一種基于藍牙和LORA的工作面標識裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供的基于藍牙和LORA的工作面標識裝置，涉及煤礦智能化開采領域，包括主板和連接于主板的可充電鋰電池；主板包括鋰電池充電及保護電路、電源穩壓電路、藍牙模塊、指示燈電路、按鍵電路、蜂鳴器模塊、LORA模塊、電壓采集模塊和振動傳感器模塊；藍牙模塊的輸出端分別與指示燈電路的輸入端、蜂鳴器模塊的輸入端相連接，藍牙模塊的輸入端分別與按鍵電路的輸出端、電壓采集模塊的輸出端、振動傳感器模塊的輸出端相連接，藍牙模塊的輸入輸出端分別與LORA模塊的輸入輸出端相連接；本發明專利技術可用于煤礦井下工作面人員定位，快速、精確識別的工作面人員位置。

【技術實現步驟摘要】
一種基于藍牙和LORA的工作面標識裝置
本專利技術涉及煤礦智能化開采
，具體涉及一種基于藍牙和LORA的工作面標識裝置。
技術介紹
近年來煤礦企業在大力推進由數值化礦山向智能化礦山邁進，特別是在自主跟機時由于操作人員、檢修人員等工作面必須人員的精確位置必須快速、精確的獲知后傳送到液壓支架的電液控系統，以避免發生人員傷亡事故。目前煤礦人員定位系統主要采用：ZIGBEE技術、UWB技術等。ZIGBEE技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術，不能精確定位人員位置，實時性及誤差較大；UWB信號的特點使得它在定位上具有低成本、抗多徑干擾、穿透能力強的優勢，所以可以應用于靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤，能提供十分精確的定位精度，但由于UWB系統占用的帶寬很高，UWB系統可能會干擾現有其他無線通信系統，且施工復雜，成本高昂。由于井下采掘工作面環境較其他地方環境封閉、活動空間狹長、一半為煤壁一半為液壓支架金屬包裹、液壓支柱嚴重遮擋，上述兩種技術都不能很好的用于煤礦智能化開采時工作面的人員位置識別，常見的定位技術ZIGBEE、UWB在工作面很難發揮其好的效果，定位不準確，通信距離近等問題，完全不能達到工作面對人員位置快速、精確識別的要求。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種基于藍牙和LORA的工作面標識裝置，采用低功耗器件以及采用最新的藍牙5.0技術與遠距離通信LORA技術相結合，實現煤礦開采時工作面人員佩戴該標識裝置能在復雜惡劣環境下的精確位置定位，并實時信息進行上傳通信。為達成上述目的，本專利技術提出如下技術方案：一種基于藍牙和LORA技術的工作面標識裝置，包括主板和連接于主板的可充電鋰電池；所述主板包括鋰電池充電及保護電路、電源穩壓電路、藍牙模塊、指示燈電路、按鍵電路、蜂鳴器模塊、LORA模塊、電壓采集模塊和振動傳感器模塊；所述藍牙模塊的輸入端分別連接于所述電壓采集模塊、按鍵電路、振動傳感器模塊的輸出端，所述藍牙模塊的輸出端分別連接于所述指示燈電路、蜂鳴器模塊的輸入端，所述藍牙模塊的輸入輸出端連接于所述LORA模塊的輸入輸出端；所述鋰電池充電及保護電路的輸出端連接于所述可充電鋰電池，用于給所述可充電鋰電池充電；所述可充電鋰電池的輸出端連接于所述電源穩壓電路，用于給所述電源穩壓電路提供電源輸入；所述電源穩壓電路用于給所述主板供電；所述振動傳感器模塊用于在設定時間內檢測標識裝置的振動，生成表示標識裝置工作狀態或靜止狀態的電信號發送至藍牙模塊；所述藍牙模塊通信連接于藍牙信標，藍牙模塊用于實時定位標識裝置，并根據其接收的表示標識裝置工作狀態或靜止狀態的電信號控制LORA模塊工作或休眠。進一步的，所述鋰電池充電及保護電路包括充電端子J1、保險絲F1、防反接二極管D1、防反接二極管D2、NMOS管Q2、電容C7、可充電鋰電池充電芯片U4、充電電流控制電阻R9、限流電阻R6和電池端子J2；所述充電端子J1的2號管腳分別連接于保險絲F1一端和NMOS管Q2的1號管腳，所述充電端子J1的1號管腳連接于NMOS管Q2的3號管腳；所述保險絲F1的另一端依次串聯于防反接二極管D1、防反接二極管D2，所述防反接二極管D2遠離的防反接二極管D1的一端連接于電容C7的一端，電容C7的另一端連接于NMOS管Q2的2號管腳；所述可充電鋰電池充電芯片U4的型號為LTC4069EDC，所述可充電鋰電池充電芯片U4的VCC管腳分別連接于防反接二極管D2遠離防反接二極管D1的一端、電容C7靠近防反接二極管D2的一端，所述可充電鋰電池充電芯片U4的CHRG管腳連接于指示燈電路；所述可充電鋰電池充電芯片U4的BAT管腳一支路連接于電池端子J2，另一支路串聯連接于電阻R6后連接于可充電鋰電池，所述可充電鋰電池充電芯片U4的PROG管腳串聯電阻R9后連接于GND端；所述可充電鋰電池充電芯片U4的GND管腳、NTC管腳分別連接于GND端。