基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及礦井機車領(lǐng)域，特別涉及一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國煤炭工業(yè)持續(xù)高速發(fā)展，安全問題一直是煤炭生產(chǎn)事業(yè)非常重視的問題，由于近幾年我國頻繁地發(fā)生各類煤炭生產(chǎn)安全事故，特別是井下機車安全事故的發(fā)生，極大地阻礙了采礦工作人員的井下作業(yè)，所以，井下機車運行安全問題成為了當(dāng)前首先要解決的問題。
[0003]由于井下環(huán)境復(fù)雜，運輸軌道中彎道多、岔道多，這對機車的監(jiān)測增加很大的難度。機車在井下，控制人員在井上，只能靠無線檢測系統(tǒng)將機車數(shù)據(jù)實時地傳回到地面監(jiān)測站，才能很好地調(diào)配機車，避免事故發(fā)生。機車運行時，車輪要承受很大的壓力和摩擦力，控制不當(dāng)很有可能將車輪變形、熔化，要想機車運行安全可靠，就必須能夠?qū)崟r監(jiān)測到機車運行情況，但是傳統(tǒng)的煤礦井下機車監(jiān)控多采用“信集閉”系統(tǒng)，該系統(tǒng)由于自身通信機制的問題，很容易發(fā)生信息丟失，埋下事故安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種成本低、安全性能好的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)。
[0005]本實用新型解決上述問題的技術(shù)方案是:一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括井上部分和井下部分，所述井上部分包括總控制器、顯示器、機車運行總控制器、總無線收發(fā)模塊，所述顯示器、機車運行總控制器、總無線收發(fā)模塊分別與總控制相連，所述井下部分包括中繼器和多個井下檢測單元，中繼器分別與井下檢測單元相連，井下檢測單元檢測機車的重量、運行速度、運行方向、輪對溫度信號并將檢測到的信號發(fā)送給中繼器，中繼器將每個井下檢測單元發(fā)送來的信號統(tǒng)一發(fā)送出去，井上部分的總無線收發(fā)模塊接收中繼器發(fā)送的信號并將信號送入總控制器，總控制器將信號送入顯示器進行顯不O
[0006]上述基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)中，所述的每個井下檢測單元均包括控制器、無線收發(fā)模塊、機車控制器和檢測模塊，所述無線收發(fā)模塊、機車控制器、檢測模塊分別與控制器相連。
[0007]上述基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)中，所述檢測模塊包括輪對溫度傳感器、機車速度傳感器、機車方向傳感器和機車載重傳感器。
[0008]上述基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)中，所述井上部分還包括報警器，報警器與總控制器相連。
[0009]本實用新型的有益效果在于:
[0010]1、本實用新型的井下檢測單元實時檢測機車運行信號并將運行信號發(fā)送至中繼器，中繼器將每個井下檢測單元發(fā)送來的信號統(tǒng)一發(fā)送到總控制器，總控制器將信號進行處理并送入顯示器進行顯示，井上監(jiān)控人員能夠更加直觀地來了解井下機車運行狀況，同時還可發(fā)送控制信號和調(diào)配機車，增加了礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)的可擴展性和可靠性，大大提高了煤礦的生產(chǎn)效率；
[0011]2、本實用新型采用ZigBee技術(shù)來實現(xiàn)井上部分與井下部分的通訊，相比傳統(tǒng)的射頻識別(RFID)技術(shù)的定位方法，真正實現(xiàn)了低成本、低功耗，同時具備自動網(wǎng)絡(luò)擴展功能、聯(lián)網(wǎng)時間短等優(yōu)點，增加了礦井機車運輸監(jiān)控系運行時數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?br>[0012]3、本實用新型直接在機車上安裝簡單有效的傳感器，實時監(jiān)測機車是否超重、運行速度、運行方向、輪對溫度、是否發(fā)生故障等情況，并及時地反饋給控制中心，最終把井下機車的監(jiān)測信息送達井上監(jiān)測站，相對于傳統(tǒng)的“信集閉”系統(tǒng)，安裝更加簡單，測量更加準確。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2為圖1中井下檢測單元的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型包括井上部分和井下部分，所述井上部分包括總控制器、顯示器、報警器和機車運行總控制器、總無線收發(fā)模塊，所述顯示器、機車運行總控制器、總無線收發(fā)模塊、報警器分別與總控制相連，所述井下部分包括中繼器和多個井下檢測單元，中繼器分別與井下檢測單元相連。
[0017]總控制器:采用32位單片機STM32作為系統(tǒng)控制核心，用于處理接收到的數(shù)據(jù)，把部分重要信息發(fā)送顯示器顯示，并可以隨時調(diào)度機車，控制井下機車安全可靠運行。
