CN105909312B - 基于多种无线通信的煤矿主副井井口人煤料检测统计系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多种无线通信的煤矿主副井井口人煤料检测统计系统，其特征是由监控中心、主井分站、箕斗终端、副井分站、人员终端和矿车终端组成。其通过无线数传技术、无线Wi‑Fi技术和无线ZigBee技术将煤矿主井副井井口的箕斗运煤情况、出入井人员健康状况、入井必备设备携带情况、矿车物料运输情况等进行了准确快速的检测统计，加强了煤矿井下的管理，提高了煤矿生产自动化智能化程度，促进了煤矿的安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于无线数传通信、无线Wi-Fi通信和无线ZigBee通信的用于煤矿主井、副井井口对箕斗运煤情况、出入井人员身体状况、人员必备设备携带情况和矿车运输物料情况的检测统计系统。
背景技术
煤炭作为我国能源消耗的主要产品，目前仍然是我国能源的主要提供产品，其带动国民经济产值方面仍然占据着主导地位。但由于煤矿企业的生产环境恶劣、复杂，很难实现对出入井的人员、物料、煤的产量准确、快速、便捷的监控。
煤矿的主井负责出煤，副井负责出入人员、物料，由于煤矿开采量大，需要进行第一线开采工作的人员较多，出入井次数较频繁，物料消耗较大等因素，因此煤矿主井副井井口的监控管理一直是煤炭企业管理的一个重点和难点。
现有煤矿井口监控主要分为两种：一种是大多数煤矿正在使用的方法，即完全通过人工的手写笔录对物料、人员出入井情况进行记录；另一种是一小部分煤矿正在使用的，即通过人员佩戴射频识别标签RFID，对出入井的人员进行识别记录，通过轨道传感器对运输煤和物料的矿车进行计数监控。完全通过人工的手写笔录，不仅成本高，管理效果差，而且极易出错。而使用射频标签的方法，由于射频标签仅仅只能对人员身份进行识别，无法及时判断人员是否携带必备设备，如自救器、矿灯等，无法检测入井人员的身体状况，如是否饮酒等，无法及时发现入井人员的安全隐患，管理效果差，安全性较低。现有轨道传感器监控矿车只能统计矿车运输物料的次数，而无法进一步统计矿车运输物料的种类、型号、数量等信息，统计信息较少，功能单一。现有井口监控系统都采用有线连接的传输方式，连接线数量多、成本高，系统接线设置复杂繁琐，后期维护困难大，并且主、副井井口监控独立，无法实现集中、统一、实时的监控，自动化智能化程度低。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是为了提供一种基于多种无线通信的煤矿主副井井口人煤料检测统计系统，加强煤矿井下的管理，提高煤矿自动化智能化程度，增加煤矿生产的安全性，降低成本。
本发明能够通过多种无线通信技术实现对主井箕斗运煤情况，副井出入井人员身体健康状况和必备设备携带情况，副井矿车运输物料种类、型号、数量的集中检测统计功能；提高煤矿生产的自动化智能化，极大地保障了入井人员的安全性。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
基于多种无线通信的煤矿主副井井口人煤料检测统计系统，其特征是由监控中心、主井分站、箕斗终端、副井分站、人员终端和矿车终端组成；所述监控中心是由工控机、显示器、键盘、网卡、ARM处理器、数传电台组成；所述主井分站由电源、ARM处理器、按键、显示屏、数传电台和Wi-Fi模块组成；所述箕斗终端由电源、ARM处理器、Wi-Fi模块和称重传感器组成；所述副井分站由副井控制端、副井前端和副井后端组成；所述副井控制端由电源、ARM处理器、按键、显示屏、数传电台和ZigBee模块组成；所述副井前端和副井后端都是由电源、ARM处理器、ZigBee模块和Wi-Fi模块组成；所述人员终端由人员模块、自救器模块和矿灯模块组成；所述人员模