專利名稱：數(shù)字化煤場無人值守管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是指數(shù)字化煤場無人值守管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤炭一直是我國火力發(fā)電廠的主要燃料來源，煤炭質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到電廠鍋爐的安全運(yùn)行，關(guān)系到電廠的經(jīng)濟(jì)效益。尤其是在能源價格逐年攀升的大背景下，火力發(fā)電廠的燃料成本已經(jīng)占據(jù)到總成本的70%以上，有些地域燃料成本已經(jīng)占據(jù)到總成本的80%。煤炭管理涉及到燃料訂貨、采購、接卸、驗(yàn)收及車輛管理、費(fèi)用結(jié)算、配煤燃燒、煤場管理、統(tǒng)計(jì)等一系列工作，煤場管理是關(guān)系到入爐煤質(zhì)穩(wěn)定，鍋爐安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。然而當(dāng)前煤場煤種多、煤堆擺放混亂、自燃損耗大、管理低效。目前汽運(yùn)燃煤電廠，煤場管理仍舊停留在粗放式管理狀態(tài)，缺乏必要的信息化輔助手段。其主要表現(xiàn)在:1、由于煤質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)的滯后和煤場每天進(jìn)出量巨大，不能及時對煤場煤質(zhì)的分布準(zhǔn)確掌握；2、由于存煤堆放的位置缺乏規(guī)范化，隨意性較大，不利于燃料的參配工作；3、不能及時監(jiān)控煤場存煤溫度及存放時間，造成某些煤質(zhì)的自然損耗嚴(yán)重，造成不必要的浪費(fèi)；4、仍依賴手工制表來管理煤場大量數(shù)據(jù)，實(shí)時性與直觀性不夠，影響管理效率的提聞;5、司機(jī)亂停、亂卸、偷卸的情況屢禁不止，人工管理困難較大，直接影響配煤摻燒的精度，影響電廠單位發(fā)電煤耗。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有煤場管理混亂的缺陷和問題，本實(shí)用新型實(shí)施例的目的是提出一種更為合理的數(shù)字化煤場無人值守管理系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提出了一種數(shù)字化煤場無人值守管理系統(tǒng)，包括設(shè)置于車輛上的煤車智能管理模塊，設(shè)置于煤場內(nèi)的中心控制模塊、用于讀取車輛的煤車智能管理模塊的信息以對車輛進(jìn)行管理的入廠無人值守模塊、用于對煤炭質(zhì)量進(jìn)行采樣、制樣、化驗(yàn)的煤炭質(zhì)量管理模塊、用于在線分析煤炭質(zhì)量的煤質(zhì)在線分析模塊、用于對車輛的煤炭重量進(jìn)行控制的煤炭數(shù)量管理模塊、用于設(shè)置于煤場內(nèi)每一個預(yù)先劃定的卸煤區(qū)內(nèi)的卸煤區(qū)入場無人值守模塊、用于對車輛進(jìn)行定位控制的運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測模塊；其中煤車智能管理模塊包括用于存儲車輛身份和信息的射頻電子標(biāo)簽，以及用于通過ZigBee通訊技術(shù)進(jìn)行通訊的ZigBee通訊單元；其中該ZigBee通訊單元包括:控制采集單元、ZigBee模塊、自卸啟動按鈕、車廂抬起傳感器、顯示屏、車載音響，以及為上述模塊供電的車載電源；其中所述ZigBee模塊、自卸啟動按鈕、車廂抬起傳感器、顯示屏、車載音響分別連接控制采集單元，以將所述車輛的自卸啟動按鈕、車廂抬起傳感器的信號通過控制采集單元和顯示屏顯示給用戶；其中所述煤炭質(zhì)量管理模塊包括:用于讀取車輛的煤車智能管理模塊的射頻電子標(biāo)簽中存儲的信息的讀取單元，用于將讀取的信息發(fā)送到中心控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的交互單元，用于對煤炭進(jìn)行采樣的采樣單元，用于對煤炭進(jìn)行制樣的制樣單元，用于對樣品進(jìn)行化驗(yàn)以獲取煤樣的熱值、灰分、硫、揮發(fā)分、灰熔點(diǎn)、水含量參數(shù)的化驗(yàn)單元，用于提示車輛并控制采樣、制樣、化驗(yàn)的本地控制單元；其中所述煤質(zhì)在線分析模塊包括:用于檢測煤炭熱值、灰分參數(shù)的檢測單元，用于與所述中心控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互以獲取該用戶的歷史數(shù)據(jù)的交互單元，用于將歷史數(shù)據(jù)中的煤炭熱值、灰分參數(shù)與檢測到的煤炭熱值、灰分參數(shù)進(jìn)行對比的對比單元，用于當(dāng)對比結(jié)果超于閾值時向所述中心控制模塊發(fā)送報警信息的發(fā)送單元；其中所述煤炭數(shù)量管理模塊包括:用于對整車進(jìn)行稱重的稱重?zé)o人值守單元和用于對卸貨后的空車進(jìn)行稱重的回皮無人值守單元；所述稱重?zé)o人值守單元和回皮無人值守單元分別包括:用于讀取車輛的煤車智能管理模塊的射頻電子標(biāo)簽中存儲的信息的讀取單元，用于檢測車輛皮重的回皮無人值守管理單元，用于提示用戶的提示單元；其中所述入廠無人值守模塊包括:本地控制單元，用于讀取車輛的煤車智能管理模塊的射頻電子標(biāo)簽中存儲的信息的讀取單元，用于接收用戶輸入信息的輸入單元，其中所述用戶輸入的信息為所述煤炭的供貨方的信息，用于記錄用戶信息的記錄單元，用于提示用戶進(jìn)入的提示單元，用于與中心控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的交互單元，其中所述讀取單元、輸入單元、記錄單元、交互單元連接所述本地控制單元；其中所述運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測模塊用于確定一個參照節(jié)點(diǎn)單元作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器連接中心控制模塊和其他參照節(jié)點(diǎn)單元以進(jìn)行雙星通訊，并確定車輛的坐標(biāo)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述中心控制模塊包括:用于對接收到的每一卸煤區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果更新煤場數(shù)據(jù)地圖的更新單元。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述入廠無人值守模塊、煤炭數(shù)量管理模塊、卸煤區(qū)入場無人值守模塊的提示單元分別包括:用于進(jìn)行視覺提示的紅綠燈、用于根據(jù)中心控制模塊的控制開啟/關(guān)閉的道閘機(jī)、用于進(jìn)行語音提示的音箱。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，其中所述煤質(zhì)在線分析模塊的檢測單元設(shè)置于所述煤炭質(zhì)量管理模塊的采樣單元上，且所述檢測單元為激光煤質(zhì)在線分析儀，X光射線煤質(zhì)在線分析儀。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的數(shù)字化煤場無人值守管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為參考節(jié)點(diǎn)分布的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)包括:設(shè)置在運(yùn)煤車上的煤車智能管理模塊，以及設(shè)置在煤場的核心控制單元、入廠無人值守模塊、煤炭質(zhì)量管理模塊、煤炭數(shù)量管理模塊、煤質(zhì)在線分析模塊、卸煤場入場無人值守模塊、運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測模塊。其中，設(shè)置在煤場的入廠無人值守模塊、煤炭質(zhì)量管理模塊、煤炭數(shù)量管理模塊、煤質(zhì)在線分析模塊、卸煤場入場無人值守模塊、運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測模塊分別連接核心控制單元。還包括；上述這些模塊都連接核心控制單元，并自動把相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶诵目刂茊卧?。車輛完成出廠后核心控制單元立即根據(jù)車輛拉運(yùn)凈數(shù)量、供方煤炭歷史質(zhì)量、在線分析質(zhì)量、卸車點(diǎn)信息完成煤場數(shù)據(jù)更新，并能溝生成直觀的煤場數(shù)據(jù)地圖。次日該車輛離線式化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)后，系統(tǒng)自動更新煤場數(shù)據(jù)地圖。本實(shí)用新型的原理是:煤車智能管理模塊有倆套物聯(lián)網(wǎng)專用傳感器組成，一種為無源射頻電子標(biāo)簽，用于各個環(huán)節(jié)識別車輛身份及信息的傳遞；另一種為基于ZigBee技術(shù)智能控制模塊，車載電源提供工作電源，與車內(nèi)的自卸啟動按鈕、車廂抬起傳感器連接并采集其信號，并配有為提醒司機(jī)應(yīng)到達(dá)卸煤點(diǎn)信息一個電子顯示屏幕，為方便司機(jī)同時連接車內(nèi)音響，提供聲音提不。