一种矿用电机安全监控终端装置

1.一种矿用电机安全监控终端装置，其特征在于，它包括单片机处理模块（1）、现场数
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据采集模块（2）、故障执行模块（3）、通讯处理模块（4）、人机交互模块（5）和IC接口外围模块（6）；
通讯处理模块（4）包括无线通信模块（4-1）和485通信模块（4-2），人机交互模块（5）
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包括键盘接口电路（5-1）和液晶显示电路（5-2），IC接口外围模块（6）包括系统日历电路（6-1）和外扩存储电路（6-2）；
现场数据采集模块（2）采集电机的三相交流电压信号、三相交流电流信号和频率信号，现场数据采集模块（2）的信号输出端与单片机处理模块（1）的采集信号输入端相连，单片机处理模块（1）的数据输入输出端与485通信模块（4-2）的数据输入输出端相连，485通信模块（4-2）采用RS-485总线将该终端装置采集到的电机的数据发送给监控中心的PC机，
485通信模块（4-2）接收PC机的命令和数据；
单片机处理模块（1）的短信输出端与无线通信模块（4-1）的短信输入端相连，无线通信模块（4-1）通过GSM网络将短信发送给监控中心的手机用户；
单片机处理模块（1）的参数设置输入端与键盘接口电路（5-1）的输出端相连；
单片机处理模块（1）的数据显示输出端与液晶显示电路（5-2）的输入端相连；
单片机处理模块（1）的时间设置输出端与系统日历电路（6-1）的输入端相连；
单片机处理模块（1）的存储输出端与外扩存储电路（6-2）的输入端相连；
单片机处理模块（1）的故障处理信号输出端与故障执行模块（3）的输入端相连，故障执行模块（3）的输出端与控制电机运行的接触器的控制端相连，
单片机处理模块（1）中的单片机选用型号为MSP430F449的单片机；485通信模块（4-2）为RS-485半双工串行通信接口芯片；无线通信模块（4-1）为GSM模块—TC35i模块电路。
2.根据权利要求1所述的一种矿用电机安全监控终端装置，其特征在于，它还包括故障指示报警模块（7），故障指示报警模块（7）的故障信号输入端与单片机处理模块（1）的故障信号输出端相连。
3.根据权利要求1所述的一种矿用电机安全监控终端装置，其特征在于，现场数据采集模块（2）采集电机的三相交流电压信号的过程为：
Va-in、Vb-in、Vc-in分别为电机三相电压的输入端，A相交流电压Va-in的采集过程：
T1为电压互感器，输出信号为0～100V的交流电压，该电压互感器输出的电压信号经过电阻R1、电阻R2的分压后作为放大器U1A的输入信号，该放大器U1A采用射级跟随方式提高电路的输入阻抗，该放大器U1A将输入的信号整形之后输出给由放大器U1B组成的反相器，该反相器的放大倍数通过可调电位器R20进行调节，放大器U4组成的加法器将由放大器U1B组成的反相器输出的信号和1.5V基准电压REF进行反相求和，获得O～3V的输出信号，该输出信号发送给单片机处理模块（1）中单片机MSP430F449的内部A/D转换器的一个模拟信号输入端口P6.0进行模数转换，进而获取A相交流电压Va-in；同理，B相电压经过转换后分别进入单片机MSP430F449的内部A/D转换器的模拟信号输入端口P6.1，来获取B相交流电压Vb-in；C相电压经过转换后分别进入单片机MSP430F449的内部A/D转换器的模拟信号输入端口P6.2，来获取C相交流电压Vc-in。
4.根据权利要求1所述的一种矿用电机安全监控终端装置，其特征在于，现场数据采集模块（2）采集电机的三相交流电流信号的采集过程为：
Ia-in、Ib-in、Ic-in分别为电机三相电流的输入端，A相交流电流Ia-in的获取过程为：T4为电流互感器，R23为采样电阻，输出信号为0～5A的交流电流，将该交流电流信号转换为电压信号，该电压信号经该电压跟随器转换提高输入阻抗后输出给由放大器U2D组成的反相放大器，其中：C7为滤波电容，放大器U2C组成电压跟随器，