块由电源、ARM处理器、Wi-Fi模块、身体状况检测模块和ZigBee模块组成；所述自救器模块由电源、CC2530控制器和自救器状态检测模块组成；所述矿灯模块由电源、CC2530控制器和矿灯状态检测模块组成；所述矿车终端由电源、ARM处理器、Wi-Fi模块、称重传感器和物料信息设置模块组成；所述监控中心和主井分站、副井分站通过无线数传信号连接通信；所述主井分站与箕斗终端通过Wi-Fi连接通信；所述副井分站与人员终端、矿车终端通过Wi-Fi连接通信；所述副井控制端与副井前端、副井后端通过ZigBee连接通信；所述人员模块与自救器模块、矿灯模块通过ZigBee连接通信。
本发明有益效果体现在：
本发明用于煤矿主井、副井井口对人物料相关信息的集中检测统计。实现了煤矿主井出煤量的自动统计工作；实现了自动统计副井出入井人员数量，能自动检测人员是否携带必备设备，检测入井人员随身携带的自救器使用情况、可能的故障等信息，检测入井人员随身携带的矿灯使用情况、剩余电量等信息，能自动检测出入井人员的身体状况，是否饮酒等信息，对入井人员提供了极大地安全保护，体现了以人为本的精神，同时减少了煤矿生产的安全隐患，提高了生产的效率和安全性。实现了智能统计副井矿车运输的次数，矿车运输物料种类、型号、数量和运输物料的重量。统计检测信息综合多样、功能强大，加强了煤矿井下的管理，极大地提高了煤矿生产统计的自动化智能化水平，减少了人力成本，提高了可靠性。本发明采用了无线数传技术、无线Wi-Fi技术和无线ZigBee技术进行通信，极大降低了系统成本，提高了系统的易用性，避免了发杂繁重的接线工作，减小了系统的复杂程度，最大限度的避免了系统发生故障的可能性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，是所述基于多种无线通信的煤矿主副井井口人煤料检测统计系统的结构示意图，其特征是由监控中心、主井分站、箕斗终端、副井分站、人员终端和矿车终端组成；所述监控中心是由工控机、显示器、键盘、网卡、ARM处理器、数传电台组成；所述主井分站由电源、ARM处理器、按键、显示屏、数传电台和Wi-Fi模块组成；所述箕斗终端由电源、ARM处理器、Wi-Fi模块和称重传感器组成；所述副井分站由副井控制端、副井前端和副井后端组成；所述副井控制端由电源、ARM处理器、按键、显示屏、数传电台和ZigBee模块组成；所述副井前端和副井后端都是由电源、ARM处理器、ZigBee模块和Wi-Fi模块组成；所述人员终端由人员模块、自救器模块和矿灯模块组成；所述人员模块由电源、ARM处理器、Wi-Fi模块、身体状况检测模块和ZigBee模块组成；所述自救器模块由电源、CC2530控制器和自救器状态检测模块组成；所述矿灯模块由电源、CC2530控制器和矿灯状态检测模块组成；所述矿车终端由电源、ARM处理器、Wi-Fi模块、称重传感器和物料信息设置模块组成；所述监控中心和主井分站、副井分站通过无线数传信号连接通信；所述主井分站与箕斗终端通过Wi-Fi连接通信；所述副井分站与人员终端、矿车终端通过Wi-Fi连接通信；所述副井控制端与副井前端、副井后端通过ZigBee连接通信；所述人员模块与自救器模块、矿灯模块通过ZigBee连接通信。
本发明的安装方式为：监控中心放置在需要进行集中监控的地方；主井分站安装在主井井口位置，箕斗终端嵌入在煤矿主井运煤箕斗之中；副井分站安装在副井井口，其中副井前端放置在副井井口的外侧，副井后端放置在副井内侧，副井控制端放置在副井前端和副井后端之间；人员终端中人员模块需由人随身携带，自救器模块嵌入安装于自救器当中，矿灯模块嵌入安装于矿灯之中；矿车终端嵌入安装于副井的每辆矿车之中。
