CN105867246A - 一种矿井无线数据采集监控系统 - Google Patents

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毕业武
蒲文龙
张国华
徐锋
范秀利
朱丽华
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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0428—Safety, monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
    • G05B2219/24024—Safety, surveillance

Abstract

本发明公开了一种矿井无线数据采集监控系统，包括数据采集设备、安全监控设备、现场探测终端和后台服务器，数据采集设备与现场探测终端之间通过无线局域网进行通讯连接，数据采集设备与现场探测终端之间还设置有信号放大器，数据采集设备经信号放大器连接至现场探测终端，安全监控设备通过信号线与现场探测终端进行通讯连接；所述数据采集设备由无线示功仪、回压变送器、油温变送器、流量变送器、电流传感器、电压变送器、悬升钢缆断脱传感器和曲柄销脱扣传感器组成，安全监控设备包括红外探测器和红外摄像头。该矿井无线数据采集监控系统能够对矿井实现远程、智能化、数字化管理，降低工作人员的劳动强度，确保矿井的安全生产。

Description

一种矿井无线数据采集监控系统
技术领域
本发明涉及矿井远程监控技术领域，具体是一种矿井无线数据采集监控系统。
背景技术
能源工业对于国家国民经济的持续高速发展和国防建设来说都是至关重要的基础行业。而煤矿在能源生产中又是重中之重。
在矿井生产管理方面，各大矿井多采用粗放式管理模式，主要体现在管理方式多为由人工每日值守，定时检查设备运行情况，记录相关数据。这种方式增加了用工人数，加大了护井工劳动强度。当现场出现异常情况时，生产管理调度部门也不能及时了解现场问题并制定解决方案，造成了事故扩大和严重的经济损失。
另外，我国国内众多已开发矿井受资源储量限制产能逐渐萎缩，而新勘测和开发的矿井大多处于沙漠或近海海域等位置偏远、环境极端恶劣、不适合生产人员生存和长期现场监控的地区。但矿井勘探和开发过程中生产人员又必须不断地进行各种监测，并依据这些监测结果评价矿井产能，优化矿井产能的评价方法，确定合理的开发方案以延长矿井生产寿命、以及安全生产等。恶劣的自然环境和艰苦的工作环境为煤矿生产人员带来了极大困难。
因此，有必要开发一种矿井远程监控系统，以降低工作人员的劳动强度，提高矿井开发的测试实时性，确保矿井的安全生产和合理开发。
发明内容
本发明的目的在于提供一种矿井无线数据采集监控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种矿井无线数据采集监控系统，包括数据采集设备、安全监控设备、现场探测终端和后台服务器，所述数据采集设备与现场探测终端之间通过无线局域网进行通讯连接，所述数据采集设备与现场探测终端之间还设置有信号放大器，数据采集设备经信号放大器连接至现场探测终端，所述安全监控设备通过信号线与现场探测终端进行通讯连接；所述数据采集设备由无线示功仪、回压变送器、油温变送器、流量变送器、电流传感器、电压变送器、悬升钢缆断脱传感器和曲柄销脱扣传感器组成；所述安全监控设备包括红外探测器和红外摄像头；所述现场探测终端包括MCU主控模块，以及与MCU主控模块相连的GPRS模块、局域网模块、RTC时钟模块、触摸显示器、视频拍照处理模块、A/D数据采集模块、电池供电检测模块、无线WIFI模块、FLASH模块、EEPROM模块、存储模块和RFID读卡模块，所述现场探测终端通过局域网模块与数据采集设备通讯连接，所述现场探测终端通过GPRS模块与后台服务器通讯连接。
作为本发明进一步的方案：所述RFID读卡模块对相应的RFID卡进行读取操作，并将获取的信息发送给MCU主控模块；所述A/D数据采集模块将接受到的模拟信号转变为数字信号，并发送给MCU主控模块。
作为本发明再进一步的方案：所述MCU主控模块还连接有USB接口、调试下载接口和视频输入接口，红外摄像头通过信号线连接至视频输入接口。
作为本发明再进一步的方案：所述矿井无线数据采集监控系统还包括手持式移动设备，现场探测终端通过无线WIFI模块与手持式移动设备通讯连接。
作为本发明再进一步的方案：所述矿井无线数据采集监控系统还包括报警器，报警器连接至现场探测终端。
作为本发明再进一步的方案：所述报警器为声光报警器。
作为本发明再进一步的方案：所述数据采集设备与现场探测终端之间通过Zigbee局域网进行通讯连接；所述局域网模块为Zigbee模块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该矿井无线数据采集监控系统能够对矿井实现远程、智能化、数字化管理，大大降低工作人员的劳动强度，提高矿井开发的测试实时性，确保矿井的安全生产和合理开发。
2、该矿井无线数据采集监控系统操作简单、运行稳定，可以轻易的进行功能拓展，实用性强。
附图说明
图1为矿井无线数据采集监控系统的结构示意图。
图2为矿井无线数据采集监控系统中现场探测终端的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-2，一种矿井无线数据采集监控系统，包括数据采集设备、安全监控设备、现场探测终端和后台服务器，所述数据采集设备与现场探测终端之间通过无线局域网进行通讯连接，优选的，所述数据采集设备与现场探测终端之间通过Zigbee局域网进行通讯连接，为了保证现场探测终端能够清晰准确的接收到数据采集设备中的多个传感设备的信号，本实施例中，所述数据采集设备与现场探测终端之间还设置有信号放大器，数据采集设备经信号放大器连接至现场探测终端，所述安全监控设备通过信号线与现场探测终端进行通讯连接；