该反相放大器输出的信号后输出给由放大器U8组成的加法器的同相端，并与电压基准信号REF进行反相求和，获得O～3V的输出信号，该输出信号输入至单片机处理模块（1）中单片机MSP430F449的内部A/D转换器的模拟信号输入端口P6.3进行模数转换进而获取A相交流电流Ia-in；同理，B相电流经过转换后分别进入单片机MSP430F449的内部A/D转换器的模拟信号输入端口P6.3，来获取B相交流电流Ib-in；C相电流经过转换后分别进入单片机MSP430F449的内部A/D转换器的模拟信号输入端口P6.4，来获取C相交流电流Ic-in。
5.根据权利要求1所述的一种矿用电机安全监控终端装置，其特征在于，现场数据采集模块（2）采集电机的频率信号的过程为：
在交流采样时利用测频电路实时跟踪频率的变化调整采样周期，所述测频电路由滤波电路、过零比较电路和光电隔离器件组成，该测频电路的输入信号是来自电动机出口电压互感器的正弦波信号Ua-out，该正弦波信号Ua-out经过由电阻R36、电容C10和电阻R38、电容C11组成的两级低通滤波电路滤波，滤除其中的高频干扰信号后输出给由放大器U11A组成的过零比较器，该过零比较器完成同步电压的过零点检测，将输入的正弦波信号整形为同频率的方波信号，形成同步方波信号，该方波信号输出给光电隔离器件U12，经该光电隔离器件U12隔离后输出的方波信号输出给与单片机处理模块（1）中的单片机的CA0口P1.6，来实时测量频率信号。
6.根据权利要求1所述的一种矿用电机安全监控终端装置，其特征在于，故障执行模块（3）实现故障报警的过程为：
当电机出现故障时采用报警电路实现报警，同时采用电机控制电路断开电机工作电源，停止电机工作；
报警电路采用蜂鸣器U7实现声音报警，该蜂鸣器U7由PNP型三极管Q1进行驱动，电机控制电路采用光电隔离电路D14和继电器JDQ1实现，光电隔离电路D14的输入端接收输入的报警信号，该光电隔离电路D14的隔离输出端的6输出信号驱动NPN型三极管Q2，该三极管Q2驱动继电器JDQ1的线圈工作，该继电器JDQ1的一个开关两个触点6脚和7脚通过接口J9串联在电机的供电电源回路中，用于控制电机的工作电源的通断。
7.根据权利要求1所述的一种矿用电机安全监控终端装置，其特征在于，通讯处理模块（4）的具体工作过程为：
负责将数据实时上传的RS-485半双工串行通信接口芯片U17的1脚、4脚分别与单片机处理模块（1）单片机MSP430F449的62脚和63脚相接，U17的2、3脚作为控制端同时与MSP430F449的51脚P4.2相接，
利用GSM系统中短信息业务，当电机出现故障时通过手机短信第一时间通知给技术人员或相关领导的TC35i模块电路外部通过40管脚的ZIF连接器J1对TC35i模块进行控制，J1的1～5脚为电池供电电源BATT+，接VCC-5V，所述VCC-5V为5V电源，发送短信所需2A电流，所以芯片U15为TC35i模块提供2A电流的电源VCC-5V，J1的6～10脚为数字电路工作电源的电源地，TC35i模块的SIM卡座采用的是8脚Molex座J2，J1的28脚、29脚分别与J2的1、4脚相接，为SIM卡J2提供工作电源；J1的24脚与J2的8脚相接用于检测SIM卡是否已经安装；J1的25脚与J2的2脚相接用于系统复位；J1的26脚、27脚分别与J2的6脚、3脚相接用于SIM卡与TC35i模块间数据的传送，单片机MSP430F449的73脚输出的信号经过三极管Q3驱动后输出给J1的15脚；单片机MSP430F449的74脚、75脚分别与J1的18脚、19脚相接用于单片机与TC35i模块间数据的传送，J1的32脚指示TC35i的工作状态，当D31熄灭时，表明TC35i处于关闭或睡眠状态；当D31为600ms亮、熄交替时，表明SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登录；当D31为75ms亮-3s熄循环交替时，表明TC35i登录，处于待机状态。