同時，火力發(fā)電廠整個煤場分成若干卸煤區(qū)，即分煤場，每個分煤場周邊布置若干個參照節(jié)點(diǎn)(通過ZigBee技術(shù)傳輸)，由核心控制模塊指定其中一個為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。整個電廠布置一個燃料核心控制模塊。如圖2所示，約定該分煤場的原點(diǎn)坐標(biāo)，依據(jù)煤場物理尺寸測量并設(shè)置每個參照節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測系統(tǒng)主要完成讓合法的車輛到指定的區(qū)域卸煤，并自動采集卸煤車輛的準(zhǔn)確卸煤信息，并即時把數(shù)據(jù)發(fā)送到核心控制單元。核心控制單元接收到車輛卸煤點(diǎn)信息后，及時更新該煤場的數(shù)據(jù)，包括數(shù)量及質(zhì)量。如圖2所示,運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測系統(tǒng)有若干個參照節(jié)點(diǎn)5-1組成,核心控制單元任意指定其中一個參照節(jié)點(diǎn)5-1為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器5-2。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器在整個系統(tǒng)中充當(dāng)著控制中心和各節(jié)點(diǎn)之間的橋梁的作用，使核心控制單元和各節(jié)點(diǎn)之間能夠進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，還負(fù)責(zé)啟動網(wǎng)絡(luò)、配置網(wǎng)絡(luò)成員地址、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)、維護(hù)節(jié)點(diǎn)的綁定關(guān)系表等，需要較多存儲空間、計(jì)算及通訊功能。參照節(jié)點(diǎn)的主要完成卸煤車輛的作標(biāo)點(diǎn)確認(rèn)工作，同時負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳遞功能。入廠無人值守系統(tǒng)包括:射頻讀寫器、外圍設(shè)備控制盒、本地控制單元、紅綠燈、道閘機(jī)、顯示屏、音響、觸摸屏。工作方法步驟如下:入廠口安裝有射頻讀寫器，識別車輛上的無緣射頻標(biāo)簽，確認(rèn)車輛信息；司機(jī)在顯示屏、音響、道閘機(jī)的提示下首先確認(rèn)自身車輛信息，然后利用觸摸屏自助選擇供方單位，確認(rèn)后完成本次車輛與供方的匹配工作，該條記錄入核心控制單元，包括到場時間、車輛信息、供方信息。記錄完成后，綠燈亮起，顯示屏視覺提示顯示“入廠成功”，道閘機(jī)視覺提示:抬起，音響語音提示“入廠成功、歡迎入廠”。入廠無人值守系統(tǒng)屏蔽了電廠人員參與匹配過程；是入場 數(shù)據(jù)的創(chuàng)建點(diǎn)，可以有效地防止車輛在煤場內(nèi)衡器上3 圈，一車多次稱量，以少充多。[0029]在采樣機(jī)的棄樣皮帶上安裝煤質(zhì)在線分析裝置，分析每一輛車的熱值、灰分、硫含量，與該車煤炭供方歷史數(shù)據(jù)比對，如果熱值、灰分、硫含量變化超過預(yù)定告警閥值，則核心控制單元自動產(chǎn)生告警信號，提醒現(xiàn)場管理人員手工采樣，加強(qiáng)煤場煤檢人員工作?；鹆Πl(fā)電廠汽車入廠煤接卸驗(yàn)收的流程主要包括:入廠、采樣、制樣、化驗(yàn)、稱重、煤場接卸、回皮、出廠八環(huán)節(jié)。其中稱重、回皮環(huán)節(jié)采集的數(shù)據(jù)為入廠煤數(shù)量，采樣、制樣、化驗(yàn)采集的為入廠煤質(zhì)量數(shù)據(jù)。近年來，為了能夠在線管理入廠煤質(zhì)情況，在采樣機(jī)的棄樣皮帶上增加了煤質(zhì)在線分析裝置模塊，及時的掌握每輛車煤質(zhì)的情況。本系統(tǒng)的發(fā)明如圖1所示，包括核心控制單元、入廠無人值守模塊、煤炭質(zhì)量管理模塊、煤炭數(shù)量管理模塊、煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)、卸煤場入場無人值守系統(tǒng)、煤車智能管理模塊、運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測系統(tǒng)，運(yùn)煤汽車在各個系統(tǒng)之間順序運(yùn)行，并自動把相關(guān)數(shù)據(jù)自動傳送進(jìn)核心控制單元。