一种基于物联网的矿压监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于物联网的矿压监测系统，涉及到工作面，包括：无线传感器网络、井下监控中心、地面监控及故障诊断中心，井下监控中心与地面监控及故障诊断中心之间通过光纤网络相连；无线传感器网络包括无线传感器节点和Zigbee无线网络；工作面上嵌有无线传感器节点；ZigBee无线网络包括协调器节点、路由器节点、若干个基站；协调器节点与远程控制器通过CAN总线相连，本实用新型的有益效果：将ZigBee无线网络技术与矿压物联网技术相结合，真正意义上实现了无线矿压监测。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种物联网监控系统，尤其涉及到一种基于物联网的矿压监测系 统。 -种基于物联网的矿压监测系统
【背景技术】
[0002] 巷道矿压监测包括巷道位移监测、巷道顶板离层监测、锚杆（索）受力监测、煤岩 体应力监测等内容。巷道位移是基本的巷道矿压监测内容，巷道位移监测内容包括顶底板 相对移近量、顶板下沉量、底鼓量、两帮相对移近量和巷帮位移量。矿压监测技术研究是近 年来人们一直关注的课题。国内，在20世纪中后期已经有各种机械式的顶板观测仪器，但 大部分采用顶板钻孔方式安装和人工观察记录，测量数据少，比较离散，难以如实的反应顶 板状态参数变化的连续性和实时性，不能迅速的预测顶板灾害的发生征兆，并有目的地实 施主动的防灾减灾措施。1990山东矿业学院自主研制成功了 DKJ-1煤矿顶板预报和计算 机监控系统，该系统可以将采集到的压力信息通过电缆传输到地面计算机，系统主要用于 监测和预报顶板初次来压和周期来压。1993年，山东省龙洛卡自动化仪表公司和山东科技 大学共同研制推出了 ZYDC-1型综采工作面压力计算机监控系统，该监控系统最多可连64 个分机196个监测点，在兖州矿物集团、淮南煤电公司、大屯煤电公司等十几个工作面推 广应用，取得了很好的使用效果。目前，国内外相继研制出的用于矿压监测的各种类型位 移、应力传感器，其精度、线性度等都有很大的提高，然而在井下的应用不是很理想，主要集 中在传感器安装困难、灵敏度、抗冲击能力等不高。矿压监测系统中，在获取传感器的数据 后，需要将所得数据传送到主机上，传送数据的方式都为有线的数据传输，例如采用I2C总 线、RS485总线等。综上所述，目前不论是国内还是国外，矿压监测系统主要以有线监测为 主，数据传输都是采用的有线传输方式，有线传输方式虽数据传输速度快、可靠性高，但存 在布线困难、环境适应性差、易被机械设备损坏、成本高、维护工作量大等难以克服的缺点。 巷道位移的监测主要是利用机械式或电子式仪表人工定期进行检测来完成的，该检测方式 测量效率和精度低，人为影响因素大，更重要的是很难实现测量结果的自动传输、处理和综 合分析。物联网技术作为一种新兴技术，它的飞速发展为矿压监测提供了新的手段。 实用新型内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是能够实现远程通讯或远程监控和集中控制相 结合的系统，即一种基于物联网的矿压监测系统。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型一种基于物联网的矿压监测系统，涉及到工作 面，其特征在于，包括：无线传感器网络、井下监控中心；所述无线传感器网络包括无线传 感器节点和Zigbee无线网络；所述工作面上嵌有无线传感器节点；所述井下监控中心通过 CAN总线与远程控制器相连；所述ZigBee无线网络包括协调器节点、路由器节点、基站，所 述协调器节点与远程控制器通过CAN总线相连；所述协调器节点与路由器节点相连；所述 路由器节点与基站相连。
[0005] 优选的，还包括地面监控及故障诊断中心，所述地面监控及故障诊断中心与井下 监控中心之间通过光纤网络相连。
[0006] 优选的，所述协调器节点包括一个18输入的扩展中断单元，可以接上18个相互独 立的无线路由网络节点，当某个子节点产生故障无法传输数据时路由表将重新分配，以确 保数据传输不被中断。
[0007] 优选的，所述基站为若干个，保证了 ZigBee无线网络的覆盖范围。
[0008] 本实用新型的有益效果：将ZigBee无线网络技术与矿压物联网技术相结合，真正 意义上实现了无线矿压监测。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。 [0010] 图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】 [0011]
[0012] 参见图1，包括：无线传感器网络、井下监控中心、地面监控及故障诊断中心，井下 监控中心与地面监控及故障诊断中心之间通过光纤网络相连；无线传感器网络包括无线传 感器节点和Zigbee无线网络；工作面上嵌有无线传感器节点，用于采集巷道位移、顶板压 力和环境参数等信号；井下监控中心通过CAN总线与远程控制器相连；ZigBee无线网络包 括协调器节点、路由器节点、若干个基站，协调器节点与远程控制器通过CAN总线相连；协 调器节点与路由器节点相连；路由器节点与基站相连；各个传感器终端节点将采集到的数 据通过就近的基站实时传送到路由节点，再通过协调器节点将接受到的数据转换成PLC数 据，并由远程控制器控制模块做出相应的处理，同时协调器节点将数据上传至地面监控中 心，地面监控中心在线实时巡检井下监控站送来的数据，对数据进行分析处理。
[0013] 工作时，首先通过传感器节点等前端设备采集巷道位移、顶板压力和环境参数等 信号，通过ZigBee无线网络传至就近的基站到路由节点，再通过协调器节点将接受到的 数据转换成PLC数据，并由远程控制器控制模块将接收到的巷道表面位移、顶板压力等信 号进行分析，然后将信息传递给监控中心并根据预先设定的门限值进行报警或其它处理。
[0014] 最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本实用新型的技术方案而非限 制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精 神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 一种基于物联网的矿压监测系统，涉及到工作面，其特征在于，包括：无线传感器 网络、井下监控中心；所述无线传感器网络包括无线传感器节点和Zigbee无线网络；所述 工作面上嵌有无线传感器节点；所述井下监控中心通过CAN总线与远程控制器相连；所述 ZigBee无线网络包括协调器节点、路由器节点、基站，所述协调器节点与远程控制器通过 CAN总线相连；所述协调器节点与路由器节点相连；所述路由器节点与基站相连。
2. 根据权利要求1所述的基于物联网的矿压监测系统，其特征在于，还包括地面监控 及故障诊断中心，所述地面监控及故障诊断中心与井下监控中心之间通过光纤网络相连。
3. 根据权利要求1所述的基于物联网的矿压监测系统，其特征在于，所述协调器节点 包括一个18输入的扩展中断单元。
4. 根据权利要求1所述的基于物联网的矿压监测系统，其特征在于，所述基站为若干 个。
【文档编号】G08C17/02GK203894932SQ201420258600
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】黄成玉, 张辉莹, 邓永红, 张全柱 申请人:华北科技学院