8.根据权利要求1所述的一种矿用电机安全监控终端装置，其特征在于，人机交互模块（5）的具体工作过程为：
人机交互模块（5）的电路由键盘和液晶显示接口组成，其中键盘是4×4矩阵键盘，该矩阵键盘S1～S16的4根行线分别与单片机处理模块（1）中的单片机MSP430F449的22脚～25脚相接，该矩阵键盘的4根列线分别与单片机MSP430F449的26脚～29脚相接，U16为液晶显示接口，U16的1脚接电源地，2脚接电源，4脚～6脚分别与单片机MSP430F449的用于显示控制的50脚、49脚和48脚相接，7脚～14脚作为并行显示数据与单片机MSP430F449的显示数据输出端30脚～37脚相接，15脚接电源表示采用并行传送。
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9.根据权利要求1所述的一种矿用电机安全监控终端装置，其特征在于，IC接口外围
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模块（6）采用U18为时钟模块，采用了低功耗的具有工IC接口的CMOS实时时钟/日历芯片，用来给系统提供准确的时间，U18的5脚、6脚分别与单片机MSP430F449的66脚和67脚
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相接，U19存储模块采用的也是具有IC接口的芯片，其5脚、6脚分别与单片机MSP430F449的64脚和65脚相接，完成数据的传送。

一种矿用电机安全监控终端装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种矿用电机安全监控终端装置，属于监控领域。\n背景技术\n[0002] 矿井的工作环境非常恶劣，电气设备的损坏比例较高，而且，矿井环境中的监控室和工作现场之间也都存在一定的距离，而现有的矿用电机保护监控系统均采用有线传输采集的数据，这种设置方式导致了数据通信的实时性和抗干扰能力低下，并且现有矿井中使用的电机保护系统大多数是安装在隔爆真空磁力启动器内的JDB系列保护器，该系列综合保护器多为独立元件，模拟电路精度差，故障率高。并且只能将数据上传到监控室的PC机中，不能第一时间传送给相关的领导或技术人员以作出判断。\n发明内容\n[0003] 本发明目的是为了解决现有采用有线传输的矿井用电机保护系统无法第一时间将采集的数据传送给相关的领导或技术人员以作出判断的问题。提供了一种矿用电机安全监控终端装置。\n[0004] 本发明所述一种矿用电机安全监控终端装置，它包括单片机处理模块、现场数据\n2\n采集模块、故障执行模块、通讯处理模块、人机交互模块和IC接口外围模块；\n[0005] 通讯处理模块包括无线通信模块和485通信模块，人机交互模块包括键盘接口电\n2\n路和液晶显示电路，IC接口外围模块包括系统日历电路和外扩存储电路；\n[0006] 现场数据采集模块采集电机的三相交流电压信号、三相交流电流信号和频率信号，现场数据采集模块的信号输出端与单片机处理模块的采集信号输入端相连，单片机处理模块的数据输入输出端与485通信模块的数据输入输出端相连，485通信模块采用RS-485总线将该终端装置采集到的电机的数据发送给监控中心的PC机，485通信模块接收PC机的命令和数据；\n[0007] 单片机处理模块的短信输出端与无线通信模块的短信输入端相连，无线通信模块通过GSM网络将短信发送给监控中心的手机用户；\n[0008] 单片机处理模块的参数设置输入端与键盘接口电路的输出端相连；\n[0009] 单片机处理模块的数据显示输出端与液晶显示电路的输入端相连；\n[0010] 单片机处理模块的时间设置输出端与系统日历电路的输入端相连；\n[0011] 单片机处理模块的存储输出端与外扩存储电路的输入端相连；\n[0012] 单片机处理模块的故障处理信号输出端与故障执行模块的输入端相连，故障执行模块的输出端与控制电机运行的接触器的控制端相连。