車輛完成出廠后核心控制單元立即根據(jù)車輛拉運(yùn)凈重數(shù)量、供方煤炭歷史質(zhì)量、在線分析質(zhì)量、卸車點(diǎn)信息完成煤場數(shù)據(jù)更新，并能溝生成直觀的卸煤場數(shù)據(jù)地圖。次日該車輛離線式化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)后，系統(tǒng)自動更新煤場數(shù)據(jù)地圖。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，既可以先采樣后稱重，也可以先稱重后采樣。下面具體的介紹本實(shí)用新型實(shí)施例的各個模塊:入廠無人值守模塊:入廠無人值守模塊包括:射頻讀寫器、外圍設(shè)備控制盒、供方選擇觸摸屏、本地控制單元、紅綠燈、道閘機(jī)、顯示屏、音響。入廠無人值守系統(tǒng)屏蔽了電廠人員參與匹配過程；是入場數(shù)據(jù)的創(chuàng)建點(diǎn)，可以有效地防止車輛在煤場內(nèi)衡器上兜圈，一車多次稱量，以少充多；同時根據(jù)該供方平均離線歷史化驗(yàn)數(shù)據(jù)，給出該車應(yīng)到達(dá)的卸煤場。工作方法步驟如下:第一步，入廠口安裝有射頻讀寫器，識別車輛上的射頻標(biāo)簽，確認(rèn)車輛信息；第二步，司機(jī)在液晶顯示屏、音響、道閘機(jī)的提示下，查看供方選擇觸摸屏自身車輛信息，首先確認(rèn)車輛信息是否正確，正確則確認(rèn)，否則選擇重新掃描射頻標(biāo)簽，直到正確識別到自己所駕駛的車輛信息。第三步，司機(jī)利用供方選擇觸摸屏自助選擇供方單位，確認(rèn)后完成本次車輛與供方的匹配工作，該條記錄入核心控制單元，包括到場時間、車輛信息、供方信息。第四步，記錄完成后，綠燈亮起，顯示屏視覺提示顯示“入廠成功，請到某卸煤場”，道閘機(jī)視覺提示:抬起，音響語音提示“入廠成功，請到某卸煤場”。司機(jī)駕車入廠。煤炭質(zhì)量管理模塊:煤炭質(zhì)量管理模塊用于完成采樣、制樣、化驗(yàn)工作，主要利用采樣機(jī)、制樣機(jī)、化驗(yàn)設(shè)備，按照火力發(fā)電廠煤炭質(zhì)量管理規(guī)程獲得該車煤炭質(zhì)量的離線分析數(shù)據(jù)，包括:熱值、灰分、硫、揮發(fā)分、灰熔點(diǎn)、水含量等。離線化驗(yàn)數(shù)據(jù)一般都在次日出來結(jié)果。結(jié)果出來后，自動寫入核心控制單元數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的記錄。除了電廠的采樣機(jī)、制樣機(jī)、化驗(yàn)設(shè)備之外，煤炭質(zhì)量管理模還包括安裝在采樣機(jī)下的:采樣機(jī)射頻讀寫器、外圍設(shè)備控制盒、本地控制單元、紅綠燈、道閘機(jī)、顯示屏、音響、測距器、二次測距器。汽車到達(dá)采樣機(jī)后，采樣機(jī)射頻讀寫器識別到車輛上的射頻標(biāo)簽，返回給核心控制單元。核心控制單元啟動采樣機(jī)本地控制單元，在外圍設(shè)備控制盒、紅綠燈、道閘機(jī)、顯示屏、音響、測距器、二次測距器協(xié)助下完成該車輛的采樣工作。然后利用電廠制樣設(shè)備、化驗(yàn)設(shè)備采集化驗(yàn)數(shù)據(jù)，傳遞到核心控制單元。煤質(zhì)在線分析系統(tǒng):煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)主要目的是檢測所采樣汽車的煤炭熱值、灰分與該煤炭供方歷史數(shù)據(jù)的記錄是否吻合，提高入場煤質(zhì)量的自動化監(jiān)管能力。煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)安裝在采樣機(jī)棄樣皮帶上。采樣機(jī)采樣完成后，啟動煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)，當(dāng)煤炭棄樣到達(dá)煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)安裝位置后，棄樣皮帶停止，煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)獲得該煤樣的熱值、灰分?jǐn)?shù)據(jù)，棄樣皮帶再啟動，把煤樣棄到指定位置。煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)從核心控制單元獲得該煤樣供方的離線歷史平均數(shù)據(jù)，與本次獲的在線分析數(shù)據(jù)比對。