧管是否闭合，干簧管没有闭合，则遥控主机处于无效工作状态，按键为无效的按键指令，按下按键时红灯亮，作为提示；
[0043](3)干簧管已闭合，则遥控主机处于有效工作状态，按下按键时绿灯亮，作为给操作员的提示；
[0044](4)工人根据采煤机的运行状态发出相应的指令，按键时遥控器绿灯亮；
[0045](5)进行完按键操作后，观察电磁调速采煤机是否进行规定动作，如果是则将遥控器的干簧管取下，以免发生误动作；如果电磁调速采煤机没有按规定动作动作，则按下牵停按钮，进行故障排查，故障排除后重新发出相关指令；
[0046](6)指令操作结束后，遥控主机进入休眠模式，等待下一个指令操作；
[0047]如图5所示，本发明的无线遥控副机工序流程图如下:
[0048](I)首先由采煤机主控系统对遥控副机进行供电，上电后遥控副机复位并完成初始化工作；
[0049](2)遥控主机判断是否有来自遥控主机的无线操作指令，如果有则遥控副机将接收到的操作指令转换为Modbus协议的指令格式，通过RS485总线传输为采煤机主控系统，采煤机主控系统控制采煤机进行相应的操作；如果没有接收到遥控主机的命令，则遥控副机进入休眠模式，等待无线操作指令。
【主权项】
1.一种电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:包括遥控主机、遥控副机两部分，两者之间通过无线收发模块进行无线通信，所述遥控主机向遥控副机发送控制指令，所述遥控副机与采煤机主控系统通过RS485接口连接，接收遥控主机的控制指令，并通过MODBUS协议将数据传送给传输给采煤机主控系统。2.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控主机以STM8L152C6T6为核心，配有干簧管电路、复位电路、时钟电路、电源电路、无线收发电路、按键电路。3.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控主机供电采用规格为3.3V，1.3 (AH)的硅能蓄电池。4.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控副机以STM8L152C6T6为核心，配有复位电路、时钟电路、电源电路、无线收发电路、RS485接口电路。5.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控副机电源由采煤机的主控系统提供，经过降压模块、稳压模块将电压降到3.3V工作电压供遥控副机工作。6.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述无线收发模块采用型号为SI4432的射频芯片来实现数据收发。7.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控主机工作流程包括如下步骤: (1)硅能电池为遥控主机供电，遥控主机完成初始化工作； (2)检查干簧管是否闭合，没有闭合则遥控主机处于无效状态，按下按键，遥控器上的红灯亮，指令无效，采煤机没有动作；当干簧管上磁铁吸合时，遥控主机处于工作状态，此时按下按键则遥控主机上绿灯亮作为给操作员的提示； (3)工人根据现场采煤机的工作状态以及采区巷道的煤层情况，对遥控主机进行相应的操作； (4)在进行完按键操作之后，观察电磁调速采煤机是否按着预定的动作进行操作； (5)如果没有按预定的动作进行操作，则按下牵停按钮，进行故障检测，排除故障后重新发出相关指令； (6)如果按预定动作进行操作后则可以将遥控主机上的干簧管的磁铁取下，防止误操作导致采煤机的误动作导致生产事故的而发生。8.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控主机中程序流程如下步骤: (1)启动遥控主机，完成STM8L152C6T6、SPI接口以及Si4432的初始化； (2)初始化结束后，按键没有按下，遥控主机进入休眠模式，等待按键指令； (3)判断按键是否按下即是否进入工作模式，如果按键没有按下则返回步骤(2)，如果按键按下，则Si4432内置的数据包处理器确定数据包大小、结构，并且清除TX和FIFO引脚信息，进入步骤⑷； (4)数据包处理器装载数据包，关闭其他中断，开启自动发送功能，等待中断状态输出引脚nIRQ因中断产生被拉为低电平，如果是则处理相应中断，同时拉高nIRQ引脚状态，否则继续等待； (5)数据发送成功后，遥控主机的指示灯为绿色即数据发送完成，完成一次操作指令后，系统返回到(2)，等待下一个指令操作。9.