基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿井机车领域，特别涉及一种基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统。
【背景技术】
[0002]近年来，我国煤炭工业持续高速发展，安全问题一直是煤炭生产事业非常重视的问题，由于近几年我国频繁地发生各类煤炭生产安全事故，特别是井下机车安全事故的发生，极大地阻碍了采矿工作人员的井下作业，所以，井下机车运行安全问题成为了当前首先要解决的问题。
[0003]由于井下环境复杂，运输轨道中弯道多、岔道多，这对机车的监测增加很大的难度。机车在井下，控制人员在井上，只能靠无线检测系统将机车数据实时地传回到地面监测站，才能很好地调配机车，避免事故发生。机车运行时，车轮要承受很大的压力和摩擦力，控制不当很有可能将车轮变形、熔化，要想机车运行安全可靠，就必须能够实时监测到机车运行情况，但是传统的煤矿井下机车监控多采用“信集闭”系统，该系统由于自身通信机制的问题，很容易发生信息丢失，埋下事故安全隐患。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种成本低、安全性能好的基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统。
[0005]本实用新型解决上述问题的技术方案是:一种基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统，包括井上部分和井下部分，所述井上部分包括总控制器、显示器、机车运行总控制器、总无线收发模块，所述显示器、机车运行总控制器、总无线收发模块分别与总控制相连，所述井下部分包括中继器和多个井下检测单元，中继器分别与井下检测单元相连，井下检测单元检测机车的重量、运行速度、运行方向、轮对温度信号并将检测到的信号发送给中继器，中继器将每个井下检测单元发送来的信号统一发送出去，井上部分的总无线收发模块接收中继器发送的信号并将信号送入总控制器，总控制器将信号送入显示器进行显不O
[0006]上述基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统中，所述的每个井下检测单元均包括控制器、无线收发模块、机车控制器和检测模块，所述无线收发模块、机车控制器、检测模块分别与控制器相连。
[0007]上述基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统中，所述检测模块包括轮对温度传感器、机车速度传感器、机车方向传感器和机车载重传感器。
[0008]上述基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统中，所述井上部分还包括报警器，报警器与总控制器相连。
[0009]本实用新型的有益效果在于:
[0010]1、本实用新型的井下检测单元实时检测机车运行信号并将运行信号发送至中继器，中继器将每个井下检测单元发送来的信号统一发送到总控制器，总控制器将信号进行处理并送入显示器进行显示，井上监控人员能够更加直观地来了解井下机车运行状况，同时还可发送控制信号和调配机车，增加了矿井机车运输监控系统的可扩展性和可靠性，大大提高了煤矿的生产效率；
[0011]2、本实用新型采用ZigBee技术来实现井上部分与井下部分的通讯，相比传统的射频识别(RFID)技术的定位方法，真正实现了低成本、低功耗，同时具备自动网络扩展功能、联网时间短等优点，增加了矿井机车运输监控系运行时数据传输的可靠性；
[0012]3、本实用新型直接在机车上安装简单有效的传感器，实时监测机车是否超重、运行速度、运行方向、轮对温度、是否发生故障等情况，并及时地反馈给控制中心，最终把井下机车的监测信息送达井上监测站，相对于传统的“信集闭”系统，安装更加简单，测量更加准确。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的整体结构框图。
[0014]图2为图1中井下检测单元的结构框图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0016]如图1所示，本实用新型包括井上部分和井下部分，所述井上部分包括总控制器、显示器、报警器和机车运行总控制器、总无线收发模块，所述显示器、机车运行总控制器、总无线收发模块、报警器分别与总控制相连，所述井下部分包括中继器和多个井下检测单元，中继器分别与井下检测单元相连。
[0017]总控制器:采用32位单片机STM32作为系统控制核心，用于处理接收到的数据，把部分重要信息发送显示器显示，并可以随时调度机车，控制井下机车安全可靠运行。