如果熱值、灰分在允許的變化告警閥值內(nèi)，煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)給核心控制單元返回信號，同意入廠無人值守模塊的卸煤場提示建議；如果熱值、灰分在允許的變化告警閥值外，煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)給核心控制單元返回信號，更改入廠無人值守模塊的卸煤場提示建議，依據(jù)在線數(shù)據(jù)提示新的卸煤場；同時在核心控制單元產(chǎn)生告警信號，提示卸煤場人員加強(qiáng)卸煤檢查工作。煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)工作完成后，核心控制單元自動把該車輛應(yīng)到卸煤場信息發(fā)送給煤車智能管理模塊。采樣機(jī)下安裝的顯示屏、音響同時提示應(yīng)到卸煤場信息。煤炭數(shù)量管理模塊:煤炭數(shù)量管理模塊由稱重?zé)o人值守管理系統(tǒng)與回皮無人值守管理系統(tǒng)組成，完成運(yùn)煤車本次送煤數(shù)據(jù)的自動采集工作。稱重?zé)o人值守管理系統(tǒng)主要完成運(yùn)煤汽車毛重的無人干擾計(jì)量，并把數(shù)據(jù)自動傳遞給核心控制單元。稱重?zé)o人值守管理系統(tǒng)由防作弊探針、外圍設(shè)備驅(qū)動柜、紅綠燈、射頻讀寫器、道閘機(jī)、語音提示系統(tǒng)、定位器、顯示屏、智能無人值守控制裝置組成。每部分的主要功能如下:a、防作弊探針:該系統(tǒng)通過自身軟件檢測無線電信號及稱重儀表的異常電壓、電流變化，通過軟件進(jìn)行分析，可檢測市面上所有的作弊器及遙控器?？蓹z測出增加或減少噸位，并及時通知管理中心，并連接硬盤錄像機(jī)，對作弊車輛進(jìn)行拍照，并可自動進(jìn)行鎖車操作。b、外圍設(shè)備驅(qū)動柜:控制外圍設(shè)備C、紅綠燈:視覺提示d、射頻讀寫器:射頻識別e、道閘機(jī):視覺提示，撞桿告警f、語音提示系統(tǒng):聽覺提示g、定位器:確定車輛是否停車到位h、顯示屏:視覺提示1、智能無人值守控制裝置:無人值守核心設(shè)備車輛到達(dá)稱重衡器后，射頻讀寫器自動識別車輛上的射頻標(biāo)簽，確認(rèn)車輛信息。在防作弊探針、外圍設(shè)備驅(qū)動柜、紅綠燈、道閘機(jī)、語音提示系統(tǒng)、定位器、顯示屏、智能無人值守控制裝置相互配合下完成運(yùn)煤汽車毛重的無人干擾數(shù)據(jù)采集。[0064]回皮無人值守管理系統(tǒng)主要完成運(yùn)煤汽車皮重的無人干擾計(jì)量，并把數(shù)據(jù)自動傳遞給核心控制單元?；仄o人值守管理系統(tǒng)由防作弊探針、外圍設(shè)備驅(qū)動柜、紅綠燈、射頻讀寫器、道閘機(jī)、語音提示系統(tǒng)、定位器、顯示屏、智能無人值守控制裝置組成。每部分的主要功能如下:a、防作弊探針:該系統(tǒng)通過檢測無線電信號及稱重儀表的異常電壓、電流變化來檢測市面上所有的作弊器及遙控器?？蓹z測出增加或減少噸位，并及時通知管理中心，并連接硬盤錄像機(jī)，對作弊車輛進(jìn)行拍照，并可自動進(jìn)行鎖車操作。b、外圍設(shè)備驅(qū)動柜:控制外圍設(shè)備C、紅綠燈:視覺提示d、射頻讀寫器:射頻識別e、道閘機(jī):視覺提示，撞桿告警f、語音提示系統(tǒng):聽覺提示g、定位器:確定車輛是否停車到位h、顯示屏:視覺提示1、智能無人值守控制裝置:無人值守核心設(shè)備車輛到達(dá)回皮衡器后，射頻讀寫器自動識別車輛上的射頻標(biāo)簽，確認(rèn)車輛信息。在防作弊探針、外圍設(shè)備驅(qū)動柜、紅綠燈、道閘機(jī)、語音提示系統(tǒng)、定位器、顯示屏、智能無人值守控制裝置相互配合下完成運(yùn)煤汽車皮重的無人干擾數(shù)據(jù)采集。卸煤場入場無人值守模塊:卸煤場入場無人值守模塊布置在每個卸煤場的入口?；鹆Πl(fā)電廠整個煤場分為若干個卸煤場。每個卸煤場入口配置一臺入場控制裝置、一臺射頻讀寫器、一個參照節(jié)點(diǎn)(通過ZigBee技術(shù)傳輸)，同時智能入場控制裝置外圍安裝并連接了道閘機(jī)、紅綠燈、顯示屏、語首提不系統(tǒng)。工作步驟如下:第一步:射頻讀寫器識別到運(yùn)煤汽車射頻標(biāo)簽后，把射頻標(biāo)簽信息反饋給入場控制裝置，入場控制裝置從核心控制單元讀取該車輛本次卸煤地點(diǎn)信息，判斷是否可以進(jìn)入本卸煤場。第二步:每個煤場入場口就近的參照節(jié)點(diǎn)(通過ZigBee技術(shù)傳輸)同時是檢測入卸煤場車輛是否能夠入場的條件。