進一步的，所述藍牙模塊包括E104-BT5032A模塊U3，濾波電容C8、濾波電容C9、濾波電容C10和固件下載口J3；所述E104-BT5032A模塊U3的VCC管腳分別并聯濾波電容C8、濾波電容C9、濾波電容C10的一端后連接至3.3V電源端，所述E104-BT5032A模塊U3的GND管腳分別并聯濾波電容C8、濾波電容C9、濾波電容C10的另一端后連接至GND端，所述E104-BT5032A模塊U3的RXD管腳、TXD管腳、SWDCLK管腳、SWDIO管腳分別連接于固件下載口J3的對應管腳；所述固件下載口J3的VCC管腳連接于3.3V電源，所述固件下載口J3的GND管腳連接至GND端；所述藍牙模塊用于采集標識裝置的藍牙定位信息，并進行與按鍵電路、振動傳感器模塊、指示燈電路、蜂鳴器模塊、LORA模塊的通信控制。進一步的，所述電壓采集模塊包括電阻R5、電阻R7和濾波電容C1，所述可充電鋰電池依次串聯電阻R5、電阻R7后連接于GND端，所述濾波電容C1并聯于所述電阻R7的兩端；所述電壓采集模塊的ADC_Vbat端分別連接于E104-BT5032A模塊U3的DATA管腳、濾波電容C1靠近電阻R5的一端。進一步的，所述電源穩壓電路包含電阻R10、電容C11、電容C12、電容C13、電容C14和LDO穩壓芯片TPS706；所述LDO穩壓芯片TPS706的VIN管腳并聯電容C12、電容C11后連接至可充電鋰電池，所述LDO穩壓芯片TPS706的GND管腳連接于GND端，所述LDO穩壓芯片TPS706的EN管腳串聯電阻R10后連接于可充電鋰電池，所述LDO穩壓芯片TPS706的VOUT管腳并聯電容C13、電容C14后輸出3.3V電源。進一步的，所述振動傳感器模塊包括電阻R1、3.3V電源、振動傳感器U2和濾波電容C3；所述3.3V電源依次串聯電阻R1、振動傳感器U2后連接GND端，所述濾波電容C3并聯在振動傳感器U2的兩端，振動傳感器模塊的BL_2500N端連接于所述E104-BT5032A模塊U3的DISC管腳；所述振動傳感器模塊用于檢測標識裝置的振動，所述藍牙模塊采用所述E104-BT5032A模塊U3的DISC管腳檢測振動傳感器模塊的狀態。進一步的，所述LORA模塊包括LORA芯片U1、濾波電容C4、濾波電容C5、濾波電容C6、彈簧天線T1、電阻R12、PMOS管U6；所述LORA芯片U1的型號為LSD4RF-2F917N10；所述LORA芯片U1的GND管腳依次并聯濾波電容C4、濾波電容C5、濾波電容C6一端后連接于GND端，所述LORA芯片U1的VCC管腳依次并聯濾波電容C4、濾波電容C5、濾波電容C6另一端后連接于3.3VA電源端，所述LORA芯片U1的GND管腳連接至GND端，所述LORA芯片U1的RF管腳連接于彈簧天線T1，所述LORA芯片U1的RST管腳、GPIO0管腳、SO管腳、SI管腳、NSS管腳、SCK管腳分別對應連接于所述E104-BT5032A模塊U3的P0.06管腳、P0.07管腳、P0.02管腳、P0.03管腳、P0.04管腳、P0.05管本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種基于藍牙和LORA的工作面標識裝置，其特征在于，包括主板和連接于主板的可充電鋰電池；/n所述主板包括鋰電池充電及保護電路、電源穩壓電路、藍牙模塊、指示燈電路、按鍵電路、蜂鳴器模塊、LORA模塊、電壓采集模塊和振動傳感器模塊；所述藍牙模塊的輸入端分別連接于所述電壓采集模塊、按鍵電路、振動傳感器模塊的輸出端，所述藍牙模塊的輸出端分別連接于所述指示燈電路、蜂鳴器模塊的輸入端，所述藍牙模塊的輸入輸出端連接于所述LORA模塊的輸入輸出端；所述鋰電池充電及保護電路的輸出端連接于所述可充電鋰電池，用于給所述可充電鋰電池充電；所述可充電鋰電池的輸出端連接于所述電源穩壓電路，用于給所述電源穩壓電路提供電源輸入；所述電源穩壓電路用于給所述主板供電；/n所述振動傳感器模塊用于在設定時間內檢測標識裝置的振動，生成表示標識裝置工作狀態或靜止狀態的電信號發送至藍牙模塊；所述藍牙模塊通信連接于藍牙信標，藍牙模塊用于實時定位標識裝置，并根據其接收的表示標識裝置工作狀態或靜止狀態的電信號控制LORA模塊工作或休眠。/n