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控副机工作流程包括如下步骤: (1)由采煤机主控系统对遥控副机进行供电，上电之后遥控副机复位并完成初始化工作； (2)判断遥控副机是否接收到无线操作指令，如果有则遥控副机将接收到的操作指令转换为Modbus协议的指令格式，通过RS485总线传输给采煤机主控系统，采煤机主控系统控制采煤机进行相应的操作；如果没有接收到遥控主机的命令，则遥控副机进入休眠模式，等待无线操作指令。10.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控副机中程序流程包括如下步骤: (1)采煤机电控系统启动随即遥控副机启动，完成STM8L152C6T6、SPI接口以及Si4432的初始化； (2)初始化结束后，遥控副机进入休眠模式，等待接收无线操作指令； (3)判断是否有无线操作指令，如果没有则返回步骤(2)，等待接收，如果有则Si4432内置的数据包处理器打开有效包中断、同步字控制中断，关闭其他中断，并且清除TX和FIFO引脚状态，进入步骤(4); (4)遥控副机开启接收功能，等待中断状态输出引脚nIRQ因中断产生被拉为低电平，如果是则处理相应中断，同时拉高nIRQ引脚状态，读取TX和FIFO引脚状态，完成数据接收。否则继续等待； (5)接收无线操作指令完成后，遥控副机通过RS485总线将数据反馈给采煤机主控系统，采煤机进行相应的动作，完成一次接收指令后，系统返回步骤(2)，等待下一个指令。
【专利摘要】本发明涉及一种电磁调速采煤机遥控系统的设计，包括无线遥控主机和无线遥控副机。本发明为解决现有遥控系统存在功耗高、可靠性低和系统资源浪费等问题。所述电磁调速采煤机遥控系统为总线型遥控器，其中无线遥控主机采用超低功耗CPU—STM8L152C6T6为核心处理器，设计了多种硬件电路，如电源电路、无线收发电路、按键电路等。无线遥控副机以STM8L152C6T6为控制核心，Modbus接口电路为硬件平台。无线收发电路采用基于Si4432的无线射频芯片实现。无线遥控副机与采煤机主控制系统之间采用RS485总线相连，并通过Modbus协议进行数据传输。该电磁调速采煤机遥控系统通过遥控主机面板上按键发送相关控制指令，经无线传输，遥控副机收到数据后进行解析并将相关数据存入对应的寄存器并将数据传送给采煤机电控系统，以控制采煤机的运行。
【IPC分类】E21C35/24
【公开号】CN104895565
【申请号】CN201510357433
【发明人】刘扬, 佟丽娜, 刘建功, 何明星, 刘策越, 张瑶, 李玉, 房胜楠, 王毅颖, 郭进喜, 王新亮, 胡江峰
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月25日
【技术领域】
[0001]本发明涉及电磁调速采煤机遥控系统的技术领域，尤其是一种采用基于Si4432无线射频芯片的总线型遥控器系统。
【背景技术】
[0002]采煤机涉及煤矿领域，并且是煤矿领域生产活动中最重要的设备之一。其原因在于，采煤机的正确操作和控制运行关系到采煤工作的生产效率和采煤机的维护以及保养成本。
[0003]采煤机的一种人工操作方式是机载控制器控制，即通过安装在采煤机机身上的控制面板进行操作。这种操作方式的缺点在于通过机载控制器控制采煤机会受到煤矿井下恶劣环境因素如粉尘、水雾等的限制，并且操作的难度系数较大。
[0004]采煤机另一种操作方式是远程无线遥控控制。目前国内多数遥控器为数字型遥控器。这种遥控器会根据采煤机的控制要求，设计相应的操作按钮，经过无线转发后，采煤机的主控系统模块上要预留等同的数字量点。这种遥控器的虽然程序处理简单，但是电控系统的预留点数多，不仅使集成化难度加大，而且不太容易进行功能扩展，占用系统资源。与此同时，由于井下巷道空间狭小，空气湿度大，设备与工人流动性大，电源电压波动较大，使得在井下的通信情况较差。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:为了提供一种超低功耗、灵敏度高、体积小、硬件接口简单、协议通用性强，高稳定性的电磁调速采煤机遥控系统的设计及工作方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:电磁调速采煤机遥控系统包括无线遥控主机(手持设备)、无线遥控副机(机载设备)，所述无线遥控主机包括电源模块、无线收发电路、按键电路、CPU，所述无线遥控副机包括无线收发电路、RS485接口电路，无线遥控主机与无线遥控副机之间通过天线传输数据，无线遥控副机与采煤机主控制系统之间采用RS485总线相连，并通过Modbus协议进行数据传输。遥控副机为Modbus从站，采煤机电控系统为Modbus主站。
[0007]所述遥控主机的电源电路用硅能蓄电池供电，为无线收发电路、按键电路、CPU供电，供电电压为3.3V。
[0008]所述遥控主机的按键电路由8个按键组成，分别与CPU的PB2?PB7，PFO, PD4相连接。
