【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿用数据采集领域，尤其涉及一种矿用巷道数据收集系统及其数据采集方法。
技术介绍
1、目前国内矿用的数据采集手段有以下几种：
2、专利号为cn200910215635.2公开了一种用电信息采集分站终端、终端及系统，其属于一种有线连接传输结构，有线连接是在传感器上集成灯光报警、光控显示、单片机、a/d转换等，大多是使用rs-485技术将rx tx(读写线)与数据采集器或其他终端设备相连接。这种方法使线控杂乱，部署起来也较为复杂。因为rs-485的缺点比较明显：一个是传输速率较低，常用波特率一般为9600,也就是每秒大约1.2kb；二是会随着距离传输速度会进一步下降。一般来说，rs-485规定的最大传输距离为1200米，所以rs-485会对使用场景有要求，巷道的长度一般都是几公里甚至是十几公里。在巷道中，rs-485需要部署多个中转节点，由于每个传感器集成多个功能模块，体积较大，传感器成本高，并且必须配置有线电源。
3、现在市面上出现了无线连接传输结构，如图1所示,无线传感器的模块主要有单片机、a/d转换、光控显示、无线模块。该采集器可以兼容有线无线类型的传感器，但是随着技术的快速迭代，以及信息化、数字化、工业技术的提升越来越多的问题也暴漏了出来。问题一、在巷道顶板支护场景中，缺少单元支架上安装显示终端的定位功能。在煤矿巷道的顶板支护中，需要用单元支架或超前支架进行支护，每台单元支架上安装有1台显示终端、多个无线传感器，由于支护区域的不断变化，需要将单元支架循环移动，即由尾部移至头部，一旦移动位置
技术实现思路
1、本专利技术目的是针对上述问题，提供一种线路简单、优化传输链路的矿用巷道数据收集系统及其数据采集方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种矿用巷道数据收集系统，包括用于采集巷道内各个信号数据的无线传感器、用于对多个无线传感器中的信号数据进行收集的显示终端、用于对显示终端的采集数据进行汇总的分站终端、用于接收巷道内数据并实现管理的上位机；所述无线传感器、显示终端、分站终端、上位机之间依次连接并实现数据传输操作；所述无线传感器与显示终端通过蓝牙模块无线连接，显示终端与分站终端通过lora模块无线连接，分站终端通过井下工业环网与上位机相连接。
4、进一步的，所述无线传感器包括安装在立柱上的无线压力传感器、安装在顶梁上的无线测距传感器、安装在底座上的无线倾角传感器；所述无线传感器内设置有第一电池、第一蓝牙模块，第一电池与蓝牙模块连接并为第一蓝牙模块供电，无线传感器通过第一蓝牙模块与显示终端无线连接。
5、进一步的，所述显示终端安装在支架上，显示终端内设置有第二电池、第一lora模块、第二蓝牙模块、声光报警模块、物理消警按键、显示屏幕、鼠标；所述第二电池分别与第一lora模块、第二蓝牙模块、声光报警模块、物理消警按键、显示屏幕、鼠标连接并为其供电；显示终端通过第二蓝牙模块与手机或无线传感器内的第一蓝牙传感器无线连接，显示终端通过第一lora模块与分站终端无线连接；所述第二蓝牙模块通过显示屏幕与声光报警模块、物理消警按键、鼠标相连接。
6、进一步的，所述分站终端内设置有第二lora模块、第三蓝牙模块、路由模块、电源；所述电源分别与第二lora模块、第三蓝牙模块、路由模块相连接并为其供电，分站终端通过第二lora模块与显示终端内的第一lora模块无线连接；分站终端通过路由模块与网线的一端相连接，网线的另一端与上位机相连接；分站终端通过第三蓝牙模块与手机无线连接。
7、进一步的，所述显示终端有若干个，若干个显示终端之间通过第一lora模块组成mesh多链路无线连接结构。
8、一种矿用巷道数据收集系统的数据采集方法，其特征在于：包括以下步骤：
9、s1、无线传感器采集到支架的压力数据、顶端距离数据、倾角数据并通过第一蓝牙模块传输给显示终端；
10、s2、显示终端将无线传感器传输的各个数据信息与显示终端内预先设定的数据阈值进行比对，并通过声光报警模块对超出数据阈值的数据信息进行预警操作，实现数据信息的初步筛选；
11、s3、显示终端将初步筛选后的数据通过mesh多链路无线连接结构传输给分站终端；
12、s4、分站终端对显示终端传输过来的数据进行解析并将各个显示终端的编号与各个支架的编号对应；同时，在支架移动后，分站终端对各个显示终端进行重新编号并令其与移动后的支架编号相对应；
13、s5、分站终端将解析并汇总后的显示终端数据信息通过井下工业环网的交换机传输给上位机。
14、进一步的，所述步骤s4中，支架移动前，对头、尾支架以及相邻支架上的物理消警按键进行按压标记；支架移动后，通过相邻支架上显示终端的第一lora模块实现通讯连接，接着通过基于信号传播时间的双边双向方法来对相邻支架之间的间距进行测量，最后通过支架上的按压标记以及相邻支架之间的间距来对移动后的显示终端、移动后的支架进行重新编号。
15、与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：