如果是射頻傳感器識別后為合法車輛，入場口參照節(jié)點(diǎn)(通過ZigBee技術(shù)進(jìn)行通訊)識別車輛的智能控制模塊是否工作狀態(tài)，如果工作狀態(tài)正常，則紅綠燈的綠燈亮起，道閘機(jī)抬起、語音提示系統(tǒng)播放“歡迎入場”，顯示屏顯示“歡迎入場”。否則系統(tǒng)告警。煤車智能管理模塊:煤車智能管理模塊有倆套物聯(lián)網(wǎng)專用傳感器組成，一種為射頻電子標(biāo)簽，用于火力發(fā)電廠汽運(yùn)煤各個環(huán)節(jié)識別車輛身份及信息的傳遞；另一種為基于ZigBee技術(shù)的ZigBee通訊單元。其中，該ZigBee通訊單元包括:控制采集單元、ZigBee模塊、自卸啟動按鈕、車廂抬起傳感器、顯示屏、車載音響，以及為上述模塊供電的車載電源；其中所述ZigBee模塊、自卸啟動按鈕、車廂抬起傳感器、顯示屏、車載音響分別連接控制采集單元，以將所述車輛的自卸啟動按鈕、車廂抬起傳感器的信號通過控制采集單元和顯示屏顯示給用戶；ZigBee通訊單元由車載電源提供工作電源，采集車內(nèi)的自卸啟動按鈕、車廂抬起傳感器的信號。運(yùn)煤車到達(dá)指定的工作面，煤車智能管理模塊監(jiān)測啟動卸車按鈕與車廂抬起傳感器。當(dāng)2個信號都持續(xù)獲得3秒以上后，煤車智能管理模塊參照周邊布局的參照節(jié)點(diǎn)5-1自動完成本次卸車點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算，發(fā)送到核心控制單元。通過電子顯示屏幕提醒司機(jī)應(yīng)到達(dá)卸煤點(diǎn)信息，同時利用車載音響通過語音提示，加重應(yīng)該到達(dá)的卸煤場信息。運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測系統(tǒng):運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測系統(tǒng)主要利用ZigBee技術(shù)、RSSI定位技術(shù)完成讓合法的車輛到指定的區(qū)域卸煤，并自動采集卸煤車輛的準(zhǔn)確卸煤信息，并即時把數(shù)據(jù)發(fā)送到核心控制單元。由參照節(jié)點(diǎn)、車輛智能管理模塊、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、本地控制單元組成。其中，ZigBee技術(shù)為公用已知技術(shù)。ZigBee批技術(shù)是一種新興的近距離、低功耗、低數(shù)據(jù)率、低復(fù)雜度的雙向無線通信技術(shù)，它是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的無線協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層以上的協(xié)議由ZigBee聯(lián)盟制定，IEEE802.15.4負(fù)責(zé)物理層和鏈路層標(biāo)準(zhǔn)。完整的ZigBee協(xié)議套件由應(yīng)用層、應(yīng)用架構(gòu)層、網(wǎng)絡(luò)層以及數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成。RSSI定位技術(shù)為公用已知技術(shù)。RSSI (接收信號強(qiáng)度指示)是指移動節(jié)點(diǎn)接收到參照節(jié)點(diǎn)無線信號強(qiáng)度大小。在基于接收小號強(qiáng)度RSSI的定位中，已知參照發(fā)射節(jié)點(diǎn)的發(fā)射信號強(qiáng)度，移動點(diǎn)根據(jù)接收到信號的強(qiáng)度計(jì)算出信號的傳波損耗，利用理論和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯鬏敁p耗轉(zhuǎn)化為距離，再利用已有的算法計(jì)算出移動節(jié)點(diǎn)的位置。接收信號的強(qiáng)度是發(fā)射功率和發(fā)射器與接收器間距離的函數(shù)。接收信號強(qiáng)度RSSI理論值可由式(I)表示:RSSI=- (10nlgd+A) (I)其中，n代表信號傳播常量，也叫傳播指數(shù)；d代表局發(fā)射器間的距離；A代表距離Im時的接收信號強(qiáng)度。3-16個已知發(fā)射點(diǎn)(也稱為參照節(jié)點(diǎn))，能夠準(zhǔn)確的表示出移動節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。如果以大地為第三維平面的原點(diǎn)，也能夠給出三維坐標(biāo)?