CN104948233A - 一种用于井下的监控系统 - Google Patents

Abstract

一种用于井下的监控系统，本发明将井下采集的数据信息通过G.hn无线技术汇总至无线传输模块；无线传输模块与井上监控中心双向连接，将井下采集汇总的数据信息传送至井上监控中心，本发明具有速度快，G.hn技术标没有速度限制，理论上支持1 G bps的数据传输速度，可以提供相当于目前无线网络技术吞吐量的近20倍速率，也可以提供有限网络的近3倍速率；低功耗，满足Smart Gid和European CoC要求；实现结构简单，功能完备，在现有井下监控网络条件下，可实现高质量、安全的数据信息传输，有利于井下数据信息的安全传输与监控。

Description

一种用于井下的监控系统

【技术领域】

本发明属于无线传输技术领域，尤其涉及一种用于井下的监控系统，具体涉及一种基于G.hn技术的井下监控系统。

【背景技术】

已知的，矿用通信系统是保障矿山信息畅通、安全生产、紧急救援的基础，近年来，随着国家对“智慧矿山”工作的推进，矿山的通信条件与通信水平得到了极大的提高。矿用无线通信系统逐渐兴起，井下的通信设备由最初的防爆电话机逐渐变为现在广泛使用的移动通信终端，矿工在井下作业时可采用手机等移动设备进行沟通交流。尽管无线通信技术已经在矿山通信系统中得到了应用，但是，井下通信与地面通信有很大的差异，这主要是由于井下的环境条件非常恶劣、复杂，矿井巷道结构与地质结构等因素对无线通信的影响非常强烈，导致现有的无线通信技术在矿井中的应用受到不同程度的限制。

因此，从当前井下的无线通信实现方式的恶劣环境条件、解决方案的现实角度出发，需要一种新的井下无线通信系统来解决上述问题。

【发明内容】

为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种用于井下的监控系统，本发明将井下采集的数据信息通过G.hn无线技术汇总至无线传输模块；无线传输模块与井上监控中心双向连接，将井下采集汇总的数据信息传送至井上监控中心，本发明具有速度快、低功耗的特点。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种用于井下的监控系统，包括井下监控模块、基于G.hn的无线网络、无线传输模块和井上监控中心，所述井下监控模块与基于G.hn的无线网络双向连接，采集井下环境的数据信息，基于G.hn的无线网络分别与井下监控模块、无线传输模块双向连接，将井下采集的数据信息通过G.hn无线技术汇总至无线传输模块；无线传输模块与井上监控中心双向连接，将井下采集汇总的数据信息传送至井上监控中心。

所述的用于井下的监控系统，所述井下监控模块通过复数个传感器采集井下数据信息。

所述的用于井下的监控系统，所述井下监控模块与基于G.hn的无线网络双向连接，采集井下环境的实时温度、湿度、气流和火花的数据信息。

所述的用于井下的监控系统，所述基于G.hn的无线网络和无线传输模块均是基于G.hn无线传输技术实现的。

所述的用于井下的监控系统，所述井上监控中心包括中心服务器、视频工作站、电子地图和报警管理主机，井上监控中心对下属的站端设备进行集中监控录像和报警管理。

所述的用于井下的监控系统，所述传感器包括甲烷传感器、风速传感器、一氧化碳传感器、液位传感器、温度传感器、风流压力传感器、风门开闭传感器、烟雾传感器和粉尘浓度传感器。

所述的用于井下的监控系统，所述无线传输模块为nRF24L01芯片。

所述的用于井下的监控系统，所述井下监控模块包括主煤流运输监测模块、井下排水监测模块、瓦斯抽放监测模块和辅助运输信号监测模块。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：

本发明所述的一种用于井下的监控系统，本发明将井下采集的数据信息通过G.hn无线技术汇总至无线传输模块；无线传输模块与井上监控中心双向连接，将井下采集汇总的数据信息传送至井上监控中心，本发明具有速度快，G.hn技术标没有速度限制，理论上支持1 G bps的数据传输速度，可以提供相当于目前无线网络技术吞吐量的近20倍速率，也可以提供有限网络的近3倍速率；低功耗，满足Smart Gid和European CoC要求；实现结构简单，功能完备，在现有井下监控网络条件下，可实现高质量、安全的数据信息传输，有利于井下数据信息的安全传输与监控。

【附图说明】

图1为本发明的系统示意图。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；

结合附图1所述的一种用于井下的监控系统，包括井下监控模块、基于G.hn的无线网络、无线传输模块和井上监控中心，所述井下监控模块与基于G.hn的无线网络双向连接，采集井下环境的数据信息，所述井下监控模块通过复数个传感器采集井下数据信息，所述传感器包括甲烷传感器、风速传感器、一氧化碳传感器、液位传感器、温度传感器、风流压力传感器、风门开闭传感器、烟雾传感器和粉尘浓度传感器；进一步，基于G.hn的无线网络分别与井下监控模块、无线传输模块双向连接，将井下采集的数据信息通过G.hn无线技术汇总至无线传输模块；所述井下监控模块与基于G.hn的无线网络双向连接，采集井下环境的实时温度、湿度、气流和火花的数据信息，所述基于G.hn的无线网络和无线传输模块均是基于G.hn无线传输技术实现的，无线传输模块与井上监控中心双向连接，将井下采集汇总的数据信息传送至井上监控中心，所述井上监控中心包括中心服务器、视频工作站、电子地图和报警管理主机，井上监控中心对下属的站端设备进行集中监控录像和报警管理，所述无线传输模块为nRF24L01芯片，所述井下监控模块包括主煤流运输监测模块、井下排水监测模块、瓦斯抽放监测模块和辅助运输信号监测模块。