[0018]總無線收發(fā)模塊:接收井下發(fā)送來的信息，將信息通過線路傳遞給總控制器，并將總控制器的信號發(fā)送到井下。
[0019]顯示器:用于顯示井下檢測單元檢測到的輪對溫度、機車速度、機車方向、機車載重以及機車行駛狀態(tài)。
[0020]如圖2所示，所述的每個井下檢測單元均包括控制器、無線收發(fā)模塊、機車控制器和檢測模塊1，所述無線收發(fā)模塊、機車控制器、檢測模塊I分別與控制器相連，所述檢測模塊I包括輪對溫度傳感器、機車速度傳感器、機車方向傳感器和機車載重傳感器。
[0021]控制器:采用32位單片機STM32作為系統(tǒng)控制核心，控制機車運行，自動避讓井下作業(yè)人員，能夠受地面監(jiān)測站的控制。
[0022]檢測模塊1:實時檢測機車是否超重、運行速度、運行方向、輪對溫度、是否發(fā)生故障等情況。
[0023]無線收發(fā)模塊:將機車檢測模塊I采集到的相應(yīng)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)打包，發(fā)送到中繼器，還可接收地面監(jiān)測站的控制信息發(fā)送給機車控制器。
[0024]中繼器:將每個監(jiān)測節(jié)點發(fā)送來的信息統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)到井上監(jiān)測站，再將井上監(jiān)測站的控制信息發(fā)送給井下監(jiān)測節(jié)點；使機車能夠井下任意的地方都可以與地面監(jiān)測站進行雙向的通訊，實現(xiàn)機車運行情況的實時監(jiān)測，以及對機車的實時控制。
[0025]本實用新型的工作原理如下:在井下沿監(jiān)測區(qū)域的巷道中每隔一定的距離(根據(jù)現(xiàn)場實際需要以及無線收發(fā)模塊的井下通信距離需求，可選擇50~200m)放置一個井下檢測單元作為固定通信節(jié)點，井下檢測單元檢測機車的重量、運行速度、運行方向、輪對溫度信號并將檢測到的信號發(fā)送至控制器，控制器將信號經(jīng)無線收發(fā)模塊給中繼器，中繼器將每個井下檢測單元發(fā)送來的信號統(tǒng)一發(fā)送出去，井上部分的總無線收發(fā)模塊接收中繼器發(fā)送的信號并將信號送入總控制器，總控制器將信號送入顯示器進行顯示，當(dāng)機車發(fā)生故障(超重、速度過快、運行方向錯誤、輪對溫度過高)時，報警器進行聲光報警；機車運行總控制器輸入的控制信號送入總控制器，然后經(jīng)總無線收發(fā)模塊發(fā)送到中繼器，中繼器將控制信號送入每一個井下檢測單元的控制器中，通過機車控制器實現(xiàn)對機車的實時控制。
【主權(quán)項】
1.一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括井上部分和井下部分，其特征在于:所述井上部分包括總控制器、顯示器、機車運行總控制器、總無線收發(fā)模塊，所述顯示器、機車運行總控制器、總無線收發(fā)模塊分別與總控制相連，所述井下部分包括中繼器和多個井下檢測單元，中繼器分別與井下檢測單元相連，井下檢測單元檢測機車的重量、運行速度、運行方向、輪對溫度信號并將檢測到的信號發(fā)送給中繼器，中繼器將每個井下檢測單元發(fā)送來的信號統(tǒng)一發(fā)送出去，井上部分的總無線收發(fā)模塊接收中繼器發(fā)送的信號并將信號送入總控制器，總控制器將信號送入顯示器進行顯示。2.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的每個井下檢測單元均包括控制器、無線收發(fā)模塊、機車控制器和檢測模塊，所述無線收發(fā)模塊、機車控制器、檢測模塊分別與控制器相連。3.如權(quán)利要求2所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測模塊包括輪對溫度傳感器、機車速度傳感器、機車方向傳感器和機車載重傳感器。4.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述井上部分還包括報警器，報警器與總控制器相連。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的礦井機車運輸安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括井上部分和井下部分，所述井上部分包括總控制器、顯示器、機車運行總控制器、總無線收發(fā)模塊，所述顯示器、機車運行總控制器、總無線收發(fā)模塊分別與總控制相連，所述井下部分包括中繼器和多個井下檢測單元，中繼器分別與井下檢測單元相連。井下檢測單元實時檢測機車運行信號并將運行信號發(fā)送至中繼器，中繼器將每個井下檢測單元發(fā)送來的信號統(tǒng)一發(fā)送到總控制器，總控制器將信號進行處理并送入顯示器進行顯示，井上監(jiān)控人員能夠更加直觀地來了解井下機車運行狀況，同時還可發(fā)送控制信號和調(diào)配機車，增加了礦井機車運輸監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，大大提高了煤礦的生產(chǎn)效率。
【IPC分類】B61L23/00
【公開號】CN204736881
【申請?zhí)枴緾N201520457197
【發(fā)明人】盧明, 易揚, 王倉, 鄧毓弸
【申請人】湖南科技大學(xué)
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月30日