[實用新型]基于Zigbee技術的煤礦通風機無線監控系統

有效

• 申請號: 201320457351.6
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN203516158U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 韓濤;黃友銳;凌六一;曲立國;唐超禮
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及煤礦安全生產監控領域，具體為一種基于Zigbee技術的煤礦用通風機無線監控系統。?

背景技術

近幾年，隨著國民經濟的快速發展和基礎設施建設步伐的加快，能源需求增長加速，煤炭產量也迅速增長。煤礦生產的一個最重要的問題之一便是安全問題，而礦井通風是煤礦安全生產中不可缺少的主要環節，如何實現煤礦通風機在線監測，實時觀察各個通風機的運行狀態并且要求能有效、快速對井下設備執行相應的控制操作變得至關重要。通風機是一種促使空氣流通的一種電機設備，煤礦上主要是用來將地面上的新鮮空氣輸送到井下巷道中，保證井下新鮮空氣充足，降低瓦斯濃度等作用。它的安全運行是整個煤礦正常安全生產的必要保證。目前礦用通風機監控系統信息集成能力不強，系統不開放、成本較高而效率較低。首先，礦用通風機需要監控的參數眾多，如電動機電壓、電流、軸溫、風速、風量和瓦斯濃度等，每個參數測量位置大不相同，監控系統的布線復雜繁瑣，容易出錯。其次，礦用通風機采用有線監控，由于監控參數眾多，位置不同，需要布設大量通訊線，成本較高。再次，若采用普通無線通信方式設計監控系統，則通訊的可靠性又會大大降低。另外現有通風機監控系統的擴展性較差，若要增加或者減少若干個監控點，則需要重新增加或者減少布線，系統程序也將需要重新設置，十分繁瑣。以上這些說明現有礦用通風機的監控系統還存在著些許的不足需要改進。目前基于Zigbee技術的無線監控系統正在迅速發展，將各個監控點和上位機都設為各個通信節點，通過Zigbee無線通信技術實現監控點和上位機的數據傳輸，這種監控系統既節省了成本，減輕了布線的工作量，更加保證了數據的實時性和安全性，增加了系統的可拓展性。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于Zigbee技術的通風機無線監控系統，以實現煤礦通風機的無線監控、降低成本和減少系統的繁復程度。?

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：?

基于Zigbee技術的煤礦通風機無線監控系統，其特征是由上位機主站和傳感器分站兩部分組成，上位機主站是由上位機和網關節點組成，網關節點由CC2530最小系統、電源模塊、?電平變換和顯示電路組成，傳感器分站由C?C2530最小系統、電源模塊、電壓互感器、電流互感器、溫濕度傳感器、瓦斯傳感器、氣壓傳感器電路組成，上位機主站和傳感器分站之間通過Zigbee技術進行無線通信，將傳感器分站采集到的數據發送到上位機主站中進行監控。?

所述的基于Zigbee技術的煤礦通風機無線監控系統，其特征在于：各種傳感器模塊不再通過有線的方式與上位機進行相連接，而是通過各自連接的終端節點，通過天線與上位機進行無線連接。?

所述的基于Zigbee技術的煤礦通風機無線監控系統，其特征在于：電源模塊、相應的傳感器模塊和以C?C2530為主控芯片的終端節點三者相連，構成相應的傳感器分站。?

所述的基于Zigbee技術的煤礦通風機無線監控系統，其特征在于：電源模塊、上位機和以CC2530為主控芯片的網關節點通過USB接口進行相連，組成了上位機主站。?

本實用新型的工作原理是：所有傳感器模塊采集到的數據直接傳輸到終端節點中。所有終端節點與網關節點組成Zigbee無線網絡，各個終端節點收到的傳感器模塊發送的數據后通過無線通信傳輸給網關節點。網關節點通過USB接口再送到上位機當中，上位機將這些傳感器模塊采集到的數據在監控軟件的界面中相應的位置上實時顯示出來。上位機的任何操作指令，通過USB接口先傳送到網關節點，網關節點再通過無線通信發送到相應的終端節點上，終端節點根據接收到的操作指令直接對傳感器模塊進行操作，使傳感器模塊做出相應動作。整個過程中每個傳感器分站和上位機主站之間的通信全部采用Zigbee技術進行無線通信。本實用新型將Zigbee技術用于通風機的監控當中，保障了煤礦惡劣環境中通風機監控的實時性和物理安全性。?

與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在：?

本實用新型采用上位機主站和傳感器分站之間通過Zigbee技術組成無線網絡，從而實現對煤礦用通風機進行實時監控，其中傳感器分站與上位機主站通過無線通信，避免了傳統監控系統中，傳感器與上位機進行有線連接通信的布線復雜，設置繁瑣，工作量大，容易出錯的缺點，更進一步降低了布線所需要的成本投入。采用基于Zigbee技術組成無線網絡，則提高了通信的準確性，增加了系統的可擴展性。使得本實用新型更加簡單，準確，可靠。?

附圖說明

圖1為本實用新型的礦用通風機無線監控系統示意圖。?