一种煤矿井下预警通信系统的制作方法

本实用新型一种煤矿井下预警通信系统，属于煤矿井下预警通信系统技术领域。

背景技术：

煤矿主要在井下开采，由于井下环境及煤炭赋存条件不同，存在着煤尘、水灾、火灾、瓦斯、顶板五大自然灾害的威胁，而瓦斯灾害威胁较大，井下地质条件恶劣，奥灰水多，瓦斯大、突出比较严重，随着大采高工作面、采掘衔接的不断推进，动力现象尤其突出，给采煤系统工作环境产生不利影响，使得高危事故时有发生；近年来国家对煤矿安全生产的依法生产高度重视，对煤矿的安全生产提出了更高的要求。

为了实现在第一时间对井上井下的隐患和事故超前预知和管控的目的，目前使用KJ95N安全监控短息群发系统进行管理，但该系统在正常运行过程中，存在以下缺点和不足：

KJ95N短信群发预警系统虽然配套安装了短信发送装置，根据登记的工业手机号码进行了短息群发，但采用短信通知的方式存在无法确认短信是否被阅读，以及接收后无法直接进行沟通交互的问题，注重设备报警类事件而对设备故障类信息关注较少，同时存在短信群发功能的限制问题；使用的KJ95N监控系统短息预警群发平台，其覆盖范围较窄，只能限于本矿区范围能单项广播发送，存在只能群发接收简单信息，沟通不便问题，且信息收发双方不能同时接收彩信信息，不能进行实时交流和安全沟通。

因此需要对现有的KJ95安全监控系统短信群发管理系统进行适应性改造和升级，便于身在异地各级领导和值班人员在第一时间能够用普通智能手机接收彩信和现场信息，用视频进行会议沟通交流，达到超前安全布控安全生产任务的目的。

技术实现要素：

本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种煤矿井下预警通信系统；为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种煤矿井下预警通信系统，包括监控中心计算机，所述监控中心计算机通过导线与多个GPRS调制解调器有线连接，所述GPRS调制解调器通过无线网络再与多个监控终端无线连接；

所述监控中心计算机具体为网络监控服务器，内部设置有预警报警管理模块；

所述GPRS调制解调器的内部设置有中央控制器，所述中央控制器通过导线分别与无线通信模块、有线通信模块、数据存储模块相连，所述无线通信模块通过无线网络与监控终端无线连接，所述有线通信模块通过导线与监控中心计算机有线连接，所述中央控制器的电源输入端与电源模块相连；

所述中央控制器使用的芯片为控制芯片U1，所述无线通信模块使用的芯片为GSM通信芯片U2，所述有线通信模块使用的芯片为通信芯片U3；

所述中央控制器的电路结构为：

所述控制芯片U1的24脚与晶振OC1的输入端相连；

所述控制芯片U1的28脚与电阻R27的一端相连，所述电阻R27的另一端并接电阻R26的一端后与GSM通信芯片U2的19脚相连，所述电阻R26的另一端接地；

所述控制芯片U1的27脚与GSM通信芯片U2的18脚相连；

所述控制芯片U1的26脚串接电阻R8后与4.2V输入电源相连；

所述控制芯片U1的25脚串接电阻R9后与4.2V输入电源相连；

所述控制芯片U1的51脚与电阻R28的一端相连，所述电阻R28的另一端并接电阻R29的一端后与GSM通信芯片U2的15脚相连，所述电阻R29的另一端接地；

所述控制芯片U1的21脚并接控制芯片U1的52脚，电容C5的一端后与4.2V输入电源相连；

所述控制芯片U1的2脚、3脚与通信芯片U3的12脚、11脚相连；

所述控制芯片U1的6脚与数据存储模块相连；

所述控制芯片U1的20脚并接电阻R12的一端后与复位开关KA1的一端相连，所述复位开关KA1的另一端接地，所述电阻R12的另一端与4.2V输入电源相连。

所述电源模块使用的芯片为稳压器U4，所述电源模块的电路结构为：

所述稳压器U4的1脚并接有极电容C1的正极后与二极管D1的负极相连，所述二极管D1的正极与12V输入电源相连；

所述稳压器U4的4脚并接电阻R1的一端后与电阻R2的一端相连，所述稳压器U4的2脚并接稳压二极管D2的负极后与电感L1的一端相连，所述电感L1的另一端并接有极电容C2的正极，电容C3的一端，电阻R2的另一端，发光二极管LED1的正极后与4.2V电源输出端相连，所述发光二极管LED1的负极与电阻R3的一端相连；

所述稳压器U4的3脚分别并接稳压器U4的5脚，有极电容C1的负极，稳压二极管D2的负极，有极电容C2的负极，电容C3的另一端，电阻R1的另一端，电阻R3的另一端，有极电容C1的负极后接地。

所述控制芯片U1的型号为ATMEGA128；所述GSM通信芯片U2的型号为TC35i；所述通信芯片U3的型号为MAX3232；

所述稳压器U4的型号为LM2576。

本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供一套改进型的井下预警通信系统，通过调制解调器将井下人员操作的监控终端与地面管理人员操作的数据库建立连接，采用专用的工业无线猫，支持监控中心向井下工业手机群发信息，使用专用的网络协议通信，信号覆盖范围广，数据信号传输快速稳定，井下通信数据不限于文字与图片，还可支持现场视频交互通信，且信号发送与接收可同步进行，有效提高井下通信预警效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型GPRS调制解调器的电路结构示意图；

