煤矿瓦斯监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤矿瓦斯监控系统，包括位于井上的监控计算机和位于井下的监控中心节点和多个无线传感器网络节点，所述监控计算机与监控中心节点通过光纤连接；所述监控中心节点包括单片机，所述单片机分别与光电报警模块、按键模块和射频天线相连，所述单片机通过射频天线与所述多个无线传感器网络节点通信连接；所述无线传感器网络节点由CC2530通信模块、瓦斯浓度采集前端、电磁阀驱动电路、CC2591功率放大模块、复位电路、串口通信、和电源管理模块组成。本实用新型可确保矿井内的瓦斯浓度始终在安全值范围内，保证了生产和施工人员的安全。
【专利说明】
煤矿瓦斯监控系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种系统，更具体地涉及一种煤矿瓦斯监控系统。
【背景技术】
[0002]由于煤矿瓦斯监控系统技术的限制，仍未完全实现对瓦斯灾害事故的有效控制，煤矿重大、特大瓦斯事故时有发生。从近年来煤矿事故统计的数据分析可知，在各种煤矿事故中居于首位的都是因瓦斯造成的爆炸事故。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种煤矿瓦斯监控系统。
[0004]—种煤矿瓦斯监控系统，其特征在于，包括位于井上的监控计算机和位于井下的监控中心节点和多个无线传感器网络节点，所述监控计算机与监控中心节点通过光纤连接;所述监控中心节点包括单片机，所述单片机分别与光电报警模块、按键模块和射频天线相连，所述单片机通过射频天线与所述多个无线传感器网络节点通信连接;所述无线传感器网络节点由CC2530通信模块、瓦斯浓度采集前端、电磁阀驱动电路、CC2591功率放大模块、复位电路、串口通信、和电源管理模块组成。
[0005]本实用新型的有益效果是:可确保矿井内的瓦斯浓度始终在安全值范围内，保证了生产和施工人员的安全。
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型监控系统的结构示意图；
[0007]图2是传感器网络节点的结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明，使本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
[0009]如图1所示，监控系统分为井上和井下。井上主要是由计算机组成的监控中心，井下是无线传感器网络的节点。无线传感器网络节点作为星形无线网络的分布节点，用来采集瓦斯浓度和作为瓦斯抽排系统的控制器;无线传感器网络用来采集瓦斯浓度，采用无线方式将数据传送到无线传感器节点，无线传感器节点采用总线通信方式将采集到的数据传送至地面的监控中心，实现瓦斯浓度的实时监控。仅采用CC2530的RF模块传输，不能达到传输距离要求，因此使用TI公司的2.4GHz的射频前端芯片CC2591来提高无线通信的发射功率，解决功率放大问题，进一步改善其发射和接收灵敏度，从而延长通信距离。
[0010]从图2中可以看出无线传感器网络节点由CC2530通信模块、瓦斯浓度采集前端、电磁阀驱动电路、CC2591功率放大模块、天线、复位电路、串口通信、声光报警、数码管显示、按键、和电源管理模块组成;考虑系统具有非线性、多干扰、多耦合、纯滞后等特点，采用了模糊PID控制算法来控制瓦斯浓度。先设定一个标准的瓦斯浓度值，即矿井安全生产值。通过瓦斯传感器实时监测矿井内的瓦斯浓度，若瓦斯浓度高于标准值，矿井存在瓦斯爆炸的危险，此时通过模糊PID控制瓦斯浓度，即如果实测瓦斯浓度值和标准值差值越大，电磁阀吸合时间越长，瓦斯抽排栗工作时间就越长，直到实测瓦斯浓度值低于标准值，电磁阀断开，瓦斯抽排栗停止工作，确保矿井内的瓦斯浓度始终在安全值范围内，保证了生产和施工人员的安全。
[0011]在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种煤矿瓦斯监控系统，其特征在于，包括位于井上的监控计算机和位于井下的监控中心节点和多个无线传感器网络节点，所述监控计算机与监控中心节点通过光纤连接；所述监控中心节点包括单片机，所述单片机分别与光电报警模块、按键模块和射频天线相连，所述单片机通过射频天线与所述多个无线传感器网络节点通信连接;所述无线传感器网络节点由CC2530通信模块、瓦斯浓度采集前端、电磁阀驱动电路、CC2591功率放大模块、复位电路、串口通信、和电源管理模块组成。
【文档编号】E21F17/18GK205714290SQ201620691081
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】刘会景
【申请人】乌鲁木齐职业大学