\n[0013] 本发明的优点：本发明所述的低功耗智能型矿用电机安全监控装置，它采用数字化、模块化和无线传输技术，不仅能准确、可靠的反应电动机故障和异常运行状态，根据实际情况对不同程度的故障采取快速跳闸或报警等措施，并且可将现场情况上传监控中心还能通过短信方式及时报告给监控人员，防止事故进一步扩大，从而避免恶性事故和不必要的停机造成的经济损失，保证生产安全运行。\n[0014] 不但功能齐全、监控准确、抗干扰能力强、还利用网络，便于扩展，移植性好。本发明可以应用到环境复杂的矿用电机监控或其他工业领域的电机监控。\n附图说明\n[0015] 图1为本发明所述矿用电机安全监控终端装置的框图结构示意图；\n[0016] 图2是单片机处理模块的具体电路图；\n[0017] 图3是现场数据采集模块的具体电路图；\n[0018] 图4是故障执行模块的具体电路图；\n[0019] 图5是通讯处理模块的具体电路图；\n[0020] 图6是人机交互模块的具体电路图；\n[0021] 图7是I2C接口外围模块的具体电路图；\n[0022] 图8是所述矿用电机安全监控终端装置的工作流程图。\n具体实施方式\n[0023] 具体实施方式一：下面结合图1至图8说明本实施方式，实施方式一种矿用电机安全监控终端装置，它包括单片机处理模块1、现场数据采集模块2、故障执行模块3、通讯处\n2\n理模块4、人机交互模块5和IC接口外围模块6；\n[0024] 通讯处理模块4包括无线通信模块4-1和485通信模块4-2，人机交互模块5包括\n2\n键盘接口电路5-1和液晶显示电路5-2，IC接口外围模块6包括系统日历电路6-1和外扩存储电路6-2；\n[0025] 现场数据采集模块2采集电机的三相交流电压信号、三相交流电流信号和频率信号，现场数据采集模块2的信号输出端与单片机处理模块1的采集信号输入端相连，单片机处理模块1的数据输入输出端与485通信模块4-2的数据输入输出端相连，485通信模块\n4-2采用RS-485总线将该终端装置采集到的电机的数据发送给监控中心的PC机，485通信模块4-2接收PC机的命令和数据；\n[0026] 单片机处理模块1的短信输出端与无线通信模块4-1的短信输入端相连，无线通信模块4-1通过GSM网络将短信发送给监控中心的手机用户；\n[0027] 单片机处理模块1的参数设置输入端与键盘接口电路5-1的输出端相连；\n[0028] 单片机处理模块1的数据显示输出端与液晶显示电路5-2的输入端相连；\n[0029] 单片机处理模块1的时间设置输出端与系统日历电路6-1的输入端相连；\n[0030] 单片机处理模块1的存储输出端与外扩存储电路6-2的输入端相连；\n[0031] 单片机处理模块1的故障处理信号输出端与故障执行模块3的输入端相连，故障执行模块3的输出端与控制电机运行的接触器的控制端相连。\n[0032] 所述单片机处理模块1包括保证系统正常工作的复位电路、时钟电路及为低功耗单片机提供在线编程的JTAG电路。单片机处理模块1中的单片机选用型号为MSP430F449的单片机。\n[0033] 无线通信模块4-1采用GSM模块-TC35i模块电路。\n[0034] 485通信模块4-2为RS-485半双工串行通信接口芯片。\n[0035] 所述的现场数据采集模块2包括对电机A、B、C三相交流电压以及电流有效值、实时频率的测量、间接计算出有功功率、无功功率以及功率因数等参数。所述故障执行模块3可根据对实际采集数据的情况对不同程度的故障采取快速跳闸及声光报警措施。\n[0036] 通讯处理模块4包括两部分：\n[0037] 1)RS-485半双工串行通信接口，用于多台电机保护装置和主控PC机形成RS-485总线的监控网络。完成与监控PC机包括向上位机传递电动机实时和历史运行参数以及故障记录信息；接受上位机发送的各种控制命令和数据，从而实现保护装置保护参数的远程设置以及电动机运行参数在线监测。\n[0038] 2)无线通信模块4-1采用GSM模块-TC35i模块电路完成无线数据传送方式。