【技術特征摘要】
1.一種基于藍牙和LORA的工作面標識裝置，其特征在于，包括主板和連接于主板的可充電鋰電池；
所述主板包括鋰電池充電及保護電路、電源穩壓電路、藍牙模塊、指示燈電路、按鍵電路、蜂鳴器模塊、LORA模塊、電壓采集模塊和振動傳感器模塊；所述藍牙模塊的輸入端分別連接于所述電壓采集模塊、按鍵電路、振動傳感器模塊的輸出端，所述藍牙模塊的輸出端分別連接于所述指示燈電路、蜂鳴器模塊的輸入端，所述藍牙模塊的輸入輸出端連接于所述LORA模塊的輸入輸出端；所述鋰電池充電及保護電路的輸出端連接于所述可充電鋰電池，用于給所述可充電鋰電池充電；所述可充電鋰電池的輸出端連接于所述電源穩壓電路，用于給所述電源穩壓電路提供電源輸入；所述電源穩壓電路用于給所述主板供電；
所述振動傳感器模塊用于在設定時間內檢測標識裝置的振動，生成表示標識裝置工作狀態或靜止狀態的電信號發送至藍牙模塊；所述藍牙模塊通信連接于藍牙信標，藍牙模塊用于實時定位標識裝置，并根據其接收的表示標識裝置工作狀態或靜止狀態的電信號控制LORA模塊工作或休眠。


