证正确的定位运算。
[0024]3.存储芯片(203)采用1片24C512，只使用了一个存储芯片，不需设置片选地址，所以24C512的片点选管脚全部接地。24C512使用12C总线通信，使用两个标准I/O接口加上拉电阻连接SCL和SDA管脚，实现处理器与存储芯片通信控制。存储芯片存储数据，当移动通信模块由于网络连接故障等原因未能将采集的振动信号数据及时传输出去时，将处理器将数据存储在存储芯片中，当网络连接恢复后再将数据传送给定位服务器。
[0025]4.定位模块(203);负责接收定位卫星发送的信号，实现系统授时。可采用GPS、GL0NASS或北斗定位模块，通过UART端口与处理器连接通信。
[0026]5.移动通信模块(204);负责远程无线通信，通过移动通信网络将采集处理得到的振动数据传送至远程网络，由远程网络将数据送至定位服务器。移动通信模块可选GPRS、CDMA或3G等模块，由于本系统所传送数据量不大，GPRS模块即可满足要求。本示例选择华为的MG323模块；通过UART端口与处理器连接。
[0027]6.电源(205)包括DC/AC、电源管理，电池、电池充电管理部分，DC/AC负责将220V交流电转换为5V直流电源为传感器系统供电，可采用开关电源模块；电源管理部分负责将5V电源转换为3.3V为系统供电；同时检测DC/AC供电情况，当交流电源停电，则自动切换至备用电池供电，以保证系统正常工作一段时间；备用电池使用锂离子蓄电池，锂电池(组)应具有防反接功能，具有内部保护电路外，具有外保护电路，具备防过充、防过放、过流、短路等功能，还有均衡充电、均衡放电功能。电压转换采用MAX1724系列电源转换稳压芯片，转换得到3.3V稳定的工作电压，为处理器、传感器供电、定位模块和移动通信模块供电。电池充电管理电路采用TI的LM3658芯片，2.5?6V输入电压，输出电流可达1A，电流的实际大小可以通过外置电阻加以调节，内置的功率FET可根据环境温度自动调整充电电流，维持电池寿命。
[0028]盗采监测工作流程如图3所示:
[0029]1.(301)三向加速度振动传感器(202)采集地下振动信号，由振动传感器系统的处理器(201)将模拟信号A/D转换。
[0030]2.(302)监测转换得到的振动数据，当监测到数据变化较大时，则判定发生振动。
[0031]3.(303)将变化之前3秒至振动结束后5秒时间段内的所有振动数据及数据采集时间发送至定位服务器。
[0032]4.(304)定位服务器(105)处理振动传感器上传的各方向的振动数据，如各方向在设定的阈值时间T内连续检测到两次振动波信号，将第一个波作为P波，第二个波作为S波。
[0033]5.(305)根据P波与S波的不同传播速度及间隔时间判定振动源与三向振动加速度传感器在三个坐标方向上的距离，根据传感器位置得到振动源位置。
[0034]6.(306)将得到的振动源位置信息发送至监测服务器，由GIS系统将振动源位置信息与所存储的煤炭资源及煤矿井田的位置地理信息进行比对，当定位得到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)发送煤炭盗采报警信息。
[0035]7.(307)由监控主机发出煤炭盗采声光报警信号。
【主权项】
1.一种基于振动监测定位的煤炭盗采监测系统，其特征在于:系统主要包括:振动传感器、交换机、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。2.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于: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。3.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于: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。4.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于: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。5.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于: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。6.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于: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。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于振动监测定位的煤炭盗采监测系统，本监测系统主要包括：振动传感器、通信网络、定位服务器、监测服务器、监控主机；本监测系统通过振动传感器采集煤炭资源范围内的煤炭盗采过程中的炮采、炮掘等振动信号；振动信号数据通过通信网络远程传送给定位服务器；定位服务器对振动源位置，由监测服务器向监控主机发出煤炭盗采报警信号。本监测系统充分考虑了煤炭盗采的生产特点，可较为准确地判定较大范围内的煤炭盗采现象，实施简单，可避免人工监管的各种人为因素，遏制盗采事件发生，保护国家煤矿资源。
【IPC分类】E21F17/18, G01H17/00
【公开号】CN205013046
【申请号】CN201520600626
【发明人】孙继平, 刘毅
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年8月12日