利用GSM系统中短信息业务，当电机故障发生时，可通过手机短信第一时间通知给技术人员或相关领导，以做到事故的及时处理减少损失。\n[0039] 所述的人机交互模块5包括：用于现场参数设定的键盘接口电路5-1和现场实时数据、保护类别显示的液晶显示接口电路5-2。\n[0040] 所述I2C接口外围模块6包括：本装置所需时间和日期信息的系统时间日历接口\n2\n电路6-1和存储数据的外扩存储电路6-2，均采用IC接口方式。\n[0041] 本实施方式装置的具体工作过程：现场数据采集模块2将电机工作时的A、B、C三相交流电压以及电流采集后，通过单片机处理模块1中的A/D端口进入，经过计算算出电压、电流的有效值以及实时频率的计算。再利用公式间接计算出电机工作时的有功功率、无功功率以及功率因数等参数以备用于判断电机工作是否正常的理论依据。当电机正常工作时，将数据通过通讯处理模块4中的RS-485半双工串行通信接口上传监控中心的PC机，同时通过人机交互模块5中的液晶显示接口电路5-2进行数据显示。当电机出现故障时，单片机处理模块1可根据对实际采集数据的情况对不同程度的故障通过故障执行模块3采取快速跳闸切断电源及声光报警措施。将故障信息通过通讯处理模块4中的RS-485半双工串行通信接口上传监控中心PC机的同时通过通讯处理模块4中的GSM模块-TC35i模块电路，利用GSM系统中短信息业务，通过手机短信第一时间通知给技术人员或相关领导，以做到事故的及时处理减少损失。在现场还可通过人机交互模块5液晶显示接口电路5-2显示\n2\n现场采取的保护类别。人机交互模块5中的键盘接口电路5-1用于现场参数设定。IC接口外围模块6中的系统时间日历接口电路6-1完成本装置所需时间和日期的信息，外扩存储电路6-2用于存储现场数据并具有防掉电保护措施，以防数据在掉电时发生丢失。\n[0042] 结合图2至图7说明此发明的硬件执行过程。硬件电路共由六部分组成，分别和图1各部分相互对应。包括Part1为单片机处理模块1的具体电路，具体参见图2；Part2为现场数据采集模块2的具体电路，具体参见图3；Part3为故障执行模块3的具体电路，具体参见图4；Part4为通讯处理模块4的具体电路，具体参见图5；Part5为人机交互模块5\n2\n的具体电路，具体参见图6；Part6为IC接口外围模块6的具体电路，具体参见图7。\n[0043] Part1：单片机处理模块1的具体电路，采用低功耗单片机MSP430F449作为系统的控制核心，单片机采用两个时钟输入，既一个32KHz的时钟信号Y1，一个8MHz的时钟信号Y2。C13、C14、C17、C18为电源滤波电容，该四个电源滤波电容分别与单片机的电源管脚1、\n100、10相接，用于减小给单片机供电的电源的输入纹波干扰。U13为JTAG接口芯片，分别与单片机的90～93管脚相接进而实现提供单片机在线调试程序接口，其中J1和J2作为电源接口不能同时连接，当JTAG使用外部电源时，将J1的两个管脚短路连接，当外部电源不足时，这时可以用JTAG提供的电源，这时将J2的两个管脚短路连接。\n[0044] Part2：现场数据采集模块2的具体电路，包括三相电压、电流采集和频率的实时采集。\n[0045] 三相电压采集电路：Va-in、Vb-in、Vc-in分别为电机三相电压的输入端，以A相电压Va-in为例说明具体电路结构：T1为电压互感器，输出信号为0～100V的交流电压，该电压互感器输出的电压信号经过电阻R1、R2的分压后作为放大器U1A的输入信号，该放大器U1A采用射级跟随方式提高电路的输入阻抗，该放大器U1A将输入的信号整形之后输出给由放大器U1B组成的反相器，该反相器的放大倍数通过可调电位器R20进行调节，放大器U4组成的加法器将由放大器U4组成的反相器输出的信号和1.5V基准电压REF进行反相求和，获得0～3V的输出信号，该输出信号发送给Part1中单片机MSP430F449的内部A/D转换器的一个模拟信号输入端口P6.0进行模数转换。同样，B相C相电压经过转换后分别进入单片机MSP430F449的内部A/D转换器的模拟信号输入端口P6.1和P6.2。