[发明专利]一种非开挖钻机远程监测装置

权利要求书

1.一种非开挖钻机远程监测装置，包括安装在非开挖钻机上的传感器、发射模块、接收模块和上位机，其特征在于：所述的传感器与发射模块连接，发射模块通过GSM网络与接收模块进行通信，接收模块与上位机相连；

所述的传感器安装在非开挖钻机上，传感器用于采集钻机的工况参数及地理位置的信息；

所述的发射模块设有发射端主微处理器最小系统电路、从微处理器最小系统电路、16通道数据采集电路、串口通信电路、SD卡存储电路、电池过充保护电路、断电升压电路、5V电压模块电路、3.3V电压模块电路、电源开关电路、GSM模块、GPS模块和可充电电池；

所述的接收模块设有接收端微处理器最小系统电路、双串口通信电路和GSM模块；

所述的上位机中包含数据接收与处理软件，上位机通过串口线与接收端的双串口通信电路相连接，用于对接收模块发送的数据进行进一步处理。

2.根据权利要求1所述的一种非开挖钻机远程监测装置，其特征在于：所述的发射模块中的电源由5V电压模块电路经过电源开关电路后提供的VCC供电，5V电压模块电路采用BSD12-24S05芯片24-5搭建，BSD12-24S05芯片的Vin-、Vin+分别接非开挖钻机的蓄电池电源的负极和正极，芯片的Vo-、Vo+分别接发射端电源的地和5V。

3.根据权利要求1所述的一种非开挖钻机远程监测装置，其特征在于：所述的发射模块中的发射端主微处理器最小系统电路采用STC12C5A60S2的芯片U4，STC12C5A60S2芯片的P1.2、P1.3引脚与GPS模块的RX、TX引脚相接，用于采集GPS模块的输出信号；

16通道数据采集电路由2片ADC0809芯片和1片74LS74芯片搭建，第一片ADC0809芯片U2的1D0-1D7、1A3-1A1、1ALE、1ST、1OE、1EOC和clk引脚分别与主微处理器U4的P0.0-P0.7、P1.4-P1.6、P1.0、P1.1、P1.7、P3.7及74LS74的第9脚相接，第二片ADC0809芯片U6的引脚2D0-2D7、2A1-2A3、2ALE、2ST、2OE、2EOC、clk分别与主微处理器最小系统电路U4的P2.0-P2.7、P3.2-P3.6、EA/VPP、PSEN及74LS74的第9脚相接，16通道数据采集电路用于将传感器输入的模拟信号转换成数字信号后输入发射端主微处理器最小系统电路；

从微处理器最小系统电路采用STC12C5A60S2的芯片U1搭建，发射端主微处理器最小系统电路U4采集的传感器信号经过处理后通过P3.0与P3.1口发送到从微处理器最小系统电路U1的P3.1和P3.0口；

串口通信电路采用MAX232芯片U3搭建，MAX232芯片的第12引脚、第11引脚分别与从微处理器最小系统电路U1的P1.2、P1.3口连接，MAX232芯片的第13引脚、14引脚用于连接GSM模块的RX和TX引脚，从微处理器最小系统电路通过串口通信电路可以对GSM模块进行控制；

SD卡存储电路采用Micro SD卡搭建，Micro SD卡的第1引脚RSV经稳压二极管D1接地，同时经过电阻R2与从微处理器最小系统电路U1的P2.5连接, SD卡的第2引脚CS经稳压二极管D2接地，第2引脚CS同时经过电阻R3与从微处理器U1的P2.1连接, SD卡的第3引脚DI经稳压二极管D3接地，第3引脚DI同时经过电阻R4与从微处理器最小系统电路U1的P2.2连接, SD卡的第4引脚接3.3V电源， SD卡的第5引脚SCLK经稳压二极管D4接地，第5引脚SCLK同时经过电阻R5与从微处理器最小系统电路U1的P2.3连接, SD卡的第6引脚接地， SD卡的第7引脚与从微处理器最小系统电路U1的P2.4连接, SD卡的第8引脚RSV经稳压二极管D5接地，第8引脚RSV同时经过电阻R6与从微处理器最小系统电路U1的P2.5连接, 从微处理器最小系统电路U1将传感器信号经过电平转换后存入到Micro SD中；

3.3V电压模块电路采用ASM1117的芯片A1构成，ASM1117芯片的第2引脚与Micro SD卡的第4引脚连接，将所用的5V电源转换成Micro SD卡所需要的3.3V电源；

电池过充保护电路采用TP4056的芯片U7，TP4056芯片的第5引脚BAT与VDDLi-ion可充电电池的正极相接，第2引脚经过电阻R43接地后，并将地与GNDLi-ion可充电电池的负极相接，当发射模块通电运行后，5V电源经过电池过充保护电路给可充电电池充电；

断电升压电路采用LM3224的芯片U8，LM3224芯片的第6引脚接VDDLi-ion可充电电池的正极，第4引脚接GNDLi-ion可充电电池的负极；

可充电电池用于在钻机提供的电源消失后通过断电升压电路升高电压为发射模块供电；

电源开关电路由继电器K1和三极管Q1组成，5V电源经过两个并联的整流二极管D7、D8后形成VCCguodu电源，VCCguodu连接到继电器K1的第1和第5引脚，K1的第3引脚接发射端的VCC，K1的第2引脚接Q1的集电极，Q1的基极通过电阻R11后接5V电源，发射极接地，电源开关电路通过从微处理器最小系统电路U1控制整个监测装置的电源VCC的开闭。