一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，屬于煤礦井下安全監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的動(dòng)力能源，在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占70%以上。全國(guó)在冊(cè)的大小煤礦均為瓦斯礦井，其中50%以上屬于高瓦斯礦井。煤礦由于受到自然地質(zhì)條件、井下開(kāi)采條件、礦工技能條件、技術(shù)和裝備等條件的限制，一直存在安全可靠性差、安全事故頻率高等問(wèn)題，尤其是瓦斯事故頻發(fā)、危害嚴(yán)重。
[0003]瓦斯是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)嗅、可以燃燒或爆炸、可以使人窒息死亡的氣體，在成煤過(guò)程中形成，是煤炭的伴生物。在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，瓦斯隨煤體的采掘松動(dòng)而涌出。加強(qiáng)對(duì)瓦斯的防治、提高瓦斯管理的可靠性，可以增強(qiáng)煤礦安全程度，減少災(zāi)害事故的發(fā)生。
[0004]傳統(tǒng)煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均采用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的方式，但有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在時(shí)間和空間的靈活性受到了約束，采用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)方式傳輸，有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)方式傳輸有如下缺點(diǎn):對(duì)于線(xiàn)路依賴(lài)性強(qiáng)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)固定;礦井有些區(qū)域布線(xiàn)困難，容易出現(xiàn)監(jiān)測(cè)盲點(diǎn)；工作現(xiàn)場(chǎng)的通信線(xiàn)路容易破壞，且破壞后恢復(fù)周期較長(zhǎng)；
[0005]由于上述缺點(diǎn)，傳統(tǒng)煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及應(yīng)急處理。因此需要設(shè)計(jì)使用無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，包括若干基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置、與基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置無(wú)線(xiàn)連接的地下監(jiān)控基站、與地下監(jiān)控基站連接的交換機(jī)，與交換機(jī)連接的遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī);所述基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置包括瓦斯檢測(cè)傳感器、處理器、與處理器分別相連的ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、LED報(bào)警器、風(fēng)機(jī)、聲音報(bào)警器、存儲(chǔ)器、按鍵電路、顯示器，所述瓦斯檢測(cè)傳感器依次連接信號(hào)放大處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器;所述ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊包括定位引擎;所述基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置包括基于ZigBee的固定瓦斯檢測(cè)裝置和基于ZigBee的手持瓦斯檢測(cè)裝置;所述基于ZigBee的手持瓦斯檢測(cè)裝置還包括與處理器相連的LED燈。
[0008]前述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊采用TI公司的CC2431芯片。
[0009]前述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述處理器采用單片機(jī)PICI8LF4620。
[0010]前述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述瓦斯檢測(cè)傳感器采用紅外瓦斯傳感器。
[0011]前述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述LED報(bào)警器包括紅、黃、藍(lán)三種顏色的LED。
[0012]前述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述聲音報(bào)警器包括電壓式蜂鳴器和晶體三極管驅(qū)動(dòng)。
[0013]前述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述顯示器采用LCD液晶顯示器。
[0014]本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果:本實(shí)用新型能夠無(wú)限傳輸固定或移動(dòng)位置處瓦斯?jié)舛戎恋孛姹O(jiān)控中心，實(shí)時(shí)了解礦下瓦斯?jié)舛惹闆r，具有LED報(bào)警和聲音報(bào)警，并能自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)作為礦井員工的手持設(shè)備時(shí)，還能自動(dòng)定位礦井員工的位置，也可以用作LED照明燈。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)的總體架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0018]如圖1-2所示，一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，包括若干基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置、與基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置無(wú)線(xiàn)連接的地下監(jiān)控基站、與地下監(jiān)控基站連接的交換機(jī)，與交換機(jī)連接的遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī);所述基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置包括瓦斯檢測(cè)傳感器、處理器、與處理器分別相連的ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、LED報(bào)警器、風(fēng)機(jī)、聲音報(bào)警器、存儲(chǔ)器、按鍵電路、顯示器，所述瓦斯檢測(cè)傳感器依次連接信號(hào)放大處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器;所述Zi gBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊包括定位引擎;所述基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置包括基于ZigBee的固定瓦斯檢測(cè)裝置和基于ZigBee的手持瓦斯檢測(cè)裝置;所述基于ZigBee的手持瓦斯檢測(cè)裝置還包括與處理器相連的LED燈。