\n[0046] 三相电流采集电路：Ia-in、Ib-in、Ic-in分别为电机三相电流的输入端，以A相电流Ia-in为例说明具体电路结构：T4为电流互感器，输出信号为0～5A的交流电流，R23为采样电阻，将所述交流电流信号转换为电压信号，C7为滤波电容，放大器U2C组成电压跟随器，所述电压信号经该电压跟随器转换提高输入阻抗后输出给由放大器U2D组成的反相放大器，该反相放大器输出的信号后输出给由放大器U8组成的加法器的同相端，并与电压基准信号REF进行反相求和，获得0～3V的输出信号，该输出信号输入至Part1中单片机MSP430F449的内部A/D转换器的模拟信号输入端口P6.3进行模数转换。同样，B相C相电流经过转换后分别进入单片机MSP430F449的内部A/D转换器的模拟信号输入端口P6.4和P6.5。\n[0047] 频率的实时采集采用测频电路实现，该测频电路的作用在交流采样时，为保证数据准确，可通过实时跟踪频率的变化调整采样周期。本发明的测频电路由滤波电路、过零比较电路、光电隔离器件等部分组成。该测频电路的输入信号是来自电动机出口电压互感器的正弦波信号Ua-out，该正弦波信号Ua-out经过由R36、C10和R38、C11组成的两级低通滤波电路滤波，滤除其中的高频干扰信号后输出给由放大器U11A组成的过零比较器，该过零比较器完成同步电压的过零点检测，将输入的正弦波信号整形为同频率的方波信号，形成同步方波信号，该方波信号输出给光电隔离器件U12，经该光电隔离器件U12隔离后输出的方波信号输出给与单片机的CA0口P1.6用于测量信号频率。\n[0048] Part3：故障执行模块3的具体电路。当电机出现故障时采用报警电路实现报警，同时采用电机控制电路断开电机工作电源，停止电机工作。其中，报警电路采用蜂鸣器U7实现声音报警，该蜂鸣器U7由PNP型三极管Q1进行驱动。电机控制电路采用光电隔离电路D14和继电器JDQ1实现，光电隔离电路D14的输入端接收输入的报警信号，该光电隔离电路D14的隔离输出端的6输出信号驱动NPN型三极管Q2，该三极管Q2驱动继电器JDQ1的线圈工作，该继电器JDQ1的一个开关两个触点6脚和7脚通过接口J9串联在电机的供电电源回路中，用于控制电机的工作电源的通断。\n[0049] Part4：通讯处理模块4的具体电路。负责将数据实时上传的RS-485半双工串行通信接口芯片U17的1脚、4脚分别与单片机MSP430F449的62脚和63脚相接，U17的2、3脚作为控制端同时与MSP430F449的51脚P4.2相接。\n[0050] 利用GSM系统中短信息业务，当电机出现故障时通过手机短信第一时间通知给技术人员或相关领导的TC35i模块电路外部通过40管脚的ZIF连接器J1对TC35i模块进行控制。J1的1～5脚为电池供电电源BATT+，接VCC-5V，本发明中VCC-5V为5V电源，发送短信所需2A电流，所以芯片U15为TC35i模块提供2A电流的电源VCC-5V。J1的6～10脚为数字电路工作电源的电源地。TC35i模块的SIM卡座采用的是8脚Molex座J2。J1的28脚、29脚分别与J2的1、4脚相接，为SIM卡J2提供工作电源；J1的24脚与J2的8脚相接用于检测SIM卡是否已经安装；J1的25脚与J2的2脚相接用于系统复位；J1的26脚、27脚分别与J2的6脚、3脚相接用于SIM卡与TC35i模块间数据的传送。单片机MSP430F449的73脚输出的信号经过三极管Q3驱动后输出给J1的15脚；单片机MSP430F449的74脚、\n75脚分别与J1的18脚、19脚相接用于单片机与TC35i模块间数据的传送。J1的32脚指示TC35i的工作状态。当D31熄灭时，表明TC35i处于关闭或睡眠状态；当D31为600ms亮、熄交替时，表明SIM卡没有插入或TC35i正在进行网络登录；当D31为75ms亮-3s熄循环交替时，表明TC35i登录，处于待机状态。