一种矿用烟雾报警系统及其实现方法技术方案

一种矿用烟雾报警系统及其实现方法，包括烟雾报警系统主体，所述烟雾报警系统主体上设置有控制模块、烟雾检测模块、通信模块和报警模块；所述控制模块包括单片机控制器；所述烟雾检测模块包括烟雾信号采集电路、信号放大电路和A/D转换电路；所述通信模块包括Zigbee无线模块、通信站和用户端；所述报警模块包括液晶显示屏、声光报警器。本发明专利技术在实际测试中，系统稳定，井下烟雾浓度检测范围大、准确度高，无线信号传输干扰小、失真率低，实现了井下烟雾浓度检测网络及报警系统，适合推广应用。 1

【技术实现步骤摘要】
一种矿用烟雾报警系统及其实现方法
本专利技术涉及煤矿开采安全相关
，具体为一种矿用烟雾报警系统及其实现方法。
技术介绍
煤矿火灾的发生伴随着大量的烟雾，尤其是井下火灾事故，由于通风、管理等原因，井下微小的火灾事故都极有可能引发大规模井下火灾及瓦斯爆炸事故。因此，做好井下火灾防范措施、增大烟雾检测力度和范围势在必行。本专利技术针对煤矿井下封闭性严的特点，采用智能控制技术和无线通信技术，着重解决井下烟雾动态检测问题，并形成检测网络。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种矿用烟雾报警系统及其实现方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种矿用烟雾报警系统及其实现方法，包括烟雾报警系统主体，所述烟雾报警系统主体上设置有控制模块、烟雾检测模块、通信模块和报警模块；所述控制模块包括单片机控制器；所述烟雾检测模块包括烟雾信号采集电路、信号放大电路和A/D转换电路；所述通信模块包括Zigbee无线模块、通信站和用户端；所述报警模块包括液晶显示屏、声光报警器。优选的，所述烟雾信号采集电路中主检测元件采用MQ-2气敏式烟雾传感器，所述烟雾信号采集电路的信号输出端口与信号放大电路中放大器的输入端口电性相连。优选的，所述信号放大电路中放大器的输出端口与A/D转换电路中模拟信号端口电性相连；所述A/D转换电路的数字信号端口与单片机控制器的P1引脚电性相连。优选的，所述单片机控制器采用包含外置扩展口的AT89C52单片机。优选的，所述Zigbee无线模块的通信端口与单片机控制器的P1引脚电性相连；所述Zigbee无线模块与通信站之间可进行无线信息传输；所述通信站内部含有无线信号放大器，可将无线信号传输距离扩大至1000米。优选的，所述Zigbee无线模块采用加强版CC2530开发套件，信号传输距离为400米；所述用户端为PC机，采用windowsxp操作系统。优选的，所述通信站之间通过光缆进行信号传输，所述光缆采用型号为GYFTZY-48B1的非金属阻燃式光缆，其中48芯光纤中的24芯作为预留通信线路。优选的，所述液晶显示屏的信号输入端口与单片机控制器的信号控制端口电性相连；所述声光报警器的信号输入端口与单片机控制器的信号控制端口电性相连。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术针对煤矿井下封闭性严的特点，采用智能控制技术和无线通信技术，着重解决井下烟雾动态检测问题，并形成检测网络。具体功能及优势如下：1、液晶显示屏用来动态显示烟雾浓度值，便于井下工人随时了解烟雾浓度；2、A/D转换电路的功能是将模拟量的烟雾信号转换成数字量，以方便单片机控制器识别、处理；3、信号放大电路用于放大、滤波、处理报警信号以满足单片机控制器对输入信号的要求；4、烟雾信号采集电路主要构成为MQ-2气敏式烟雾传感器，这种烟雾传感器的材料主要为二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式N型半导体，当处于200～300℃温度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加，当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒受到该烟雾的调制而变化，就会引起表面电导率的变化，利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息；5、声光报警器在单片机控制器检测到烟雾浓度超过预定阈值启动声光报警；6、用户端为PC机，当单片机控制器检测到烟雾浓度超过预定阈值时，自动控制Zigbee无线模块发出无线控制指令，传输至通信站后，将无线控制信号放大再传输，最终抵达用户端，使负责人可以掌握井下烟雾浓度的动态情况；此外，通信站之间是通过有线的光缆通信方式来实现信息传输的，通信站工作人员及负责人亦可随时查询井下烟雾浓度现状；7、单片机控制器采用AT89C52，这是一个低电压高性能的CMOS8位单片机片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM)，采用高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器Flash存储单元。