；鹆Πl(fā)電廠整個煤場分成若干卸煤區(qū)，即分煤場，每個分煤場周邊布置若干個物聯(lián)網(wǎng)參照節(jié)點(diǎn)(ZigBee模塊)，由核心控制模塊指定其中一個為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。整個電廠布置一個核心控制單元。如圖2所示，約定該分煤場的原點(diǎn)坐標(biāo)，依據(jù)煤場物理尺寸測量并設(shè)置每個參照節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。整個電廠的煤場全部建立數(shù)據(jù)坐標(biāo)。運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測系統(tǒng)主要完成讓合法的車輛到指定的區(qū)域卸煤，并自動采集卸煤車輛的準(zhǔn)確卸煤信息，并即時把數(shù)據(jù)發(fā)送到核心控制單元。如圖2所示，運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測系統(tǒng)有若干個參照節(jié)點(diǎn)5-1組成，核心控制單元任意指定其中一個參照節(jié)點(diǎn)5-1為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器在整個系統(tǒng)中充當(dāng)著控制中心和各節(jié)點(diǎn)之間的橋梁的作用，使核心控制單元和各節(jié)點(diǎn)之間能夠進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，還負(fù)責(zé)啟動網(wǎng)絡(luò)、配置網(wǎng)絡(luò)成員地址、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)、維護(hù)節(jié)點(diǎn)的綁定關(guān)系表等，需要較多存儲空間、計(jì)算及通訊功能。參照節(jié)點(diǎn)的主要完成卸煤車輛的作標(biāo)點(diǎn)確認(rèn)工作，同時負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳遞功能。核心控制單元接收到車輛卸煤點(diǎn)信息后，依據(jù)在線式煤質(zhì)分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)及時更新該煤場的數(shù)據(jù)，包括數(shù)量及質(zhì)量，生成當(dāng)日的煤場數(shù)據(jù)地圖。次日該車輛對應(yīng)的離線式熱值化驗(yàn)結(jié)果出來后，核心控制單元自動計(jì)算出該卸煤場的加權(quán)平均熱值，重新生成新的煤場數(shù)據(jù)地圖。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.數(shù)字化煤場無人值守管理系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置于車輛上的煤車智能管理模塊，設(shè)置于煤場內(nèi)的中心控制模塊、用于讀取車輛的煤車智能管理模塊的信息以對車輛進(jìn)行管理的入廠無人值守模塊、用于對煤炭質(zhì)量進(jìn)行采樣、制樣、化驗(yàn)的煤炭質(zhì)量管理模塊、用于在線分析煤炭質(zhì)量的煤質(zhì)在線分析模塊、用于對車輛的煤炭重量進(jìn)行控制的煤炭數(shù)量管理模塊、用于設(shè)置于煤場內(nèi)每一個預(yù)先劃定的卸煤區(qū)內(nèi)的卸煤區(qū)入場無人值守模塊、用于對車輛進(jìn)行定位控制的運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測模塊； 其中煤車智能管理模塊包括用于存儲車輛身份和信息的射頻電子標(biāo)簽，以及用于通過ZigBee通訊技術(shù)進(jìn)行通訊的ZigBee通訊單元；其中該ZigBee通訊單元包括:控制采集單元、ZigBee模塊、自卸啟動按鈕、車廂抬起傳感器、顯示屏、車載音響，以及為上述模塊供電的車載電源；其中所述ZigBee模塊、自卸啟動按鈕、車廂抬起傳感器、顯示屏、車載音響分別連接控制采集單元，以將所述車輛的自卸啟動按鈕、車廂抬起傳感器的信號通過控制采集單元和顯示屏顯示給用戶； 其中所述入廠無人值守模塊包括:本地控制單元，用于讀取車輛的煤車智能管理模塊的射頻電子標(biāo)簽中存儲的信息的讀取單元，用于接收用戶輸入信息的輸入單元，其中所述用戶輸入的信息為所述煤炭的供貨方的信息，用于記錄用戶信息的記錄單元，用于提示用戶進(jìn)入的提示單元，用于與中心控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的交互單元，其中所述讀取單元、輸入單元、記錄單元、交互單元連接所述本地控制單元； 