[0009]所述遥控主机与遥控副机的CPU采用型号为STM8L152C6T6的超低功耗单片机来实现。
[0010]所述遥控副机的RS485接口电路将CPU的数据输出信号转换为RS485信号，此信号与采煤机电控系统的RS485接口端进行数据传输。所用的转换芯片为SP3485。
[0011]所述无线收发电路采用基于Si4432的无线射频芯片来实现。
[0012]本发明的有益效果:本发明电磁调速采煤机遥控系统的设计通过遥控主机向遥控副机发送指令信号，遥控副机通过天线接收指令信号，从而实现对采煤机的实时、准确控制。
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0014]图1为本发明电磁调速采煤机遥控系统的系统结构框图；
[0015]图2为本发明电磁调速采煤机遥控系统遥控主机的程序流程图；
[0016]图3为本发明电磁调速采煤机遥控系统遥控副机的程序流程图。
[0017]图4为本发明电磁调速采煤机遥控系统遥控主机的工序流程图；
[0018]图5为本发明电磁调速采煤机遥控系统遥控副机的工序流程图。
【具体实施方式】
[0019]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意图方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0020]如图1所示，电磁调速采煤机遥控系统包括无线遥控主机(手持设备)、无线遥控副机(机载设备)，所述无线遥控主机包括电源电路、无线收发电路、按键电路、CPU，所述无线遥控副机包括无线收发电路、RS485接口电路，无线遥控主机与无线遥控副机之间通过天线传输数据，无线遥控副机与采煤机主控制系统之间采用RS485总线相连，并通过Modbus协议进行数据传输。遥控副机为Modbus从站，采煤机电控系统为Modbus主站。
[0021]系统的设计初衷是为了设计一种适合电磁调速采煤机的遥控器，利用电磁调速采煤机遥控器的高性能、易操作等优点取代传统数字型采煤机遥控器的不足，传统数字型采煤机具有硬件接口复杂、协议通用性不高、编码通信传输距离短、误码率高、数据传输固定、单一等缺点，运用本设备可以完全避免这些传统的问题，实现设备的高性能、易操作等优点。
[0022]其中，无线遥控主机的电源采用硅能蓄电池供电，这种蓄电池的电极是由铅及其氧化物制成，电解液是硅复合物。考虑到矿井下的安全性和电池的使用时间，本发明所采用的硅能蓄电池的规格为3.3V，1.3 (AH)，它具有安全性高、价格低廉、可浮充充电、使用寿命长、充电时间短、体积小巧等优点。工作时遥控主机的功耗最大值为40ma，待机时功耗为5ma，则此硅能蓄电池至少可保证遥控主机32.5个小时的连续工作时间，可满足低功耗的设计要求。
[0023]遥控主机的按键电路由8个按键组成，分别与CPU的PB2?PB7，PFO, PD4相连接，8个按键代表的含义为:总起、牵停、左牵、右牵、左升、左降、右升、又降。按下按键后，遥控主机发送相应的指令信号，遥控副机接收指令信号后通过Modbus协议将其传送给采煤机电控系统，采煤机进行相应的动作。
[0024]遥控副机与采煤机电控制系统之间采用RS485总线相连，并通过Modbus协议进行数据传输。CPU输出串口信号经过PA9、PAlO引脚连接至SP3485的I引脚和4引脚，PAll与2引脚和3引脚相连作为驱动信号。SP3485的输出信号经引脚A、B传给采煤机电控系统的RS485接口端引脚。遥控副机为Modbus从站，采煤机电控系统为Modbus主站。
[0025]遥控主机与遥控副机的无线收发电路是一样的，以遥控主机为例进行说明。CPU的引脚USARTIRX, USAPTITX与Si4432的引脚SDK SDO相连作为数据的传输。CPU的PC7引脚与SI4432的SDN引脚连接作为状态控制信号。CPU的PC3引脚与SI4432的nSEL引脚连接作为片选信号。CPU的PC4引脚与SI4432的SCLK引脚连接作为时钟信号。
[0026]遥控主机与遥控副机之间数据交互是通过无线收发模块进行的，所以它对功耗、性能、距离和抗干扰能力等方面都有较高的要求，因此本设计使用的无线射频电路选用Silicon Labs公司生产的Si4432无线射频芯片，Si4432无线射频芯片是低功耗、高集成度单芯片收发器，其最大传输功率高达+20bBm，可实现远距离无线数据传输。Si4432无线射频芯片在活跃模式下接收RX电流为1mA和发射TX电流为18mA，极低的待机电流和快速唤醒时间非常适合供电系统。Si4432无线射频芯片内置数据包处理器便于自动进行数据包发射，数据包参数初始化后只需将有效数据传送到FIFO，数据包就会自动进行发射，整个数据包的建立和发送数据包的建立和发射都是由器件完成的，而不是微处理器，缩短了处理器处理数据时间，提高了遥控器的发射效率。