本发明中G.hn是关于电源线、电话线和同轴电缆的一套协议规范，起初由英特尔发起，此后ITU负责定制，目前则由HomegridForum推广。G.hn标准于2010年6月获得了ITU的191个成员国的支持，该标准可以把现有的双绞线、同轴电缆以及电源线进行资源整合，实现统一的传输。解决运营商现有网络布线困难，实现基于现有管线资源提供高带宽、多业务的联网技术，其数据传输速率最高可达1Gbit/s。服务供应商能够利用G.hn即插即用的网络运行模式和更强大的G.hn设备连接能力，显著降低安装和运营成本。

本发明为整个矿井监控系统的一部分，整个矿井监控系统分为信息层、控制层和设备层三层体系结构。其中控制层采用工业以太环网，设备层采用现场总线，保证现场子系统的实时性。该系统成功将工业以太环网应用于井下。系统结构组网方式采用传输电缆网＋现场总线方式，具有对瓦斯浓度、风速、风压、一氧化碳浓度、烟雾、温度等环境参数的采集、显示及报警功能；具有对馈电状态、风机开停、风筒状态、风门开关、各种机电设备开停等生产参数的采集、显示及报警功能；具有对瓦斯抽采（放）量的监测、显示功能；可汇接管理人员安全监测系统、电力监测系统、胶带输送机控制保护和集中监控系统、轨道运输通信集闭系统、火灾监测系等。

本发明的特点如下：

1.综合能力强，融安全与生产监控系统、工业电视监视系统及人员监测系统于一体，实现井下传输信道合一、全矿范围内各类监控系统组网管理，大幅度减少信道与设备投资。

2.传输网络简单、可靠采用标准网络传输协议，传输速率高，传输误码率低，防雷、抗电磁干扰能 力强。可选用光纤、电缆等传输介质。

3.分站自主性、适应性强由分站、传感器及执行器组成的工作单元可独立工作。当中心站与分站失去联系时，分站具有记忆原定义功能，如风、电、瓦斯闭锁功能和瓦斯、电闭锁功能等。

4.报警与控制功能完备，可实现中心站程控、手动控制及异地控制，分站就地断电及分站区域断电功能。就地断电时间＜2 s。具有声光、语言报警、报警联动及对井下局部或全矿井进行语音播报等功能。还具有远程维护功能。

5.新颖的结构设计：基于G.hn的矿井监控系统各部件结构设计打破常规方式，监控分站采用本安＋隔爆腔的新颖结构，在井下可以带电开盖接线或更换插板，在不方便停电的场所应用极为适合。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (8)

1.一种用于井下的监控系统，包括井下监控模块、基于G.hn的无线网络、无线传输模块和井上监控中心，其特征是：所述井下监控模块与基于G.hn的无线网络双向连接，采集井下环境的数据信息，基于G.hn的无线网络分别与井下监控模块、无线传输模块双向连接，将井下采集的数据信息通过G.hn无线技术汇总至无线传输模块；无线传输模块与井上监控中心双向连接，将井下采集汇总的数据信息传送至井上监控中心。

2.根据权利要求1所述的用于井下的监控系统，其特征是：所述井下监控模块通过复数个传感器采集井下数据信息。

3.根据权利要求1所述的用于井下的监控系统，其特征是：所述井下监控模块与基于G.hn的无线网络双向连接，采集井下环境的实时温度、湿度、气流和火花的数据信息。

4.根据权利要求1所述的用于井下的监控系统，其特征是：所述基于G.hn的无线网络和无线传输模块均是基于G.hn无线传输技术实现的。

5.根据权利要求1所述的用于井下的监控系统，其特征是：所述井上监控中心包括中心服务器、视频工作站、电子地图和报警管理主机，井上监控中心对下属的站端设备进行集中监控录像和报警管理。

6.根据权利要求1所述的用于井下的监控系统，其特征是：所述传感器包括甲烷传感器、风速传感器、一氧化碳传感器、液位传感器、温度传感器、风流压力传感器、风门开闭传感器、烟雾传感器和粉尘浓度传感器。

7.根据权利要求1所述的用于井下的监控系统，其特征是：所述无线传输模块为nRF24L01芯片。

8.根据权利要求1所述的用于井下的监控系统，其特征是：所述井下监控模块包括主煤流运输监测模块、井下排水监测模块、瓦斯抽放监测模块和辅助运输信号监测模块。