针对煤矿采煤机附近甲烷浓度及供电情况在线监控这个难点问题,设计了一种基于功率放大的矿用无线信号收发器装置,通过车载甲烷报警断电控制系统与矿用无线信号收发器之间无线传输数据,将采煤机周围的甲烷浓度及供电情况传到地面监控中心实时监控。首先,系统的阐述了基于功率放大的矿用无线信号收发器装置的工作原理,然后利用ADS射频仿真软件对功率放大处理前后电路进行了仿真优化,最后通过在巷道试验和矿井工业性试验验证了仿真设计的正确性。测试结果表明:车载甲烷报警断电控制系统与矿用无线信号收发器之间可视传输距离可达300 m以上,可以满足矿井实际需求。
设计了无线收发器的软硬件体系,分析了无线收发芯片CC1100和USB与UART桥接芯片CP2102的特点,给出了无线收发器的电路实现方案,提出了改进的无线透明传输协议。无线收发器的数据传输速率和频段可调,频段有256个,易实现频分多址,也可以在不同频段利用码分多址技术组建最多256个子网络。实测结果表明,所设计的无线收发器性能稳定,达到了使用要求。
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