[實(shí)用新型]ZigBee網(wǎng)絡(luò)的煤礦雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320882557.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN203742667U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜京義;周棟;唐小華;寇水潮;黃瓊;王同明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F17/18
• 分類號(hào): E21F17/18;G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于煤礦安全監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種ZigBee網(wǎng)絡(luò)的煤礦雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在煤礦井下的運(yùn)輸巷道中，除了架線與軌道之外還鋪設(shè)有高壓電纜、風(fēng)管和水管，這些管線都是由金屬材料制成的，由于井下運(yùn)輸大巷非常潮濕，水又多酸性，即使無雜散電流存在，金屬的腐蝕也很嚴(yán)重，而這些井下運(yùn)輸大巷的管線是雜散電流的良好通道，當(dāng)管線中有雜散電流通過時(shí)，金屬腐蝕的程度越大，速度越快。這些區(qū)域存在著大量的不確定非安全因素等，發(fā)生事故時(shí)容易對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)造成致命的破壞，不利于井下環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而雜散電流具有隨機(jī)性需通過連續(xù)觀測(cè)對(duì)其危險(xiǎn)性加以有效評(píng)估。所以煤礦井下雜散電流及其防治問題一直受到人們的重視。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種ZigBee網(wǎng)絡(luò)的煤礦雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，解決井下近距離通信問題，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)某掷m(xù)性，系統(tǒng)的可靠性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：ZigBee網(wǎng)絡(luò)的煤礦雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述的雜散電流檢測(cè)系統(tǒng)包括微弱雜散電流檢測(cè)系統(tǒng)、ZigBee網(wǎng)絡(luò)的雜散電流信號(hào)采集系統(tǒng)、嵌入式網(wǎng)關(guān)；所述的微弱雜散電流檢測(cè)系統(tǒng)依次與ZigBee網(wǎng)絡(luò)的雜散電流信號(hào)采集系統(tǒng)和嵌入式網(wǎng)關(guān)連接；

所述的微弱雜散電流檢測(cè)系統(tǒng)包括探針模塊、Langevin非線性雙穩(wěn)態(tài)電路系統(tǒng)模塊、調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊，探針模塊將探測(cè)到雜散電流輸入到Langevin非線性雙穩(wěn)態(tài)電路系統(tǒng)模塊中，同時(shí)，調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出信號(hào)也輸入到Langevin非線性雙穩(wěn)態(tài)電路系統(tǒng)模塊中，Langevin非線性雙穩(wěn)態(tài)電路系統(tǒng)模塊輸出送入到ZigBee終端節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集接口；

所述的ZigBee網(wǎng)絡(luò)的雜散電流信號(hào)采集系統(tǒng)：一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，N個(gè)路由節(jié)點(diǎn)，M個(gè)終端節(jié)點(diǎn)；整個(gè)采集系統(tǒng)可容納有L個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)ZigBee終端節(jié)點(diǎn)采集到的雜散電流數(shù)據(jù)，通過ZigBee終端節(jié)點(diǎn)上無線發(fā)送模塊發(fā)送至ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由節(jié)點(diǎn)中，ZigBee路由節(jié)點(diǎn)通過路由算法，雜散電流數(shù)據(jù)將在ZigBee路由節(jié)點(diǎn)間通過無線傳輸方式最終匯聚到ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)中，ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過無線方式接收雜散電流數(shù)據(jù)，接收到的數(shù)據(jù)送入到與嵌入式網(wǎng)關(guān)相連接的串口；

所述的嵌入式網(wǎng)關(guān)：嵌入式網(wǎng)關(guān)的串口與ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的串口通訊連接，嵌入式網(wǎng)關(guān)的以太網(wǎng)接口與礦井下以太網(wǎng)相連接，嵌入式網(wǎng)關(guān)是基于WinCE操作系統(tǒng)下，采用.NET多線程機(jī)制編程，通過對(duì)串口和網(wǎng)口的獨(dú)立讀寫操作，實(shí)現(xiàn)串口參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收端口參數(shù)設(shè)置，將嵌入式網(wǎng)關(guān)串口讀入數(shù)據(jù)送入到嵌入式網(wǎng)關(guān)網(wǎng)口發(fā)送；嵌入式網(wǎng)關(guān)網(wǎng)口讀入數(shù)據(jù)送入到串口并發(fā)送。

所述的調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，AT89C52信號(hào)發(fā)生控制芯片控制DAC7614模擬電壓信號(hào)輸出產(chǎn)生模擬電壓，模擬電壓送到MAX038信號(hào)發(fā)生芯片，AT89C52信號(hào)發(fā)生控制芯片控制CD4051B多路復(fù)用器其中一路導(dǎo)通，完成調(diào)制信號(hào)輸出控制，調(diào)制信號(hào)輸出一端與LM311電壓比較器連接，?LM311電壓比較器輸出與AT89C52信號(hào)發(fā)生控制芯片相連接，反饋調(diào)制信號(hào)頻率，AT89C52信號(hào)發(fā)生控制芯片與SN74HC245數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路及LG3641AH顯示數(shù)碼管相連接。

所述的當(dāng)雜散電流通過探針模塊送入Langevin非線性雙穩(wěn)態(tài)電路系統(tǒng)模塊中，同時(shí)，調(diào)制信號(hào)也送入到AD835混頻器電路，經(jīng)過AD835混頻器電路后輸出為雜散電流與調(diào)制信號(hào)的混頻信號(hào)，混頻信號(hào)送入到MC33078放大K倍電路中進(jìn)行放大，放大后的混頻信號(hào)送入到MC33078加法電路中，MC33078加法電路輸出為加和信號(hào)，將加和信號(hào)送入到MC33078積分電路中，經(jīng)過MC33078積分電路處理后的加和信號(hào)成為積分信號(hào)，積分信號(hào)分別送與檢測(cè)輸出信號(hào)接口、MC33078放大a倍電路輸入接口、AD835乘法器1的兩個(gè)輸入接口、AD835乘法器2的其中一個(gè)輸入接口連接，MC33078放大a倍電路輸出接口與MC33078加法電路的一個(gè)輸入接口連接，AD835乘法器1的輸出接口與AD835乘法器2的一個(gè)輸入接口連接，AD835乘法器2的輸出接口與MC33078放大b倍電路輸入接口連接，MC33078放大b倍電路輸出接口與MC33078加法電路的一個(gè)輸入接口連接。檢測(cè)輸出信號(hào)接口與ZigBee終端節(jié)點(diǎn)連接，ZigBee終端節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換完成雜散電流數(shù)據(jù)采集。