所述数据采集设备由无线示功仪、回压变送器、油温变送器、流量变送器、电流传感器、电压变送器、悬升钢缆断脱传感器和曲柄销脱扣传感器组成，各个组件分别设置在相应位置，对矿井开采过程中的各项数据进行全面检测，以便及时发现异常；
所述安全监控设备包括红外探测器和红外摄像头，红外探测器和红外摄像头相配合用于对关键位置进行监控，当红外探测器检测到有人出现时，红外摄像头将进行拍照，并将照片上传，以记录出现的人员，从而大大降低矿井失窃的几率；
所述现场探测终端包括MCU主控模块，以及与MCU主控模块相连的GPRS模块、局域网模块、RTC时钟模块、触摸显示器、视频拍照处理模块、A/D数据采集模块、电池供电检测模块、无线WIFI模块、FLASH模块、EEPROM模块、存储模块和RFID读卡模块，所述现场探测终端通过局域网模块与数据采集设备通讯连接，所述现场探测终端通过GPRS模块与后台服务器通讯连接，数据采集设备将获取的各种监测数据通过局域网模块发送给现场探测终端，现场探测终端对数据进行处理后通过GPRS网络传送给后台服务器，本实施例中，优选的，所述局域网模块为Zigbee模块；
所述矿井无线数据采集监控系统还包括手持式移动设备，现场探测终端通过无线WIFI模块与手持式移动设备通讯连接，当工作人员拿着手持式移动设备巡检时，当进入现场探测终端的无线WIFI模块的有效范围内时，工作人员在手持式移动设备上输入正确的密码，就能够通过手持式移动设备接收现场探测终端获取的实时数据；
所述MCU主控模块用于对与其通讯连接的各个模块进行管理，所述MCU主控模块还连接有USB接口、调试下载接口和视频输入接口，红外摄像头通过信号线连接至视频输入接口，从而将拍摄到的照片通过视频输入接口传送至MCU主控模块，调试下载接口用于对现场探测终端进行调试、下载及程序升级，所述RFID读卡模块对相应的RFID卡进行读取操作，并将获取的信息发送给MCU主控模块，MCU主控模块根据获取的信息判断该卡的操作权限，若该卡有操作权限，则工作人员可以对现场探测终端的数据进行U盘拷贝以及进行触摸显示器的操作，若此卡没有权限，则操作人员无法进行上述操作；所述A/D数据采集模块将接受到的模拟信号转变为数字信号，并发送给MCU主控模块，以供MCU主控模块进行处理，所述电池供电检测模块用于实时监测供电电池的电量，所述FLASH模块用于存储程序代码，所述EEPROM模块用于存储用户数据，所述存储模块用于对获取的实时监测数据进行存储备份；
所述矿井无线数据采集监控系统还包括报警器，报警器连接至现场探测终端，当后台服务器或者现场探测终端发现异常时，现场探测终端控制报警器进行报警，以通知附近的巡查人员，优选的，所述报警器为声光报警器。
所述矿井无线数据采集监控系统能够对矿井实现远程、智能化、数字化管理，大大降低工作人员的劳动强度，提高矿井开发的测试实时性，确保矿井的安全生产和合理开发。所述矿井无线数据采集监控系统操作简单、运行稳定，可以轻易的进行功能拓展，实用性强。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.一种矿井无线数据采集监控系统，其特征在于，包括数据采集设备、安全监控设备、现场探测终端和后台服务器，所述数据采集设备与现场探测终端之间通过无线局域网进行通讯连接，所述数据采集设备与现场探测终端之间还设置有信号放大器，数据采集设备经信号放大器连接至现场探测终端，所述安全监控设备通过信号线与现场探测终端进行通讯连接；所述数据采集设备由无线示功仪、回压变送器、油温变送器、流量变送器、电流传感器、电压变送器、悬升钢缆断脱传感器和曲柄销脱扣传感器组成；所述安全监控设备包括红外探测器和红外摄像头；所述现场探测终端包括MCU主控模块，以及与MCU主控模块相连的GPRS模块、局域网模块、RTC时钟模块、触摸显示器、视频拍照处理模块、A/D数据采集模块、电池供电检测模块、无线WIFI模块、FLASH模块、EEPROM模块、存储模块和RFID读卡模块，所述现场探测终端通过局域网模块与数据采集设备通讯连接，所述现场探测终端通过GPRS模块与后台服务器通讯连接。
2.根据权利要求1所述的矿井无线数据采集监控系统，其特征在于，所述RFID读卡模块对相应的RFID卡进行读取操作，并将获取的信息发送给MCU主控模块；所述A/D数据采集模块将接受到的模拟信号转变为数字信号，并发送给MCU主控模块。
3.根据权利要求1或2所述的矿井无线数据采集监控系统，其特征在于，所述MCU主控模块还连接有USB接口、调试下载接口和视频输入接口，红外摄像头通过信号线连接至视频输入接口。
4.根据权利要求3所述的矿井无线数据采集监控系统，其特征在于，所述矿井无线数据采集监控系统还包括手持式移动设备，现场探测终端通过无线WIFI模块与手持式移动设备通讯连接。
5.根据权利要求4所述的矿井无线数据采集监控系统，其特征在于，所述矿井无线数据采集监控系统还包括报警器，报警器连接至现场探测终端。
6.根据权利要求5所述的矿井无线数据采集监控系统，其特征在于，所述报警器为声光报警器。
7.根据权利要求1所述的矿井无线数据采集监控系统，其特征在于，所述数据采集设备与现场探测终端之间通过Zigbee局域网进行通讯连接；所述局域网模块为Zigbee模块。
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