CN203146030U - 基于can总线的瓦斯监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供基于CAN总线的瓦斯监控系统，包括设置于井下各个分站用于实时采集环境参数并形成环境参数信号的检测模块，所述检测模块检测的环境参数信号经A/D转换器转换后传输给数据处理模块；设于各个分站的数据处理模块之间通过CAN总线进行连接，CAN总线上的数据通过CAN总控制器与中心处理器进行通讯。本实用新型完善了现有瓦斯监测系统的功能，能够实现瓦斯监测系统的数字化和智能化，提高系统的信号传输性能，使监测系统具有良好的实时性、通用性和可靠性；利用网络技术实现远程监测和信息远传及共享。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿井下的安全监测系统，具体涉及一种基于CAN总线的瓦斯监控系统。
背景技术
在煤矿井下作业，由于受地质条件、环境及有毒有害气体的影响，各种矿难事故频频发生，对生命与财产造成了严重的破坏性。特别是瓦斯，瓦斯是贮存在煤层中的烃类气体，主要成份为甲烷，是易燃易爆的气体，对煤矿安全生产有着重大的威胁。为了保障工作人员的生命安全，需要对煤矿瓦斯的浓度进行实时监控。监控时需要在煤矿井下的长巷道内分点布设用于检测瓦斯浓度的传感器，各传感器之间通过电缆连接将数据传输到井上计算机上进行分析、处理或报警等。
目前，国内外的矿井网络主要以DCS系统为主，该系统以主从方式进行传输，通信速率低，不能满足煤矿监控系统对信号实时传输的要求。由于煤矿井下环境复杂，地势起伏、转弯等变化较大，造成井下布线困难，即使布线成功其成本是巨大的，还很难在煤矿普及。另外也会随着煤矿开采的进行，煤井是不断延伸发展的，先前布好的网线延伸不到新开采的区域，在新开采的地区就是一个安全盲区。而且这种有线的监测设备不能及时的对井下作业人员进行危险情况下的提醒，更不能及时地将监控中心的管理信息反馈给井下工作人员。
CAN是控制器局域网的简称，其通信速率最高可达1Mbps/40m，直接传输距离最远可达10km/5kbps。CAN总线为多主方式工作，网络上任一节点均可在任意时刻主动向网络上其它节点发送信息，而不分主从；另外，CAN总线上的节点分成不同的优先级，可满足不同的实时要求，优先级高的数据最多可在134us内得到传输；CAN总线采用非破坏总线仲裁技术，大大节省了冲突仲裁时间，尤其在网络负载很重的情况下，也不会出现网络瘫痪现象(以太网则可能)；CAN总线的节点只需通过对报文的标识符进行滤波处理，便可实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送接受数据；CAN总线报文采用短帧结构，传输时间短、受干扰概率低，保证数据出错率极低。
实用新型内容
本实用新型就是为了解决以上问题，提供一种基于CAN总线的瓦斯监控系统，达到成本低、性能高，监测数据准确的目的。
为了达到上述目的，本实用新型提供基于CAN总线的瓦斯监控系统，包括设置于井下各个分站用于实时采集环境参数并形成环境参数信号的检测模块，所述检测模块检测的环境参数信号经A/D转换器转换后传输给数据处理模块；设于各个分站的数据处理模块之间通过CAN总线进行连接，CAN总线上的数据通过CAN总控制器与中心处理器进行通讯。
所述检测模块为温度传感器、湿度传感器、甲烷传感器、风门开关传感器与风速传感器。
所述CAN总控制器包括电平转换器，电平转换器通过控制单元与调制解调电路进行电连接。中心处理器的电平经电平转换电路后才能与控制单元电平适配，再通过调制解调电路实现信号的接收与发送。
为了调节瓦斯浓度，所述数据处理模块的输出端分别与控制风速的风门与电机的输入端电连接。当检测到某处的瓦斯浓度偏高，则将风门开大，并增大电机的转速，加大通风来减少瓦斯的浓度。如检测到某处的瓦斯浓度偏低，则可驱动降低电机的转速，达到节省能耗的目的。
CAN总线控制器的功能是实现中心处理器与现场总线的双向数据交换。中心处理器要发送的数据通过总线控制器编码及调制后再把数据发送到总线。总线上的数据经总线控制器解调编码后再通过接口传送到中心处理器。
所以，本实用新型的有益效果有：
1、本实用新型完善了现有瓦斯监测系统的功能，能够实现瓦斯监测系统的数字化和智能化，实现对每个分站根据实际情况进行单独控制，减少投入并提高检测的精度。
2、本系统将采用基于CAN总线智能节点的数据采集系统，将大量传感器采集的井下数据信息传输到井下各分站中，并将所有分站的数据信息通过CAN总线汇总，再通过CAN总线控制器进行数据融合、中心处理器处理分析得到该参数的准确测量。
3、本系统可以实时采集相关区域的各种状态信息，通过多通道数据采集后送入数据处理模块进行处理，然后将采集到的各种监测数据以及工作状态参数信息整理后发送给地面中心处理器，同时接收地面中心处理器的控制信息，执行中心站的各种控制指令，控制所有关联的设备、设施，实现超限报警、断电控制等功能。
