CN203822382U - 基于wia无线网络的矿井水文监测系统 - Google Patents
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Abstract
基于WIA无线网络的矿井水文监测系统，包括用于检测水文信息的数据采集设备、用于分析处理检测信息并将结果输出显示的数据管理设备和用于管理并维护网络安全的网络管理设备，数据采集设备、数据管理设备和网络管理设备之间通过数据线路互联，所述的数据采集设备包括多个用于汇集并转发检测信息的监测站和通过无线方式与各监测站连接的WIA无线网关，每个监测站均通过有线方式连接有多个用于检测不同水文信息的传感器，所述数据管理设备和网络管理设备通过数据线路与WIA无线网关连接。本实用新型布线简单，传感器可根据需要在不同的位置进行设置，而且可进行移动，监测效果连续准确，不易出现盲区。
Description
技术领域
本实用新型涉及地下矿井安全生产监测技术领域，特别是涉及地下矿井水文监测系统。
背景技术
随着我国经济的发展，煤炭开采量不断地增加、开采层位也越来越深，煤矿井下水文地质条件复杂，煤矿井下重大突水事故时有发生，地下水已成为威胁煤炭安全生产的重要因素。近年来矿井突水一直是影响煤炭安全生产的主要灾害之一。为加强矿井水害预测预报，提高矿井防治水害的技术能力，对煤炭地下水位的实时监测和提前预警显得尤为重要。
传统的矿井安全监测系统存在布线复杂，监测点相对固定而易出现监测盲区、通信线路维护成本高等问题。造成井下的监控系统不能很好的发挥作用，井下生产情况不能及时有效的传递给地面监控中心。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于WIA无线网络的矿井水文监测系统，本监测系统实时性强、运行可靠、管理方便、自动化高，能够实时监测矿井的水文情况并报警。
本实用新型为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：基于WIA无线网络的矿井水文监测系统，包括用于检测水文信息的数据采集设备、用于分析处理检测信息并将结果输出显示的数据管理设备和用于管理并维护网络安全的网络管理设备，数据采集设备、数据管理设备和网络管理设备之间通过数据线路互联，所述的数据采集设备包括多个用于汇集并转发检测信息的监测站和通过无线方式与各监测站连接的WIA无线网关，每个监测站均通过有线方式连接有多个用于检测不同水文信息的传感器，所述数据管理设备和网络管理设备通过数据线路与WIA无线网关连接。
进一步地，所述的监测站包括处理器和无线通信模块，所述处理器与传感器连接，并通过无线通信模块与WIA无线网关无线连接。
进一步地，所述数据管理设备包括工控机和打印机，工控机与打印机相连接，工控机通过线缆与网络管理设备和WIA无线网关进行通讯。
进一步地，还设有一个与WIA无线网关相连接的冗余网关。
进一步地，所述的网络管理设备包括存储有各监测站秘钥的安全管理器和存储有网络配置信息的网络管理器。
本实用新型的有益效果是：
1、WIA网络使用多信道进行通信，采用根据信道自适应跳频机制，有效抑制突发性干扰，消除频率选择性衰减，满足了矿井下恶劣环境的通信高可靠性要求；
2、WIA网络存在网关冗余，实现网关的热备份，一旦主网关出现问题，冗余网关马上接管网络，保证系统正常运行；利用神经网络可根据历史数据预测水位的变化趋势，生成预警等值线图，并有数据的超限报警功能，为矿井的水文动态分析提供有效的分。
3、本实用新型布线简单，传感器可根据需要在不同的位置进行设置，而且可进行移动，监测效果连续准确，不易出现盲区。
附图说明
图1为是本实用新型结构原理示意图。
图中，1、数据管理设备，2、网络管理设备，3、数据采集设备。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步具体详细的说明。
如图所示，基于WIA无线网络的矿井水文监测系统， 包括用于检测水文信息的数据采集设备3、用于分析处理检测信息并将结果输出显示的数据管理设备1和用于管理并维护网络安全的网络管理设备2，数据采集设备3、数据管理设备1和网络管理设备2之间通过数据线路互联，所述的数据采集设备3包括多个用于汇集并转发检测信息的监测站和通过无线方式与各监测站连接的WIA无线网关，每个监测站均通过有线方式连接有多个用于检测不同水文信息的传感器，所述数据管理设备1和网络管理设备2通过数据线路与WIA无线网关连接。
本具体实施方式中，传感器包括水位传感器、水压传感器和管道流量传感器。分布在一定区域内的具有一定数量的这三类传感器与该区域所对应的的监测站相连接；所述的监测站包括处理器和无线通信模块，处理器与所述的三类传感器连接，并通过无线通信模块与WIA无线网关无线连接。处理器可以是低功耗的单片机，处理器接收传感器传来的监测信息并处理后，通过无线通信模块发送给WIA无线网关。