其中所述煤炭質(zhì)量管理模塊包括:用于讀取車輛的煤車智能管理模塊的射頻電子標(biāo)簽中存儲的信息的讀取單元，用于將讀取的信息發(fā)送到中心控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的交互單元，用于對煤炭進(jìn)行采樣的采樣單元，用于對煤炭進(jìn)行制樣的制樣單元，用于對樣品進(jìn)行化驗(yàn)以獲取煤樣的熱值、灰分、 硫、揮發(fā)分、灰熔點(diǎn)、水含量參數(shù)的化驗(yàn)單元，用于提示車輛并控制采樣、制樣、化驗(yàn)的本地控制單元； 其中所述煤質(zhì)在線分析模塊包括:用于檢測煤炭熱值、灰分參數(shù)的檢測單元，用于與所述中心控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互以獲取該用戶的歷史數(shù)據(jù)的交互單元，用于將歷史數(shù)據(jù)中的煤炭熱值、灰分參數(shù)與檢測到的煤炭熱值、灰分參數(shù)進(jìn)行對比的對比單元，用于當(dāng)對比結(jié)果超于閾值時向所述中心控制模塊發(fā)送報警信息的發(fā)送單元； 其中所述煤炭數(shù)量管理模塊包括:用于對整車進(jìn)行稱重的稱重?zé)o人值守單元和用于對卸貨后的空車進(jìn)行稱重的回皮無人值守單元；所述稱重?zé)o人值守單元和回皮無人值守單元分別包括:用于讀取車輛的煤車智能管理模塊的射頻電子標(biāo)簽中存儲的信息的讀取單元，用于檢測車輛皮重的回皮無人值守管理單元，用于提示用戶的提示單元； 其中所述卸煤區(qū)入場無人值守模塊包括設(shè)置于每個預(yù)先劃定的卸煤區(qū)入口處，包括:用于讀取車輛的煤車智能管理模塊的射頻電子標(biāo)簽中存儲的信息的讀取單元，用于接收讀取單元的數(shù)據(jù)并判斷是否允許車輛進(jìn)入的入場控制單元，用于讀取車輛的煤車智能管理模塊的ZigBee通訊單元以確定車輛的煤車智能管理模塊是否處于工作狀態(tài)的參照節(jié)點(diǎn)單元，用于提示用戶的提示單元； 其中所述運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測模塊用于確定一個參照節(jié)點(diǎn)單元作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器連接中心控制模塊和其他參照節(jié)點(diǎn)單元以進(jìn)行雙星通訊，并確定車輛的坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述入廠無人值守模塊、煤炭數(shù)量管理模塊、卸煤區(qū)入場無人值守模塊的提示單元分別包括: 用于進(jìn)行視覺提示的紅綠燈、用于根據(jù)中心控制模塊的控制開啟/關(guān)閉的道閘機(jī)、用于進(jìn)行語音提示的音箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述煤質(zhì)在線分析模塊的檢測單元設(shè)置于所述煤炭質(zhì)量管理模塊的采樣單元上，且所述檢測單元為激光煤質(zhì)在線分析儀，X光射線煤質(zhì) 在線分析儀。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種數(shù)字化煤場無人值守管理系統(tǒng)，包括設(shè)置于車輛上的煤車智能管理模塊，設(shè)置于煤場內(nèi)的中心控制模塊、用于讀取車輛的煤車智能管理模塊的信息以對車輛進(jìn)行管理的入廠無人值守模塊、用于對煤炭質(zhì)量進(jìn)行采樣、制樣、化驗(yàn)的煤炭質(zhì)量管理模塊、用于在線分析煤炭質(zhì)量的煤質(zhì)在線分析模塊、用于對車輛的煤炭重量進(jìn)行控制的煤炭數(shù)量管理模塊、用于設(shè)置于煤場內(nèi)每一個預(yù)先劃定的卸煤區(qū)內(nèi)的卸煤區(qū)入場無人值守模塊、用于對車輛進(jìn)行定位控制的運(yùn)煤車卸車點(diǎn)定位檢測模塊。本實(shí)用新型可以直觀詳細(xì)的掌握煤場狀況，有效的調(diào)度各種煤質(zhì)的存煤，最大限度的降低存煤的揮發(fā)浪費(fèi)、起到節(jié)能降耗的作用，而且通過配煤參燒更可以大幅降低發(fā)電成本。
文檔編號G06Q50/28GK203054908SQ20122028248
公開日2013年7月10日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者郝敬亞 申請人:北京冶聯(lián)科技有限公司