16、1、本专利技术中的显示终端内装配有移架算法，其通过相邻支架之间的间距以及头、尾支架的按压标记对显示终端以及其所对应的支架进行重新编号，不需要人工去更改支架编号、修改支架信息，减少操作人员工作量的同时保证了其数据上传的正确性；
17、2、本专利技术中无线传感器的使用场景都是围绕显示终端进行，距离从几十公分到数米之间，因此其采用了低功耗的蓝牙模块与显示终端进行连接，以此来实现显示终端对无线传感器内数据的获取；同时该结构的无线传感器只用集成低功耗的蓝牙模块即可，不再需要集成声光报警、显示、a/d转换、rs-485等模块，也不再需要外接电源，缩小传感器体积的同时减少了传感器的硬件成本；
18、3、本专利技术中的显示终端与无线传感器之间采用蓝牙无线连接，显示终端与分站终端之间通过lora实现通讯，分站终端通过有线连接至上位机进行通讯数据传输，其不再需要额外的中转站和传感器有线直连，降低了数据传输链路复杂度、线路部署复杂度的同时提高了数据传输的可靠性，进一步提高了本专利技术的使用效果。
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1.一种矿用巷道数据收集系统，其特征在于：所述矿用巷道数据收集系统包括用于采集巷道内各个信号数据的无线传感器、用于对多个无线传感器中的信号数据进行收集的显示终端、用于对显示终端的采集数据进行汇总的分站终端、用于接收巷道内数据并实现管理的上位机；所述无线传感器、显示终端、分站终端、上位机之间依次连接并实现数据传输操作；所述无线传感器与显示终端通过蓝牙模块无线连接，显示终端与分站终端通过LoRa模块无线连接，分站终端通过井下工业环网与上位机相连接。
2.如权利要求1所述的矿用巷道数据收集系统，其特征在于：所述无线传感器包括安装在立柱上的无线压力传感器、安装在顶梁上的无线测距传感器、安装在底座上的无线倾角传感器；所述无线传感器内设置有第一电池、第一蓝牙模块，第一电池与蓝牙模块连接并为第一蓝牙模块供电，无线传感器通过第一蓝牙模块与显示终端无线连接。
3.如权利要求2所述的矿用巷道数据收集系统，其特征在于：所述显示终端安装在支架上，显示终端内设置有第二电池、第一LoRa模块、第二蓝牙模块、声光报警模块、物理消警按键、显示屏幕、鼠标；所述第二电池分别与第一LoRa模块
4.如权利要求3所述的矿用巷道数据收集系统，其特征在于：所述分站终端内设置有第二LoRa模块、第三蓝牙模块、路由模块、电源；所述电源分别与第二LoRa模块、第三蓝牙模块、路由模块相连接并为其供电，分站终端通过第二LoRa模块与显示终端内的第一LoRa模块无线连接；分站终端通过路由模块与网线的一端相连接，网线的另一端与上位机相连接；分站终端通过第三蓝牙模块与手机无线连接。
5.如权利要求4所述的矿用巷道数据收集系统，其特征在于：所述显示终端有若干个，若干个显示终端之间通过第一LoRa模块组成mesh多链路无线连接结构。
6.一种如权利要求5所述的矿用巷道数据收集系统的数据采集方法，其特征在于：包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的矿用巷道数据收集系统的数据采集方法，其特征在于：所述步骤S4中，支架移动前，对头、尾支架以及相邻支架上的物理消警按键进行按压标记；支架移动后，通过相邻支架上显示终端的第一LoRa模块实现通讯连接，接着通过基于信号传播时间的双边双向方法来对相邻支架之间的间距进行测量，最后通过支架上的按压标记以及相邻支架之间的间距来对移动后的显示终端、移动后的支架进行重新编号。
...【技术特征摘要】
1.一种矿用巷道数据收集系统，其特征在于：所述矿用巷道数据收集系统包括用于采集巷道内各个信号数据的无线传感器、用于对多个无线传感器中的信号数据进行收集的显示终端、用于对显示终端的采集数据进行汇总的分站终端、用于接收巷道内数据并实现管理的上位机；所述无线传感器、显示终端、分站终端、上位机之间依次连接并实现数据传输操作；所述无线传感器与显示终端通过蓝牙模块无线连接，显示终端与分站终端通过lora模块无线连接，分站终端通过井下工业环网与上位机相连接。
2.如权利要求1所述的矿用巷道数据收集系统，其特征在于：所述无线传感器包括安装在立柱上的无线压力传感器、安装在顶梁上的无线测距传感器、安装在底座上的无线倾角传感器；所述无线传感器内设置有第一电池、第一蓝牙模块，第一电池与蓝牙模块连接并为第一蓝牙模块供电，无线传感器通过第一蓝牙模块与显示终端无线连接。
3.如权利要求2所述的矿用巷道数据收集系统，其特征在于：所述显示终端安装在支架上，显示终端内设置有第二电池、第一lora模块、第二蓝牙模块、声光报警模块、物理消警按键、显示屏幕、鼠标；所述第二电池分别与第一lora模块、第二蓝牙模块、声光报警模块、物理消警按键、显示屏幕、鼠标连接并为其供电；显示终端通过第二蓝牙模块与手机或无线传感器内的第一蓝牙传感器无线连接，显示终端通过第...
【专利技术属性】
技术研发人员：张旭和，王春鹏，王振涛，刘世轩，王朋，周立林，李浩源，
申请(专利权)人：郑州恒达智控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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