[0027]如图2所示，本发明遥控主机的程序流程图如下:
[0028](I)启动遥控主机，完成STM8L152C6T6、SPI接口以及Si4432的初始化；
[0029](2)初始化结束后，按键没有按下，遥控主机进入休眠模式，等待按键指令；
[0030](3)判断按键是否按下即是否进入工作模式，如果按键没有按下则返回步骤
[0031](2)，如果按键按下，则Si4432内置的数据包处理器确定数据包大小、结构，并且清除TX和FIFO引脚信息，进入步骤⑷；
[0032](4)数据包处理器装载数据包，关闭其他中断，开启自动发送功能，等待中断状态输出引脚nIRQ因中断产生被拉为低电平，如果是则处理相应中断，同时拉高nIRQ引脚状态，否则继续等待；
[0033](5)数据发送成功后，遥控主机的指示灯为绿色即数据发送完成。完成一次操作指令后，系统返回到(2)，等待下一个指令操作。
[0034]如图3所示，本发明遥控副机的程序流程图如下: [0035](I)采煤机电控系统启动随即遥控副机启动，完成STM8L152C6T6、SPI接口以及Si4432的初始化；
[0036](2)初始化结束后，遥控副机进入休眠模式，等待接收无线操作指令；
[0037](3)判断是否有无线操作指令，如果没有则返回步骤(2)，等待接收，如果有则Si4432内置的数据包处理器打开有效包中断、同步字控制中断，关闭其他中断，并且清除TX和FIFO引脚状态，进入步骤(4);
[0038](4)遥控副机开启接收功能，等待中断状态输出引脚nIRQ因中断产生被拉为低电平，如果是则处理相应中断，同时拉高nIRQ引脚状态，读取TX和FIFO引脚状态，完成数据接收，否则继续等待；
[0039](5)接收无线操作指令完成后，遥控副机通过RS485总线将数据反馈给采煤机主控系统，采煤机进行相应的动作。完成一次接收指令后，系统返回步骤(2)，等待下一个指令。
[0040]如图4所示，本发明的遥控主机工序流程图如下:
[0041](I)硅能电池为遥控主机供电，遥控主机完成初始化工作；
[0042](2)遥控主机开始工作前判断干簧管是否闭合，干簧管没有闭合，则遥控主机处于无效工作状态，按键为无效的按键指令，按下按键时红灯亮，作为提示；
[0043](3)干簧管已闭合，则遥控主机处于有效工作状态，按下按键时绿灯亮，作为给操作员的提示；
[0044](4)工人根据采煤机的运行状态发出相应的指令，按键时遥控器绿灯亮；
[0045](5)进行完按键操作后，观察电磁调速采煤机是否进行规定动作，如果是则将遥控器的干簧管取下，以免发生误动作；如果电磁调速采煤机没有按规定动作动作，则按下牵停按钮，进行故障排查，故障排除后重新发出相关指令；
[0046](6)指令操作结束后，遥控主机进入休眠模式，等待下一个指令操作；
[0047]如图5所示，本发明的无线遥控副机工序流程图如下:
[0048](I)首先由采煤机主控系统对遥控副机进行供电，上电后遥控副机复位并完成初始化工作；
[0049](2)遥控主机判断是否有来自遥控主机的无线操作指令，如果有则遥控副机将接收到的操作指令转换为Modbus协议的指令格式，通过RS485总线传输为采煤机主控系统，采煤机主控系统控制采煤机进行相应的操作；如果没有接收到遥控主机的命令，则遥控副机进入休眠模式，等待无线操作指令。
【主权项】
1.一种电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:包括遥控主机、遥控副机两部分，两者之间通过无线收发模块进行无线通信，所述遥控主机向遥控副机发送控制指令，所述遥控副机与采煤机主控系统通过RS485接口连接，接收遥控主机的控制指令，并通过MODBUS协议将数据传送给传输给采煤机主控系统。2.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控主机以STM8L152C6T6为核心，配有干簧管电路、复位电路、时钟电路、电源电路、无线收发电路、按键电路。3.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控主机供电采用规格为3.3V，1.3 (AH)的硅能蓄电池。4.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控副机以STM8L152C6T6为核心，配有复位电路、时钟电路、电源电路、无线收发电路、RS485接口电路。5.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控副机电源由采煤机的主控系统提供，经过降压模块、稳压模块将电压降到3.3V工作电压供遥控副机工作。6.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述无线收发模块采用型号为SI4432的射频芯片来实现数据收发。