附图说明图1为本专利技术一种矿用烟雾报警系统及其实现方法的电路结构框图。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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种矿用烟雾报警系统及其实现方法，包括烟雾报警系统主体，所述烟雾报警系统主体上设置有控制模块、烟雾检测模块、通信模块和报警模块；所述控制模块包括单片机控制器；所述烟雾检测模块包括烟雾信号采集电路、信号放大电路和A/D转换电路；所述通信模块包括Zigbee无线模块、通信站和用户端；所述报警模块包括液晶显示屏、声光报警器。其中，所述烟雾信号采集电路中主检测元件采用MQ-2气敏式烟雾传感器，所述烟雾信号采集电路的信号输出端口与信号放大电路中放大器的输入端口电性相连。其中，所述信号放大电路中放大器的输出端口与A/D转换电路中模拟信号端口电性相连；所述A/D转换电路的数字信号端口与单片机控制器的P1引脚电性相连。其中，所述单片机控制器采用包含外置扩展口的AT89C52单片机。其中，所述Zigbee无线模块的通信端口与单片机控制器的P1引脚电性相连；所述Zigbee无线模块与通信站之间可进行无线信息传输；所述通信站内部含有无线信号放大器，可将无线信号传输距离扩大至1000米。其中，所述Zigbee无线模块采用加强版CC2530开发套件，信号传输距离为400米；所述用户端为PC机，采用windowsxp操作系统。其中，所述通信站之间通过光缆进行信号传输，所述光缆采用型号为GYFTZY-48B1的非金属阻燃式光缆，其中48芯光纤中的24芯作为预留通信线路。其中，所述液晶显示屏的信号输入端口与单片机控制器的信号控制端口电性相连；所述声光报警器的信号输入端口与单片机控制器的信号控制端口电性相连。工作原理：使用前，首先根据井下实际情况，将MQ-2气敏式烟雾传感器均匀分布于井下巷道、掘进面等环境中，然后，根据地面实际情况，来设定不同数量的通信站，在设定通信站时，要保证通信站在井下最近Zigbee无线模块的通信距离范围内。另外，通信站也可以与监控室、电基站等设施并列使用。使用时，启动整个系统后，MQ-2气敏式烟雾传感器开始动态检测井下烟雾浓度，检测信号经信号放大电路的放大作用后更加稳定传输，后经过A/D转换电路将检测信号模拟量转换为可供单片机控制器识别与处理的数字量，最后，单片机控制器识别出该信号后，将该检测数据与单片机控制器存储的设定范围进行对比，当检测数据在设定范围内时，仅在井下液晶显示屏上动态显示，当检测数据超出设定范围时，即可在井下液晶显示屏上动态显示，又可通过Zigbee无线模块及通信站在地面通信站和用户端PC机上查看，与此同时，声光报警器在井下及地面同时发出报警声光信号。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用烟雾报警系统及其实现方法，包括烟雾报警系统主体，所述烟雾报警系统

【技术特征摘要】
1.一种矿用烟雾报警系统及其实现方法，包括烟雾报警系统主体，所述烟雾报警系统主体上设置有控制模块、烟雾检测模块、通信模块和报警模块；所述控制模块包括单片机控制器；所述烟雾检测模块包括烟雾信号采集电路、信号放大电路和A/D转换电路；所述通信模块包括Zigbee无线模块、通信站和用户端；所述报警模块包括液晶显示屏、声光报警器。2.根据权利要求1所述的一种矿用烟雾报警系统及其实现方法，其特征在于：所述烟雾信号采集电路中主检测元件采用MQ-2气敏式烟雾传感器，所述烟雾信号采集电路的信号输出端口与信号放大电路中放大器的输入端口电性相连。3.根据权利要求1所述的一种矿用烟雾报警系统及其实现方法，其特征在于：所述信号放大电路中放大器的输出端口与A/D转换电路中模拟信号端口电性相连；所述A/D转换电路的数字信号端口与单片机控制器的P1引脚电性相连。4.根据权利要求1所述的一种矿用烟雾报警系统及其实现方法，其特征在于：所述单片机控制器采用包含外置扩展口的AT89C52单片机。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：任翔，郭梦圆，马济浙，董大鹏，胡凡，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34