[0019]ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊采用TI公司的CC2431芯片，該芯片內(nèi)含定位引擎與ZigBee無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)模塊。
[0020]處理器采用單片機(jī)PICI8LF4620。
[0021 ]瓦斯檢測(cè)傳感器采用紅外瓦斯傳感器。
[0022]LED報(bào)警器包括紅、黃、藍(lán)三種顏色的LED，紅代表瓦斯?jié)舛确浅?yán)重，危險(xiǎn)，黃代表瓦斯?jié)舛容^大，預(yù)警，藍(lán)代表瓦斯?jié)舛容^小，安全。
[0023]聲音報(bào)警器包括電壓式蜂鳴器和晶體三極管驅(qū)動(dòng)。
[0024]顯示器采用IXD液晶顯示器，用于顯示瓦斯?jié)舛取?br>[0025]以上基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置均連接有電源，圖中未示出。
[0026]基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置用于實(shí)時(shí)測(cè)量瓦斯?jié)舛龋医M成ZigBee無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)。瓦斯檢測(cè)傳感器采集瓦斯?jié)舛刃盘?hào)，經(jīng)過(guò)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換后傳送到單片機(jī)中存儲(chǔ)和管理，數(shù)據(jù)由ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊傳輸，相鄰的瓦斯檢測(cè)裝置相互發(fā)送數(shù)據(jù)，直至傳送到地下監(jiān)控基站，再經(jīng)過(guò)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)，供工程師總調(diào)度。每個(gè)瓦斯檢測(cè)裝置上也實(shí)時(shí)顯示瓦斯?jié)舛?，礦下人員可以直觀看到瓦斯?jié)舛?，若瓦斯?jié)舛劝l(fā)生異常，自動(dòng)啟動(dòng)LED報(bào)警器、聲音報(bào)警器、風(fēng)機(jī)，工作人員也可以通過(guò)按鍵電路關(guān)閉和打開(kāi)瓦斯檢測(cè)裝置或其報(bào)警器、風(fēng)機(jī)觸發(fā)開(kāi)關(guān);基于ZigBee的固定瓦斯檢測(cè)裝置分布在已知的固定位置，基于ZigBee的手持瓦斯檢測(cè)裝置由礦下人員隨身攜帶，手持的瓦斯檢測(cè)裝置還帶有LED燈，可做照明燈使用，手持瓦斯檢測(cè)裝置的ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊的定位引擎從周?chē)潭ㄍ咚箼z測(cè)裝置接收數(shù)據(jù)包，獲得它們的位置坐標(biāo)及信號(hào)傳輸損耗，采用三角定位法確定人員的位置，遠(yuǎn)程監(jiān)控中心可實(shí)時(shí)獲知礦下人員所處位置的瓦斯?jié)舛刃畔⒓拔恢眯畔ⅰ?br>[0027]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，包括若干基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置、與基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置無(wú)線(xiàn)連接的地下監(jiān)控基站、與地下監(jiān)控基站連接的交換機(jī)，與交換機(jī)連接的遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī);所述基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置包括瓦斯檢測(cè)傳感器、處理器、與處理器分別相連的ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、LED報(bào)警器、風(fēng)機(jī)、聲音報(bào)警器、存儲(chǔ)器、按鍵電路、顯示器，所述瓦斯檢測(cè)傳感器依次連接信號(hào)放大處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器;所述ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊包括定位引擎;所述基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置包括基于ZigBee的固定瓦斯檢測(cè)裝置和基于ZigBee的手持瓦斯檢測(cè)裝置；所述基于ZigBee的手持瓦斯檢測(cè)裝置還包括與處理器相連的LED燈。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊采用TI公司的CC2431芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述處理器采用單片機(jī)PICI8LF4620。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述瓦斯檢測(cè)傳感器采用紅外瓦斯傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述LED報(bào)警器包括紅、黃、藍(lán)三種顏色的LED。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述聲音報(bào)警器包括電壓式蜂鳴器和晶體三極管驅(qū)動(dòng)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，其特征是，所述顯示器采用IXD液晶顯不器。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種煤礦瓦斯?jié)舛葯z測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)，包括若干基于ZigBee的瓦斯檢測(cè)裝置、地下監(jiān)控基站、交換機(jī)，遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)；所述瓦斯檢測(cè)裝置包括瓦斯檢測(cè)傳感器、處理器、與處理器分別相連的ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、LED報(bào)警器、風(fēng)機(jī)、聲音報(bào)警器、存儲(chǔ)器、按鍵電路、顯示器，瓦斯檢測(cè)傳感器依次連接信號(hào)放大處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器；ZigBee無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊包括定位引擎；瓦斯檢測(cè)裝置包括固定和手持瓦斯檢測(cè)裝置；手持瓦斯檢測(cè)裝置還包括與處理器相連的LED燈。本實(shí)用新型實(shí)時(shí)傳輸和顯示礦下瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)，具有報(bào)警功能，當(dāng)作為手持設(shè)備時(shí)，還能自動(dòng)定位礦井員工的位置，也可以用作LED照明燈。
【IPC分類(lèi)】E21F17/18
【公開(kāi)號(hào)】CN205189958
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521007901
【發(fā)明人】王其, 盧祎靈, 蔣平, 李嚴(yán), 盧曉東, 顧培培, 程致遠(yuǎn)
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年12月8日