\n[0051] Part5：人机交互模块5的具体电路，该电路由键盘和液晶显示接口组成，其中键盘是4×4矩阵键盘，该矩阵键盘S1～S16的4根行线分别与单片机MSP430F449的22脚～\n25脚相接，该矩阵键盘的4根列线分别与单片机MSP430F449的26脚～29脚相接。U16为液晶显示接口，U16的1脚接电源地，2脚接电源，4脚～6脚分别与单片机MSP430F449的用于显示控制的50脚、49脚和48脚相接，7脚～14脚作为并行显示数据与单片机MSP430F449的显示数据输出端30脚～37脚相接，15脚接电源表示采用并行传送。\n[0052] Part6：I2C接口外围模块6的具体电路。U18为时钟模块，采用了低功耗的具有工\n2\nIC接口的CMOS实时时钟/日历芯片，主要用来给系统提供准确的时间。U18的5脚、6脚\n2\n分别与单片机MSP430F449的66脚和67脚相接。U19存储模块采用的也是具有IC接口的芯片，其5脚、6脚分别与单片机MSP430F449的64脚和65脚相接，完成数据的传送。\n[0053] 参见图8说明本实施方式装置的软件执行过程。系统开机后，系统进行初始化。初始化包括标志位和变量的赋初值、启动定时器、开中断、串行通信设置、液晶显示初始化设置、读取系统工作参数、设置各接口芯片的工作方式，RAM区所有运行时要使用的软件计数器及各种输入输出口的置位与复位等。一般来说系统初始化程序只需要执行一次就可以。\n[0054] 自检就是对系统硬件及其运行状态进行全面检查。自检包括RAM读写检查、定值自检、EPROM自检及其输出通道(出口跳闸回路)自检。自检是系统保护可靠性、安全性得到根本保证的关键性技术措施，通过自检可以迅速发现保护装置的软、硬件故障，如果自检正常，则主程序继续向下执行；否则，装置告警并闭锁保护，等待专业人员检查。\n[0055] 开数据采样中断，执行数据的初始化及采集，即对各个标志字、计数器清零，对采样数据缓存区进行地址分配。然后判断是否有键按下，若有键按下则去执行按键服务程序，根据键值执行参数设定等相应的程序，接下来判断通信时间是否到达，如通信时间到则执行通信程序，完成数据上传功能。程序完成后，返回主程序，如果检测到继电保护启动标志为1，则进入继电保护处理程序；若检测到继电保护启动标志为0，则返回主程序。若检测到故障诊断启动标志为1，则进入故障诊断程序，若检测到启动标志为0，则返回主程序。\n[0056] 继电保护处理程序主要是完成数据计算、各种保护的算法计算和保护判别，跳闸逻辑判断，告警与出口跳闸功能及事件报告、故障报告的整理等功能。其中，保护的算法计算是完成保护功能的核心模块，主要内容有故障特征量计算、保护的动作判据计算，故障类型判断。可根据从A/D采样中断程序中读入实时计算数值，根据保护判据，把计算数值与设定值进行比较，从而判断是否有故障。若没有故障，则返回到主循环；若有故障，则根据具体情况，决定报警或是跳闸，同时，通过启动手机报警处理程序，将故障类型通过手机短信第一时间通知给技术人员或相关领导，以做到事故的及时处理减少损失。\n[0057] 手机报警处理程序，通过向TC35i写入不同的AT指令，完成网络登录后、单片机读取SIM卡上电话号码、将故障类型上传到号码中。当然，装置也可接收SMS消息，单片机通过TC35i接收命令时，首先要密钥，如果符合要求，就会传出数据，如果不符合，则删除信息。设置短消息采用PDU编码中的UCS2编码，用于发送Unicode编码。\n[0058] 手机报警处理程序发送完成保护、跳闸等故障处理任务后，执行整组复归操作，清零所有标志、和操作命令，保装置返回到故障前的状态，为下一次保护动作做好准备。回到主循环后判断防掉电标志是否为1，时间每到1分钟时，防掉电标志为1将数据存储一次，以防止由于临时系统断电造成丢失数据的情况，执行后返回主循环起始位置循环执行。\n[0059] 本发明的矿用电机安全监控终端装置功耗低，并且能够通过短信方式第一时间通知相关人员，移植性好、安装方便。\n[0060] 具体实施方式二：本实施方式对实施方式作进一步说明，它还包括故障指示报警模块7，故障指示报警模块7的故障信号输入端与单片机处理模块1的故障信号输出端相连。