[发明专利]基于三级唤醒机制的煤矿巷道应变数据采集方法及装置

摘要

基于三级唤醒机制的煤矿巷道应变数据采集方法及装置。三级唤醒机制包括通过自适应RTC定时器唤醒方法完成定时数据采集，根据采集的巷道应变数据波动情况自适应调节RTC定时采集时间，这样就能在不失真的采集煤矿巷道应变突变数据的情况下降低CPU的工作频率，降低整体功耗，提高存储效率，同时煤矿下的巡逻员可通过采集按键唤醒方法完成即时数据采集，工作人员通过红外信号唤醒方法完成采集数据无线传输，使用手持终端查看巷道历史应变数据更加便捷，这三级唤醒机制降低了数据采集装置的功耗，同时符合煤矿下的巡逻检查机制。

主权项

一种基于三级唤醒机制的煤矿巷道应变数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：数据采集装置初始化：将手持终端(104)，中央处理器(106)，采样模块(108)，无线通讯模块(109)都设置为休眠模式，将红外接收器(103)设置为接收模式；步骤2：确定当前RTC定时采样间隔时间：首先根据第i个应变片的最近的N次历史应变数据计算平均应变其中应变的单位为μm，然后分别计算M个应变片的N次历史应变数据的方差i＝1,2……M，计算所有应变片的方差的最大值S2max＝max{S12,S22……SM2}，建立方差门限值：D1＝0，D2＝100，D3＝200，D4＝300，D5＝400，D6＝500，D7＝600，D8＝700，D9＝800，D10＝900，D11＝1000，D12＝1100，D13＝1200，D14＝1300，D15＝1400，D16＝1500，D17＝1600，D18＝1700，D19＝1800，D20＝1900和RTC定时采样间隔时间：T1＝1小时，T2＝50分钟，T3＝45分钟，T4＝40分钟，T5＝35分钟，T6＝30分钟，T7＝25分钟，T8＝20分钟，T9＝15分钟，T10＝10分钟，T11＝5分钟，T12＝1分钟，T13＝50秒，T14＝40秒，T15＝30秒，T16＝20秒，T17＝15秒，T18＝10秒，T19＝5秒，T20＝1秒之间的对应关系表，具体对应关系为：f(D)=T1,D≤D1T2,D1<D≤D2...Tk,D>Dk---(1)]]>f(D)表示方差门限值和RTC定时采样间隔时间对应关系函数，D是函数变量，表示实际计算得到的应变方差，将S2max作为函数f(D)的变量，即D＝S2max代入公式(1)得出当前的RTC定时采样间隔时间T＝f(S2max)；步骤3：中央处理器(106)读取唤醒信号：步骤3.1：RTC定时器(101)计时到时间T后产生一个低电平定时采集信号P1，采集按键(102)按下时产生一个低电平按键采集信号P2，红外接收器(103)接收到手持终端(104)发出的红外信号后，通过红外信号转换电路产生一个低电平数据传输信号P3；步骤3.2：P1、P2、P3信号作为与门电路(103)的输入信号，与门电路(103)输出一个低电平唤醒信号W1送至中央处理器(106)的外部中断引脚，在中断信号作用下，中央处理器(106)从休眠模式转换为正常工作模式；步骤4：P1、P2、P3信号同时分别连接到中央处理器(106)的输入输出端口IO1、IO2、IO3，其中，P1与IO1相连，P2与IO2相连，P3与IO3相连，当中央处理器(106)被唤醒后正常工作时，说明中央处理器(106)有收到唤醒信号，首先中央处理器(106)读IO1端口，如果IO1读取到低电平信号，说明唤醒信号是由定时采集信号P1产生，则进入步骤5；如果IO1没有读取到低电平信号，中央处理器(106)读IO2端口，如果IO2读取到低电平信号，说明唤醒信号是由按键采集信号P2产生，则进入步骤5；如果IO2端口也没有读取到低电平信号，中央处理器(106)读IO3端口，如果IO3读取到低电平信号，说明唤醒信号是由数据传输信号P3产生，进入步骤6；步骤5：中央处理器(106)唤醒采样模块供电控制电路，进入数据采集中断服务子程序：步骤5.1：中央处理器(106)通过输入输出通道IO4向采样模块供电控制电路(107)输出一个高电平信号LS1；步骤5.2：采样模块供电控制电路(107)工作，向采样模块(108)供电；步骤5.3：采样模块(108)接通电源后进行初始化，初始化完成后开始正常工作，进行数据采样；步骤5.4：采样模块(108)控制A/D芯片进行采样和数据转换；步骤5.5：采样模块(108)将转换后的采样数据通过串行总线RS485发送给中央处理器(106)；步骤5.6：中央处理器(106)接收到采样数据后，将数据以循环队列的形式存储在存储器中；步骤5.7：中央处理器(106)延时5s后，通过输入输出通道IO4向采样模块供电控制电路(107)输出一个低电平信号控制采样模块断电，中央处理器(106)设置为休眠模式；步骤5.8：采样结束，进入步骤2；步骤6：中央处理器(106)唤醒无线通讯模块(109)，进入数据传输中断服务子程序：步骤6.1：中央处理器(106)通过输入输出通道IO5向无线通讯模块(109)复位引脚输出一个低电平信号LS2，无线模块开始工作；步骤6.2：中央处理器(106)读取存储器中存放的采样模块(108)采集的数据，放入队列中；步骤6.3：通过无线传输，中央处理器(106)将队列中的采样数据依次传输给无线通讯模块(109)，存储在无线通讯模块(109)的存储器中，传输完成后，将中央处理器(106)存储器中已传输给无线通讯模块(109)的数据删除；步骤6.4：采样数据传输完毕，中央处理器(106)延时5s后设置为休眠模式；步骤6.5：无线通讯模块(109)将存储器中的采样数据通过无线传输给手持终端(104)；步骤6.6：无线通讯模块(109)延时5s后设置为休眠模式；步骤6.7：数据传输流程结束，进入步骤2。