2.根據權利要求1所述的基于藍牙和LORA的工作面標識裝置，其特征在于，所述鋰電池充電及保護電路包括充電端子J1、保險絲F1、防反接二極管D1、防反接二極管D2、NMOS管Q2、電容C7、可充電鋰電池充電芯片U4、充電電流控制電阻R9、限流電阻R6和電池端子J2；
所述充電端子J1的2號管腳分別連接于保險絲F1一端和NMOS管Q2的1號管腳，所述充電端子J1的1號管腳連接于NMOS管Q2的3號管腳；所述保險絲F1的另一端依次串聯于防反接二極管D1、防反接二極管D2，所述防反接二極管D2遠離的防反接二極管D1的一端連接于電容C7的一端，電容C7的另一端連接于NMOS管Q2的2號管腳；
所述可充電鋰電池充電芯片U4的型號為LTC4069EDC，所述可充電鋰電池充電芯片U4的VCC管腳分別連接于防反接二極管D2遠離防反接二極管D1的
一端、電容C7靠近防反接二極管D2的一端，所述可充電鋰電池充電芯片U4的CHRG管腳連接于指示燈電路；所述可充電鋰電池充電芯片U4的BAT管腳一支路連接于電池端子J2，另一支路串聯連接于電阻R6后連接于可充電鋰電池，所述可充電鋰電池充電芯片U4的PROG管腳串聯電阻R9后連接于GND端；所述可充電鋰電池充電芯片U4的GND管腳、NTC管腳分別連接于GND端。


3.根據權利要求1所述的基于藍牙和LORA的工作面標識裝置，其特征在于，所述藍牙模塊包括E104-BT5032A模塊U3，濾波電容C8、濾波電容C9、濾波電容C10和固件下載口J3；
所述E104-BT5032A模塊U3的VCC管腳分別并聯濾波電容C8、濾波電容C9、濾波電容C10的一端后連接至3.3V電源端，所述E104-BT5032A模塊U3的GND管腳分別并聯濾波電容C8、濾波電容C9、濾波電容C10的另一端后連接至GND端，所述E104-BT5032A模塊U3的RXD管腳、TXD管腳、SWDCLK管腳、SWDIO管腳分別連接于固件下載口J3的對應管腳；所述固件下載口J3的VCC管腳連接于3.3V電源，所述固件下載口J3的GND管腳連接至GND端；
所述藍牙模塊用于采集標識裝置的藍牙定位信息，并進行與按鍵電路、振動傳感器模塊、指示燈電路、蜂鳴器模塊、LORA模塊的通信控制。


4.根據權利要求3所述的基于藍牙和LORA的工作面標識裝置，其特征在于，所述電壓采集模塊包括電阻R5、電阻R7和濾波電容C1，所述可充電鋰電池依次串聯電阻R5、電阻R7后連接于GND端，所述濾波電容C1并聯于所述電阻R7的兩端；所述電壓采集模塊的ADC_Vbat端分別連接于E104-BT5032A模塊U3的DATA管腳、濾波電容C1靠近電阻R5的一端。


5.根據權利要求1所述的基于藍牙和LORA的工作面標識裝置，其特征在于，所述電源穩壓電路包含電阻R10、電容C11、電容C12、電容C13、電容C14和LDO穩壓芯片TPS706；
所述LDO穩壓芯片TPS706的VIN管腳并聯電容C12、電容C11后連接至可充電鋰電池，所述LDO穩壓芯片TPS706的GND管腳連接于GND端，所述LDO穩壓芯片TPS706的EN管腳串聯電阻R10后連接于可充電鋰電池，所述LDO穩壓芯片TPS706的VOUT管腳并聯電容C13、電容C14后輸出3.3V電源。


6.根據權利要求3所述的基于藍牙和LORA的工...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金勇，崔志東，
申請(專利權)人：南京北路自動化系統有限責任公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32