4、利用CAN总线，提高系统的信号传输性能，使监测系统具有良好的实时性、通用性和可靠性；利用网络技术实现远程监测和信息远传及共享。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型的原理框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供基于CAN总线的瓦斯监控系统，包括设置于井下分站1A、分站1B、分站1C用于实时采集环境参数并形成环境参数信号的检测模块。其中设于分站1A处的温度传感器11、湿度传感器12、甲烷传感器13、风门开关传感器14与风速传感器15将检测的环境参数信号经A/D转换器16转换后传输给数据处理模块17；所述数据处理模块17的输出端分别与控制风速的风门18与电机19的输入端电连接。然后再将分站1A与分站1B、分站1C分站中的数据处理模块之间通过CAN总线进行连接，CAN总线上的数据通过CAN总控制器2与中心处理器3进行通讯；所述CAN总控制器3包括电平转换器，电平转换器通过控制单元与调制解调电路进行电连接，中心处理器的电平经电平转换电路后才能与控制单元电平适配，再通过调制解调电路实现信号的接收与发送。
本实用新型中CAN总线控制器的功能是实现中心处理器与现场总线的双向数据交换，即中心处理器要发送的数据通过总线控制器编码及调制后再把数据发送到总线，总线上的数据经总线控制器解调编码后再通过接口传送到中心处理器。当检测到某处的瓦斯浓度偏高，则将风门开大，并增大电机的转速，加大通风来减少瓦斯的浓度。如检测到某处的瓦斯浓度偏低，则可驱动降低电机的转速，达到节省能耗的目的。
上述实施例并非仅限于本实用新型的保护范围，所有基于本实用新型的基本思想而进行修改或变动的都属于本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.基于CAN总线的瓦斯监控系统，包括设置于井下各个分站用于实时采集环境参数并形成环境参数信号的检测模块，其特征在于：所述检测模块检测的环境参数信号经A/D转换器转换后传输给数据处理模块；设于各个分站的数据处理模块之间通过CAN总线进行连接，CAN总线上的数据通过CAN总控制器与中心处理器进行通讯。
2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的瓦斯监控系统，其特征在于：所述检测模块为温度传感器、湿度传感器、甲烷传感器、风门开关传感器与风速传感器。
3.根据权利要求1所述的基于CAN总线的瓦斯监控系统，其特征在于：所述CAN总控制器包括电平转换器，电平转换器通过控制单元与调制解调电路进行电连接。
4.根据权利要求1所述的基于CAN总线的瓦斯监控系统，其特征在于：所述数据处理模块的输出端分别与控制风速的风门与电机的输入端电连接。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 201320180433 CN203146030U (zh) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | 基于can总线的瓦斯监控系统 |
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| CN 201320180433 CN203146030U (zh) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | 基于can总线的瓦斯监控系统 |
Publications (1)
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| CN203146030U true CN203146030U (zh) | 2013-08-21 |
Family
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| CN (1) | CN203146030U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103541768A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-29 | 安徽华印机电股份有限公司 | 一种基于无线网络的矿井安全监测系统 |
| CN106950895A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-07-14 | 贵州大学 | 一种基于物联网的锰矿开采过程监测系统及监测方法 |
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2013
- 2013-04-02 CN CN 201320180433 patent/CN203146030U/zh not_active Expired - Fee Related
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