本具体实施方式所述的监测站为三个，分别为监测站Ⅰ、监测站Ⅱ和监测站Ⅲ，其分别与所属区域内的水位传感器、水压传感器和管道流量传感器相连接，并将所连接的传感器所传来的信息处理后发送给WIA无线网关，WIA无线网关负责WIA网络与工厂内的其它网络的协议转换与数据映射。每一个监测站和与其连接的传感器共同组成无线网络传感器节点。
为了保证整个系统的连续工作，还设有一个与WIA无线网关相连接的冗余网关，冗余网关负责网关的热备份，一旦WIA无线网关出现故障，冗余网关可以接管网络进行工作。
所述网络管理设备2可以是一台工控机，还可以是一个可编程控制器，其内装有安全管理器和与之相连的网络管理器，安全管理器存储有各监测站秘钥，负责监测站的密钥管理与安全认证，网络管理器存储有网络配置信息，负责配置网络，监测全网性能；网络管理设备通过线缆与数据采集设备3的WIA无线网关和数据管理设备1进行通讯。
所述数据管理设备1包括工控机和打印机，工控机与打印机相连接。工控机通过线缆与网络管理设备2和WIA无线网关相连接并进行通讯。工控机负责对WIA无线网关发送来的数据进行分析、存储及预测，打印机负责将整理的报表打印。
数据采集设备3内部通过WIA无线传感器节点，连续不断的记录矿井下监测点的水压、水位和管道流量变化情况，并利用WIA无线网关将所测数据传送至主站的数据管理设备1进行处理。数据管理设备1中的工控机通过线缆接收WIA无线网关传送来的矿井下检测的水压、水位和流量数据，并经处理后进行数据显示、编辑。根据神经网络预测水压、水位及流量的趋势，工控机内部的数据处理软件将接收的监测数据处理成各种报表，如水压（水位）变化趋势图等，并经打印机打印输出供人查阅。同时也可将此信息通过服务器上传至网络，供人们在线查阅。网络管理设备通过线缆监测WIA网络的性能，维护网络的安全。
本实用新型的矿井水文监测系统利用WIA网络，结合以太网或Internet网实现了煤炭开采过程中水文参数的实时监测和提前预警，由水文数据绘制水文参数曲线，根据神经网络预测未来水文数据走势，可使监测者在第一时间掌握矿井水压、水位及管道流量数据，并提早预防可能发生的突水事故，对指导煤炭安全生产和防治水害意义重大。
Claims (5)
1.基于WIA无线网络的矿井水文监测系统，包括用于检测水文信息的数据采集设备、用于分析处理检测信息并将结果输出显示的数据管理设备和用于管理并维护网络安全的网络管理设备，数据采集设备、数据管理设备和网络管理设备之间通过数据线路互联，其特征在于：所述的数据采集设备包括多个用于汇集并转发检测信息的监测站和通过无线方式与各监测站连接的WIA无线网关，每个监测站均通过有线方式连接有多个用于检测不同水文信息的传感器，所述数据管理设备和网络管理设备通过数据线路与WIA无线网关连接。
2.根据权利要求1所述的基于WIA无线网络的矿井水文监测系统，其特征在于：所述的监测站包括处理器和无线通信模块，所述处理器与传感器连接，并通过无线通信模块与WIA无线网关无线连接。
3.根据权利要求1所述的基于WIA无线网络的矿井水文监测系统，其特征在于：所述数据管理设备包括工控机和打印机，工控机与打印机相连接，工控机通过线缆与网络管理设备和WIA无线网关进行通讯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于WIA无线网络的矿井水文监测系统，其特征在于：还设有一个与WIA无线网关相连接的冗余网关。
5.根据权利要求1所述的基于WIA无线网络的矿井水文监测系统，其特征在于：所述的网络管理设备包括存储有各监测站秘钥的安全管理器和存储有网络配置信息的网络管理器。
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Cited By (2)
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| CN104005792A (zh) * | 2014-05-06 | 2014-08-27 | 河南科技大学 | 基于wia无线网络的矿井水文监测系统 |
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2014
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| CN104005792B (zh) * | 2014-05-06 | 2016-08-17 | 河南科技大学 | 基于wia无线网络的矿井水文监测系统 |
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