本发明的运行方式为：首先为每个主井分站、箕斗终端、副井分站、人员模块、自救器模块、矿灯模块和矿车模块设置唯一的ID，通过每个唯一的ID可以很容易的对各种井口、矿车、人员、设备等进行识别区分。煤矿主井主要负责输出开采出来的煤，从井下将煤运到井上主要使用的是箕斗，当矿井正常生产开采煤时，每次箕斗在井下装填好煤以后，箕斗终端称重传感器检测得到箕斗装载煤的重量并传送到ARM处理器中，当箕斗运输到地面主井口时，箕斗终端的ARM处理器控制Wi-Fi模块与主井分站通信，主井分站记录下箕斗的ID、运输时间和运煤的重量。煤矿副井主要负责人员和物料的出入井，当人员需要入井时必须携带自救器和矿灯，自救器模块通过自救器状态检测模块检测自救器状态信息，并将检测到的数据发送到CC2530控制器，CC2530控制器通过内部自带的ZigBee模块将自救器状态信息发送到人员模块中，如自救器的型号、使用情况、剩余容量，是否有故障等。矿灯模块也将矿灯状态检测模块检测到的矿灯信息通过CC2530控制器发送到人员模块中，如矿灯的型号、使用次数、剩余电量、故障情况等信息。人员模块将身体状况检测模块检测到的人员状态信息，如是否饮酒，是否存在疾病等信息，汇集人员的ID、自救器信息和矿灯信息，在人员进入到副井井口时，通过Wi-Fi发送到副井分站中。如需要对井下运输或从井下运出一些物料时，将运输的物料放置在矿车内，使用矿车终端的物料信息设置模块对矿车型号、大小，物料的型号、种类、数量等信息进行设置，通过矿车终端的称重传感器可以检测出物料的重量，当矿车通过副井井口时，矿车终端通过Wi-Fi将矿车的ID和设置好的物料信息发送到副井分站中。副井分站中副井前端和副井后端分别设置在副井井口的外侧和内侧，人员或矿车经过时会将检测到的相关信息通过Wi-Fi发送到其中，副井前端或副井后端再将接收到的相关信息通过ZigBee发送到副井控制端中，副井控制端可以根据副井前端和副井后端检测到人员模块或矿车模块的先后顺序，判断出该人员或矿车是入井还是出井。主井分站和副井分站分别将自己接收到的相关信息通过数传电台发送到监控中心，监控中心就可以实现对煤矿主井煤的产量运输情况，副井出入井人员情况和矿车运输物料情况进行统计显示，并可以通过网卡连接到互联网上，可以使相关人员通过任意一个连接到互联网上的终端查看煤矿主副井井口的运转情况。主井分站、副井分站的按键和显示屏可以实现某些功能参数的现场设定和监测信息的现场显示提高系统使用的可靠性，为系统的使用带来极大便利。
Claims (1)
1.基于多种无线通信的煤矿主副井井口人煤料检测统计系统，其特征是由监控中心、主井分站、箕斗终端、副井分站、人员终端和矿车终端组成；所述监控中心是由工控机、显示器、键盘、网卡、ARM处理器、数传电台组成；所述主井分站由电源、ARM处理器、按键、显示屏、数传电台和Wi-Fi模块组成；所述箕斗终端由电源、ARM处理器、Wi-Fi模块和称重传感器组成；所述副井分站由副井控制端、副井前端和副井后端组成；所述副井控制端由电源、ARM处理器、按键、显示屏、数传电台和ZigBee模块组成；所述副井前端和副井后端都是由电源、ARM处理器、ZigBee模块和Wi-Fi模块组成；所述人员终端由人员模块、自救器模块和矿灯模块组成；所述人员模块由电源、ARM处理器、Wi-Fi模块、身体状况检测模块和ZigBee模块组成；所述自救器模块由电源、CC2530控制器和自救器状态检测模块组成；所述矿灯模块由电源、CC2530控制器和矿灯状态检测模块组成；所述矿车终端由电源、ARM处理器、Wi-Fi模块、称重传感器和物料信息设置模块组成；所述监控中心和主井分站、副井分站通过无线数传信号连接通信；所述主井分站与箕斗终端通过Wi-Fi连接通信；所述副井分站与人员终端、矿车终端通过Wi-Fi连接通信；所述副井控制端与副井前端、副井后端通过ZigBee连接通信；所述人员模块与自救器模块、矿灯模块通过ZigBee连接通信。
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