一种基于物联网的矿井瓦斯动态实时监测与预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的矿井瓦斯动态实时监测与预警系统，包括依次连接的终端控制器、数据接收控制器、网络协调器、智能网关、地面监控中心，终端控制器还连接有瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块、声光报警模块和语音模块，终端控制器与数据接收控制器通过ZIGBEE无线通讯方式进行交互通讯。本发明专利技术将智能化的物联网技术与矿井瓦斯监控与预警相结合，在井下建立瓦斯动态无线传感器网络实时监测矿井瓦斯含量，地面建立有限网络实时监控瓦斯含量并控制井下预警，有效提高了矿井瓦斯浓度监控能力，有利于降低矿难发生概率；本发明专利技术构思精巧，实用价值较高，便于建立和推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的矿井瓦斯动态实时监测与预警系统
本专利技术属于监控预警
，特别是涉及一种基于物联网的矿井瓦斯动态实时监测与预警系统。
技术介绍
煤炭是支撑我国工业和国民经济发展的重要能源，我国煤炭产量居世界第一，也是矿难频发的国家之一，百万吨煤死亡率较高。近年来，煤炭行业安全生产事故逐年下降但总体形势仍不容乐观。目前煤矿安全生产主要威胁有瓦斯、透水、粉尘、火灾、顶板等事故，其中瓦斯事故占八成以上，是煤矿头号安全隐患，而做好井下瓦斯监控与预警能有效降低矿难事故的发生。因此，本专利技术提供一种利用物联网技术的瓦斯动态监测与预警系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的矿井瓦斯动态实时监测与预警系统。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种基于物联网的矿井瓦斯动态实时监测与预警系统，包括依次连接的终端控制器、数据接收控制器、网络协调器、智能网关、地面监控中心，终端控制器还连接有瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块、声光报警模块和语音模块，终端控制器与数据接收控制器通过ZIGBEE无线通讯方式进行交互通讯；所述终端控制器分别通过瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块实时获取瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据，然后终端控制器将获取到的瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据通过ZIGBEE无线通讯方式传输至数据接收控制器，数据接收控制器再将收到的瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据经过网络协调器、智能网关传输至地面监控中心。进一步地，所述地面监控中心通过智能网关向发出控制信号，网路协调器接收智能网关的控制信号并经数据接收模块通过ZIGBEE无线通讯方式发送至终端控制器，继而由终端控制器根据控制信号分别控制瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块进行相应数据的采集工作；所述控制信号包括声光报警模块控制信号、语音模块控制信号、瓦斯检测模块采集控制信号、温湿度检测模块采集控制信号和人员检测控制信号。进一步地，所述地面监控中心通过智能网关向发出控制信号，最后通过控制声光报警模块进行警报提醒动作，同时控制语音模块发出警报语音信息，继而指导井下人员进行疏散。进一步地，所述瓦斯检测模块为瓦斯传感器，温湿度检测模块为数字温湿度传感器，人员检测模块为GPS定位器，地面监控中心为管理计算机。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术将智能化的物联网技术与矿井瓦斯监控与预警相结合，在井下建立瓦斯动态无线传感器网络实时监测矿井瓦斯含量，地面建立有限网络实时监控瓦斯含量并控制井下预警，有效提高了矿井瓦斯浓度监控能力，有利于降低矿难发生概率；本专利技术构思精巧，实用价值较高，便于建立和推广应用。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的一种基于物联网的矿井瓦斯动态实时监测与预警系统的组成框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1所示，本专利技术为一种基于物联网的矿井瓦斯动态实时监测与预警系统，包括依次连接的终端控制器、数据接收控制器、网络协调器、智能网关、地面监控中心，终端控制器还连接有瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块、声光报警模块和语音模块，终端控制器与数据接收控制器通过ZIGBEE无线通讯方式进行交互通讯。瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块设置在井下，终端控制器分别通过瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块实时获取瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据，然后终端控制器将获取到的瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据通过ZIGBEE无线通讯方式传输至数据接收控制器，数据接收控制器再将收到的瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据经过网络协调器、智能网关传输至地面监控中心。其中，地面监控中心设于地面，采用管理计算机，地面监控中心根据地面监控需要适时通过智能网关向发出控制信号，网路协调器接收智能网关的控制信号并经数据接收模块通过ZIGBEE无线通讯方式发送至终端控制器，继而由终端控制器根据控制信号分别控制瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块进行相应数据的采集工作；所述控制信号包括声光报警模块控制信号、语音模块控制信号、瓦斯检测模块采集控制信号、温湿度检测模块采集控制信号和人员检测控制信号。当地面监控中心发现瓦斯浓度数据接近临界范围时，则通过智能网关向井下发出控制信号，最后通过声光报警模块进行警报提醒动作，同时控制语音模块发出警报语音信息，继而指导井下人员进行有秩序的疏散；与此同时，地面监控中心监看人员定位信息，以防井下有人员遗留而存在人员事故的隐患，从而有利于将人员事故隐患降低到最低。其中，终端控制器采用德州仪器生产的型号为CC2530芯片；瓦斯检测模块为瓦斯浓度传感器，采用德国SmartGas公司的型号为SM-MAL瓦斯浓度传感器；温湿度检测模块为数字温湿度传感器，选用型号为DHT11的温湿度传感器；人员检测模块为GPS定位器。其中，网络协调器用于接收终端控制器采集的瓦斯浓度数据、温湿度数据和人员定位信息并上传至智能网关，同时也接收智能网关控制信号下传至终端控制器，负责数据链路维护，该网络协调器硬件电路与终端控制器基本相同，因此也采用CC2530作为核心器件，完成组网和数据通信。其中，智能网关是井下采集数据与地面控制数据传输与交换中心，控制数据从这里下传至终端控制器，继而最终到达瓦斯检测模块或温湿度检测模块或人员检测模块；而井下采集数据也由这里传达至地面监控中心；选用STM32F103ZET6芯片。最后需要说明的是，以上公开的本专利技术优选实施例只是用于帮助阐述本专利技术。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该专利技术仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本专利技术的原理和实际应用，从而使所属
技术人员能很好地理解和利用本专利技术。本专利技术仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物联网的矿井瓦斯动态实时监测与预警系统，其特征在于：包括依次连接的终端控制器、数据接收控制器、网络协调器、智能网关、地面监控中心，终端控制器还连接有瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块、声光报警模块和语音模块，终端控制器与数据接收控制器通过ZIGBEE无线通讯方式进行交互通讯；所述终端控制器分别通过瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块实时获取瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据，然后终端控制器将获取到的瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据通过ZIGBEE无线通讯方式传输至数据接收控制器，数据接收控制器再将收到的瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据经过网络协调器、智能网关传输至地面监控中心。

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的矿井瓦斯动态实时监测与预警系统，其特征在于：包括依次连接的终端控制器、数据接收控制器、网络协调器、智能网关、地面监控中心，终端控制器还连接有瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块、声光报警模块和语音模块，终端控制器与数据接收控制器通过ZIGBEE无线通讯方式进行交互通讯；所述终端控制器分别通过瓦斯检测模块、温湿度检测模块、人员检测模块实时获取瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据，然后终端控制器将获取到的瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据通过ZIGBEE无线通讯方式传输至数据接收控制器，数据接收控制器再将收到的瓦斯浓度数据、温湿度数据、人员定位数据经过网络协调器、智能网关传输至地面监控中心。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的矿井瓦斯动态实时监测与预警系统，其特征在于：所述地面监控中心通过智能网关向发出控制信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张茹，
申请(专利权)人：合肥酷庆信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34