图3为本实用新型中央控制器的电路图；

图4为本实用新型无线通信模块的电路图；

图5为本实用新型有线通信模块的电路图；

图6为本实用新型电源模块的电路图；

图中：1为监控中心计算机、2为GPRS调制解调器、3为监控终端、4为中央控制器、5为无线通信模块、6为有线通信模块、7为数据存储模块、8为电源模块。

具体实施方式

如图1至图6所示，本实用新型一种煤矿井下预警通信系统，包括监控中心计算机1，所述监控中心计算机1通过导线与多个GPRS调制解调器2有线连接，所述GPRS调制解调器2通过无线网络再与多个监控终端3无线连接；

所述监控中心计算机1具体为网络监控服务器，内部设置有预警报警管理模块；

所述GPRS调制解调器2的内部设置有中央控制器4，所述中央控制器4通过导线分别与无线通信模块5、有线通信模块6、数据存储模块7相连，所述无线通信模块5通过无线网络与监控终端3无线连接，所述有线通信模块6通过导线与监控中心计算机1有线连接，所述中央控制器4的电源输入端与电源模块8相连；

所述中央控制器4使用的芯片为控制芯片U1，所述无线通信模块5使用的芯片为GSM通信芯片U2，所述有线通信模块6使用的芯片为通信芯片U3；

所述中央控制器4的电路结构为：

所述控制芯片U1的24脚与晶振OC1的输入端相连；

所述控制芯片U1的28脚与电阻R27的一端相连，所述电阻R27的另一端并接电阻R26的一端后与GSM通信芯片U2的19脚相连，所述电阻R26的另一端接地；

所述控制芯片U1的27脚与GSM通信芯片U2的18脚相连；

所述控制芯片U1的26脚串接电阻R8后与4.2V输入电源相连；

所述控制芯片U1的25脚串接电阻R9后与4.2V输入电源相连；

所述控制芯片U1的51脚与电阻R28的一端相连，所述电阻R28的另一端并接电阻R29的一端后与GSM通信芯片U2的15脚相连，所述电阻R29的另一端接地；

所述控制芯片U1的21脚并接控制芯片U1的52脚，电容C5的一端后与4.2V输入电源相连；

所述控制芯片U1的2脚、3脚与通信芯片U3的12脚、11脚相连；

所述控制芯片U1的6脚与数据存储模块7相连；

所述控制芯片U1的20脚并接电阻R12的一端后与复位开关KA1的一端相连，所述复位开关KA1的另一端接地，所述电阻R12的另一端与4.2V输入电源相连。

所述电源模块8使用的芯片为稳压器U4，所述电源模块8的电路结构为：

所述稳压器U4的1脚并接有极电容C1的正极后与二极管D1的负极相连，所述二极管D1的正极与12V输入电源相连；

所述稳压器U4的4脚并接电阻R1的一端后与电阻R2的一端相连，所述稳压器U4的2脚并接稳压二极管D2的负极后与电感L1的一端相连，所述电感L1的另一端并接有极电容C2的正极，电容C3的一端，电阻R2的另一端，发光二极管LED1的正极后与4.2V电源输出端相连，所述发光二极管LED1的负极与电阻R3的一端相连；

所述稳压器U4的3脚分别并接稳压器U4的5脚，有极电容C1的负极，稳压二极管D2的负极，有极电容C2的负极，电容C3的另一端，电阻R1的另一端，电阻R3的另一端，有极电容C1的负极后接地。

所述控制芯片U1的型号为ATMEGA128；所述GSM通信芯片U2的型号为TC35i；所述通信芯片U3的型号为MAX3232；

所述稳压器U4的型号为LM2576。

本实用新型提供一种煤矿井下预警通信系统，基于井下信号传输，实现高效准确的事故预警功能，如在瓦斯超限报警后，该系统可将当前井下瓦斯浓度数据实时上传至监控中心，监控中心通过相应井下分站的调制解调器向该区域内所有监控终端发送预警信息，通知每名作业人员；井下作业人员通过可视化的界面，能直观地了解报警信息，包括报警地点、时间、运行曲线图、上级指示、现场处理情况等信息，该监控状态同时向监控数据库反馈监控信息，当发现瓦斯超出监控阈值时，监控中心的管理员可向井下人员及上级群发报警信息，通知相关人员及时疏导撤离。

本实用新型基于MMS、GPRS、wlan公网平台进行数据通信，无需另外搭建网络，只需安装设备即可，建设成本低，也免去了网络维护的费用，实现了较大区域的网络覆盖，实现指定区域的监控报警；本实用新型与现有普通手机短信预警功能不同，通信内容除文字外，还支持图片，声音，动画，视频等多媒体信号内容的传输，可实现手机终端到互联网或互联网到手机终端的多媒体信息传输。

本实用新型使用的硬件中，所述GPRS调制解调器支持有线和无线的数据通信，其无线通信模块中可以扩展安装SIM卡，支持远程无线通信，可以与井下多组监控终端建立无线连接，所述无线通信模块兼于MMS短信协议技术，支持多媒体短信服务，可以用于传送文字、图片、动画、音频和视频等多媒体信息，其设计成可以在WAP协议的上层运行，不局限于传输格式，既支持电路交换数据格式，也支持通用分组无线服务GPRS格式，其工作原理为利用高速传输技术EDGE和GPRS的支持下，以无线应用协议为载体传送视频、图片、声音和文字数据，可以提供丰富的功能应用。

本实用新型通过对KJ95N矿井预警短信群发系统的重新规划和优化，将原来的无线工业猫升级为具有多种通信功能，丰富了多载体信息的同时互动，矿井上下的预警信息通过高级语言服务器报警信息组织模块，实现和定义测点的优先分级层次发送，再通过矿井预警信息的管理平台录入矿井管理人员的信息，定义和实现分层次优先发送、通过无线彩信猫池与租赁公司的无线管理中心的各地无线基站，可以进行矿井安全信息的管理和互动交流沟通，从而实现覆盖范围广，载体信息媒体数据多样化，互动预先及时，资费性价比高的目的。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。