CN106375388A - 基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置及方法，属于瓦斯监控技术领域，该装置包括设置于井下的多个移动式瓦斯传感器、设置于井下的矿井瓦斯监控分站和设置于地面的监控中心；所述的矿井瓦斯监控分站，包括：无线传输电路、瓦斯传感器检测电路、信号调理电路、单片机控制电路、数码管显示电路和声光报警电路，该装置不需要换气，且计量精确可以导出数据；固定安放在一些固定场所，数据的传输还分为有线传送和无线传输两种，测量数据方便。

Description

基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置及方法
技术领域
本发明属于瓦斯监控技术领域，具体涉及一种基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置及方法。
背景技术
在煤炭开采过程中，矿井瓦斯浓度的测量对煤矿安全生产非常重要；对煤矿井瓦斯浓度进行精确测量和实时监测控制是防止煤矿瓦斯爆炸、确保人身安全的重要措施。
目前瓦斯检测的仪器种类繁多琳琅满目，品种繁杂，可选择的余地特别大但具体的都是基于燃烧式和光干涉这两个原理来制作的，干涉式的原理制作的仪器原理简单，便于生产成本低廉，体积小，轻便，便于携带，读数准确且反应迅速因此被市场广泛采用；但因为容易飘零需要随时换新鲜空气，所以不适合用于固定监测。而无焰燃烧式的虽然成本较高也比较笨重，不变携带但是因为不需要换气，且计量精确可以导出数据。所以被常固定安放在一些固定场所，本次设计所采用的便是这种原料而设计的，而数据的传输还分为有线传送和无线传输两种。用光缆、电力线缆等，其伸缩性和可扩展能力较差，即系统安装后不能随着掘进面的推进而自动延伸到开采面部位，当掘进面与瓦斯监测设备的距离超出监测范围时，将无法对开采面这一关键监测点进行实时而有效的瓦斯监测。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置及方法，为煤矿的安全生产提供一定的保障，而且对煤矿生产过程的动态监测与管理有许多积极的作用。
一种基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置，包括设置于井下的多个移动式瓦斯传感器、设置于井下的矿井瓦斯监控分站和设置于地面的监控中心；
所述的矿井瓦斯监控分站，包括：无线传输电路、瓦斯传感器检测电路、信号调理电路、单片机控制电路、数码管显示电路和声光报警电路，其中，
移动式瓦斯传感器的输出端通过无线通讯的方式连接无线传输电路的输入端，无线传输电路的输出端连接瓦斯传感器检测电路的输入端，瓦斯传感器检测电路的输出端连接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端连接单片机控制电路的输入端，单片机控制电路分别与数码管显示电路和声光报警电路相连接。
所述的移动式瓦斯传感器，包括两种供电模式，具体为：当设置于煤矿电力设备上时，由煤矿电力设备电源转换后的直流电源供电；当由矿井工作人员便携时，由矿灯电源供电。
采用基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置进行的监测方法，包括以下步骤：
步骤1、根据实际需求在井下布置多个移动式瓦斯传感器；
步骤2、采用移动式瓦斯传感器采集井下瓦斯信号，并通过无线通讯的方式发送至矿井瓦斯监控分站的瓦斯传感器检测电路中；
步骤3、瓦斯传感器检测电路将瓦斯信号进行A/D转换发送至信号调理电路中；
步骤4、信号调理电路将瓦斯信号进行滤波放大处理发送至单片机控制电路中，并通过数码管显示数值；
步骤5、单片机控制电路将采集的瓦斯信号与设定的安全阈值进行比较，若超出设定安全阈值，则发送报警信号至声光报警电路和监控中心，进行报警；
步骤6、监控中心实时接收并显示井下瓦斯信号，当接收到报警信号后，切断井下电源。
本发明优点：
本发明提出一种基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置及方法，该装置不需要换气，且计量精确可以导出数据；固定安放在一些固定场所，数据的传输还分为有线传送和无线传输两种，测量数据方便。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置结构框图；
图2为本发明一种实施方式的装置供电结构示意图；
图3为本发明一种实施方式的基于大数据的瓦斯监测方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。