[0018]总无线收发模块:接收井下发送来的信息，将信息通过线路传递给总控制器，并将总控制器的信号发送到井下。
[0019]显示器:用于显示井下检测单元检测到的轮对温度、机车速度、机车方向、机车载重以及机车行驶状态。
[0020]如图2所示，所述的每个井下检测单元均包括控制器、无线收发模块、机车控制器和检测模块1，所述无线收发模块、机车控制器、检测模块I分别与控制器相连，所述检测模块I包括轮对温度传感器、机车速度传感器、机车方向传感器和机车载重传感器。
[0021]控制器:采用32位单片机STM32作为系统控制核心，控制机车运行，自动避让井下作业人员，能够受地面监测站的控制。
[0022]检测模块1:实时检测机车是否超重、运行速度、运行方向、轮对温度、是否发生故障等情况。
[0023]无线收发模块:将机车检测模块I采集到的相应数据进行数据打包，发送到中继器，还可接收地面监测站的控制信息发送给机车控制器。
[0024]中继器:将每个监测节点发送来的信息统一转发到井上监测站，再将井上监测站的控制信息发送给井下监测节点；使机车能够井下任意的地方都可以与地面监测站进行双向的通讯，实现机车运行情况的实时监测，以及对机车的实时控制。
[0025]本实用新型的工作原理如下:在井下沿监测区域的巷道中每隔一定的距离(根据现场实际需要以及无线收发模块的井下通信距离需求，可选择50~200m)放置一个井下检测单元作为固定通信节点，井下检测单元检测机车的重量、运行速度、运行方向、轮对温度信号并将检测到的信号发送至控制器，控制器将信号经无线收发模块给中继器，中继器将每个井下检测单元发送来的信号统一发送出去，井上部分的总无线收发模块接收中继器发送的信号并将信号送入总控制器，总控制器将信号送入显示器进行显示，当机车发生故障(超重、速度过快、运行方向错误、轮对温度过高)时，报警器进行声光报警；机车运行总控制器输入的控制信号送入总控制器，然后经总无线收发模块发送到中继器，中继器将控制信号送入每一个井下检测单元的控制器中，通过机车控制器实现对机车的实时控制。
【主权项】
1.一种基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统，包括井上部分和井下部分，其特征在于:所述井上部分包括总控制器、显示器、机车运行总控制器、总无线收发模块，所述显示器、机车运行总控制器、总无线收发模块分别与总控制相连，所述井下部分包括中继器和多个井下检测单元，中继器分别与井下检测单元相连，井下检测单元检测机车的重量、运行速度、运行方向、轮对温度信号并将检测到的信号发送给中继器，中继器将每个井下检测单元发送来的信号统一发送出去，井上部分的总无线收发模块接收中继器发送的信号并将信号送入总控制器，总控制器将信号送入显示器进行显示。2.如权利要求1所述的基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统，其特征在于:所述的每个井下检测单元均包括控制器、无线收发模块、机车控制器和检测模块，所述无线收发模块、机车控制器、检测模块分别与控制器相连。3.如权利要求2所述的基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统，其特征在于:所述检测模块包括轮对温度传感器、机车速度传感器、机车方向传感器和机车载重传感器。4.如权利要求1所述的基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统，其特征在于:所述井上部分还包括报警器，报警器与总控制器相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于无线传感网络的矿井机车运输安全监控系统，包括井上部分和井下部分，所述井上部分包括总控制器、显示器、机车运行总控制器、总无线收发模块，所述显示器、机车运行总控制器、总无线收发模块分别与总控制相连，所述井下部分包括中继器和多个井下检测单元，中继器分别与井下检测单元相连。井下检测单元实时检测机车运行信号并将运行信号发送至中继器，中继器将每个井下检测单元发送来的信号统一发送到总控制器，总控制器将信号进行处理并送入显示器进行显示，井上监控人员能够更加直观地来了解井下机车运行状况，同时还可发送控制信号和调配机车，增加了矿井机车运输监控系统的可靠性，大大提高了煤矿的生产效率。
【IPC分类】B61L23/00
【公开号】CN204736881
【申请号】CN201520457197
【发明人】卢明, 易扬, 王仓, 邓毓弸
【申请人】湖南科技大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月30日