基于振动监测定位的煤炭盗采监测系统的制作方法

文档序号:10103087阅读:736来源:国知局
基于振动监测定位的煤炭盗采监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于振动监测定位的煤炭盗采监测系统,该系统涉及传感器、地理信息和通信等领域。
【背景技术】
[0002]煤炭是我国主要能源,约占一次能源70%。煤炭行业是高危行业,瓦斯、水灾、火灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产。另外,事故调查表明,煤炭生产中超层越界盗采引发的死亡事故,在煤矿事故中占有较大的比例。
[0003]煤炭盗采具有隐蔽性强、发现难、监管难等特点。为及时发现和监管,一些地方管理部门向私营小煤矿派驻矿人员、进行监督检查。但由于矿主收买、驻矿监督检查人员业务能力和责任心差等原因,没有能及时发现和遏制盗采、进而酿成一起起死亡事故。因此,急需研究防止煤炭盗采的自动检测技术,避免人工监管的各种人为因素,进一步强化盗采监管,遏制盗采事件发生,保护国家煤矿资源,防止由盗采引起的伤亡事故。

【发明内容】

[0004]本实用新型提出了一种基于振动监测定位的煤炭盗采监测系统,系统主要包括:振动传感器、通信网络、定位服务器、监测服务器、监控主机;在煤炭资源地区附近放置振动传感器,振动传感器负责采集地下振动波信号,并将数字化后的振动信号数据通过通信网络远程传送给定位服务器;定位服务器负责处理所有振动信号数据得到振动源位置,将振动源位置发送到监测服务器;监测服务器负责将振动源位置与内置地理信息进行比对处理,根据处理结果向监控主机发出煤炭盗采报警信号;监控主机负责接收监测服务器发送的煤炭盗采报警信号,通过外接设备发出煤炭盗采警报。
[0005]1.该系统进一步包括:振动传感器内置卫星定位模块,可接收卫星定位系统的卫星信号,并获得卫星授时,自动校准传感器时钟。
[0006]2.该系统进一步包括:振动传感器频率检测范围应不小于0至600Hz,振动传感器采集信号包括炮采振动信号、炮掘振动信号、落煤振动信号、顶板冒落振动信号。
[0007]3.该系统进一步包括:使用三向振动加速度传感器,实时检测三个方向的振动加速度数据。
[0008]4.该系统进一步包括:监测服务器内置三维地理信息系统,存储有划定的煤矿资源和各煤矿的井田范围;当监测服务器接收到振动源位置数据时,利用三维地理信息系统将振动源位置、井田范围和煤矿资源范围进行比对,如振动源位置属于煤矿资源位置集合,但不属于井田位置集合时,发出煤炭盗采报警信号。
[0009]5.该系统进一步包括:监控主机具有声光报警外接设备,接收监测服务器发送的煤炭盗采报警信号,通过外接设备发出煤炭盗采警报,并通过显示终端提供煤炭盗采报警详情。
【附图说明】
[0010]图1系统实施示意图。
[0011 ] 图2振动传感器结构示意图。
[0012]图3盗采监测工作流程示意图。
【具体实施方式】
[0013]所述基于振动监测定位的煤炭盗采监测系统主要包括:振动传感器、通信网络、定位服务器、监测服务器、监控主机;在本示例中,通信网络由移动网络、远程网络和交换机组成。系统的具体结构及设备组成如图1所示,
[0014]1.振动传感器(101),负责采集地平面和垂直于地平面三个方向的振动信号,并将信号数字化,再将数字化得到的数据远程传输至监测服务器。
[0015]2.移动网络(102),是移动电话服务商所提供的无线通信网络,可选GPRS、CDMA或3G等数据网络,为终端设备提供网络接入和数据通信服务。由于振动传感器部署距离较远,无论使用有线网络通信还是专用无线通信网络都不易实施,建设和维护成本较高,所以使用现有的移动网络连接有线远程。
[0016]3.远程网络(103),使用互联网或煤炭专网,监测服务器和监控主机通过网络通
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[0017]4.网络交换机(104);负责接入网络的设备的管理和数据交换。
[0018]5.定位服务器(105);负责对各振动传感器数据进行采集、存储,并存储有振动传感器位置信息;根据振动传感器检测到的振动数据对振动源位置进行定位,并将位置数据传输给GIS服务器。
[0019]6.监测服务器(106);存储有监测区域内煤炭资源和煤矿井田等地理信息,接收定位服务器发来的地下振动的振源位置信息,将振源位置与煤炭资源及煤矿井田位置进行监测比对,当振动源位置在煤矿资源范围内但不属于井田范围内时,向监控主机(107)发出煤炭盗采报警信号,并为监控主机用户提供查询调取服务。
[0020]7.监控主机(107);具有声光报警功能,生产监督服务管理人员通过监控主机查看辖区各煤矿生产情况,查看监测服务器(203)提供报警信息,并可从监测服务器调取历史数据。
[0021 ] 振动传感器结构如图2所示:
[0022]1.处理器(201);负责振动模拟信号处理、时钟记录和通信控制;选择ΤΙ公司的MSP430F147单片机。该型号为16位RISC结构,具有32k Flash,lkRAM ;并有5种低功耗模式,丰富的片内外围模块,灵活的时钟系统等诸多优点。MSP430支持1.8?3.6V电压,本示例系统采用3.3V工作电压。MSP430F147内置精度为12位200kps的A/D转换器。1位非线性微分误差,1位非线性积分误差,4种模数转换模式。三向加速度振动传感器(202)的三个输出信号接入具有模数转换功能的端口 ;定位模块(203)和移动通信模块(204)分别接MSP430F147的两个双向UART端口。
[0023]2.三向加速度振动传感器(202);采用,可选择模拟信号输出的传感器,也可选择数字信号输出的传感器.本示例选择模拟信号输出的MMA7260Q,MMA7260Q最高灵敏为
1.5g,电压2.2V?3.6V,本示例采用3.3V电压。安装时应注意传感器上的方向标识,保证Z轴垂直于地平面,X轴和Y轴方向应与定位服务器设定和记录的方向一致,以保
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