本发明实施例中，如图1所示，基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置，包括设置于井下的多个移动式瓦斯传感器、设置于井下的矿井瓦斯监控分站和设置于地面的监控中心；所述的矿井瓦斯监控分站，包括：无线传输电路、瓦斯传感器检测电路、信号调理电路、单片机控制电路、数码管显示电路和声光报警电路；
本发明实施例中，瓦斯传感器采用ZR14-GJW4/100瓦斯传感器，单片机采用MCS-51单片机；
本发明实施例中，如图1所示，移动式瓦斯传感器的输出端通过无线通讯的方式连接无线传输电路的输入端，无线传输电路的输出端连接瓦斯传感器检测电路的输入端，瓦斯传感器检测电路的输出端连接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端连接单片机控制电路的输入端，单片机控制电路分别与数码管显示电路和声光报警电路相连接。
本发明实施例中，矿井瓦斯监控分站的核心是嵌入式电路，该嵌入式电路外接2.4GHz的传输模块，实现无线信号的搜集与处理；当瓦斯超限时能够发出控制信号，该控制信号制声光报警器发出报警信号，也可以控制工作面的供电系统，实施断电；该电路还能实现电力负荷的监测功能；
本发明实施例中，监控中心遍布整个矿井的网络监控站，地面中的主要任务是实时显示各个监控点的瓦斯信息，供矿井调度实施生产指挥与调度；
本发明实施例中，移动式瓦斯传感器，包括两种供电模式，具体为：如图2所示，当设置于煤矿电力设备上时，由煤矿电力设备电源转换后的直流电源供电；当由矿井工作人员便携时，由矿灯电源供电。传感器将瓦斯信息从采掘点传输到矿井回风巷的端头；
本发明实施例中，采用基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置进行的监测方法，方法流程图如图3所示，包括以下步骤：
步骤1、根据实际需求在井下布置多个移动式瓦斯传感器；
步骤2、采用移动式瓦斯传感器采集井下瓦斯信号，并通过无线通讯的方式发送至矿井瓦斯监控分站的瓦斯传感器检测电路中；
步骤3、瓦斯传感器检测电路将瓦斯信号进行A/D转换发送至信号调理电路中；
步骤4、信号调理电路将瓦斯信号进行滤波放大处理发送至单片机控制电路中，并通过数码管显示数值；
步骤5、单片机控制电路将采集的瓦斯信号与设定的安全阈值进行比较，若超出设定安全阈值，则发送报警信号至声光报警电路和监控中心，进行报警；
步骤6、监控中心实时接收并显示井下瓦斯信号，当接收到报警信号后，切断井下电源。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置，其特征在于，包括设置于井下的多个移动式瓦斯传感器、设置于井下的矿井瓦斯监控分站和设置于地面的监控中心；
所述的矿井瓦斯监控分站，包括：无线传输电路、瓦斯传感器检测电路、信号调理电路、单片机控制电路、数码管显示电路和声光报警电路，其中，
移动式瓦斯传感器的输出端通过无线通讯的方式连接无线传输电路的输入端，无线传输电路的输出端连接瓦斯传感器检测电路的输入端，瓦斯传感器检测电路的输出端连接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端连接单片机控制电路的输入端，单片机控制电路分别与数码管显示电路和声光报警电路相连接。
2.根据权利要求1所述的基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置，其特征在于，所述的移动式瓦斯传感器，包括两种供电模式，具体为：当设置于煤矿电力设备上时，由煤矿电力设备电源转换后的直流电源供电；当由矿井工作人员便携时，由矿灯电源供电。
3.采用权利要求1所述的基于大数据的瓦斯监测数据无线传输和报警装置进行的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、根据实际需求在井下布置多个移动式瓦斯传感器；
步骤2、采用移动式瓦斯传感器采集井下瓦斯信号，并通过无线通讯的方式发送至矿井瓦斯监控分站的瓦斯传感器检测电路中；
步骤3、瓦斯传感器检测电路将瓦斯信号进行A/D转换发送至信号调理电路中；
步骤4、信号调理电路将瓦斯信号进行滤波放大处理发送至单片机控制电路中，并通过数码管显示数值；
步骤5、单片机控制电路将采集的瓦斯信号与设定的安全阈值进行比较，若超出设定安全阈值，则发送报警信号至声光报警电路和监控中心，进行报警；
步骤6、监控中心实时接收并显示井下瓦斯信号，当接收到报警信号后，切断井下电源。
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