7.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控主机工作流程包括如下步骤: (1)硅能电池为遥控主机供电，遥控主机完成初始化工作； (2)检查干簧管是否闭合，没有闭合则遥控主机处于无效状态，按下按键，遥控器上的红灯亮，指令无效，采煤机没有动作；当干簧管上磁铁吸合时，遥控主机处于工作状态，此时按下按键则遥控主机上绿灯亮作为给操作员的提示； (3)工人根据现场采煤机的工作状态以及采区巷道的煤层情况，对遥控主机进行相应的操作； (4)在进行完按键操作之后，观察电磁调速采煤机是否按着预定的动作进行操作； (5)如果没有按预定的动作进行操作，则按下牵停按钮，进行故障检测，排除故障后重新发出相关指令； (6)如果按预定动作进行操作后则可以将遥控主机上的干簧管的磁铁取下，防止误操作导致采煤机的误动作导致生产事故的而发生。8.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控主机中程序流程如下步骤: (1)启动遥控主机，完成STM8L152C6T6、SPI接口以及Si4432的初始化； (2)初始化结束后，按键没有按下，遥控主机进入休眠模式，等待按键指令； (3)判断按键是否按下即是否进入工作模式，如果按键没有按下则返回步骤(2)，如果按键按下，则Si4432内置的数据包处理器确定数据包大小、结构，并且清除TX和FIFO引脚信息，进入步骤⑷； (4)数据包处理器装载数据包，关闭其他中断，开启自动发送功能，等待中断状态输出引脚nIRQ因中断产生被拉为低电平，如果是则处理相应中断，同时拉高nIRQ引脚状态，否则继续等待； (5)数据发送成功后，遥控主机的指示灯为绿色即数据发送完成，完成一次操作指令后，系统返回到(2)，等待下一个指令操作。9.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控副机工作流程包括如下步骤: (1)由采煤机主控系统对遥控副机进行供电，上电之后遥控副机复位并完成初始化工作； (2)判断遥控副机是否接收到无线操作指令，如果有则遥控副机将接收到的操作指令转换为Modbus协议的指令格式，通过RS485总线传输给采煤机主控系统，采煤机主控系统控制采煤机进行相应的操作；如果没有接收到遥控主机的命令，则遥控副机进入休眠模式，等待无线操作指令。10.如权利要求1所述的电磁调速采煤机遥控系统，其特征在于:所述遥控副机中程序流程包括如下步骤: (1)采煤机电控系统启动随即遥控副机启动，完成STM8L152C6T6、SPI接口以及Si4432的初始化； (2)初始化结束后，遥控副机进入休眠模式，等待接收无线操作指令； (3)判断是否有无线操作指令，如果没有则返回步骤(2)，等待接收，如果有则Si4432内置的数据包处理器打开有效包中断、同步字控制中断，关闭其他中断，并且清除TX和FIFO引脚状态，进入步骤(4); (4)遥控副机开启接收功能，等待中断状态输出引脚nIRQ因中断产生被拉为低电平，如果是则处理相应中断，同时拉高nIRQ引脚状态，读取TX和FIFO引脚状态，完成数据接收。否则继续等待； (5)接收无线操作指令完成后，遥控副机通过RS485总线将数据反馈给采煤机主控系统，采煤机进行相应的动作，完成一次接收指令后，系统返回步骤(2)，等待下一个指令。
【专利摘要】本发明涉及一种电磁调速采煤机遥控系统的设计，包括无线遥控主机和无线遥控副机。本发明为解决现有遥控系统存在功耗高、可靠性低和系统资源浪费等问题。所述电磁调速采煤机遥控系统为总线型遥控器，其中无线遥控主机采用超低功耗CPU—STM8L152C6T6为核心处理器，设计了多种硬件电路，如电源电路、无线收发电路、按键电路等。无线遥控副机以STM8L152C6T6为控制核心，Modbus接口电路为硬件平台。无线收发电路采用基于Si4432的无线射频芯片实现。无线遥控副机与采煤机主控制系统之间采用RS485总线相连，并通过Modbus协议进行数据传输。该电磁调速采煤机遥控系统通过遥控主机面板上按键发送相关控制指令，经无线传输，遥控副机收到数据后进行解析并将相关数据存入对应的寄存器并将数据传送给采煤机电控系统，以控制采煤机的运行。
【IPC分类】E21C35/24
【公开号】CN104895565
【申请号】CN201510357433
【发明人】刘扬, 佟丽娜, 刘建功, 何明星, 刘策越, 张瑶, 李玉, 房胜楠, 王毅颖, 郭进喜, 王新亮, 胡江峰
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月25日
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