[發(fā)明專利]基于WIA無線網(wǎng)絡(luò)的礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410187445.5
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN104005792A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史恒亮;楊賀麗;張思卿;劉傳領(lǐng);鄭林濤
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 羅民健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及地下礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤炭開采量不斷地增加、開采層位也越來越深，煤礦井下水文地質(zhì)條件復(fù)雜，煤礦井下重大突水事故時(shí)有發(fā)生，地下水已成為威脅煤炭安全生產(chǎn)的重要因素。近年來礦井突水一直是影響煤炭安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。為加強(qiáng)礦井水害預(yù)測預(yù)報(bào)，提高礦井防治水害的技術(shù)能力，對煤炭地下水位的實(shí)時(shí)監(jiān)測和提前預(yù)警顯得尤為重要。

傳統(tǒng)的礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)存在布線復(fù)雜，監(jiān)測點(diǎn)相對固定而易出現(xiàn)監(jiān)測盲區(qū)、通信線路維護(hù)成本高等問題。造成井下的監(jiān)控系統(tǒng)不能很好的發(fā)揮作用，井下生產(chǎn)情況不能及時(shí)有效的傳遞給地面監(jiān)控中心。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于WIA無線網(wǎng)絡(luò)的礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)，本監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)性強(qiáng)、運(yùn)行可靠、管理方便、自動化高，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測礦井的水文情況并報(bào)警。

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：基于WIA無線網(wǎng)絡(luò)的礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)，包括用于檢測水文信息的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、用于分析處理檢測信息并將結(jié)果輸出顯示的數(shù)據(jù)管理設(shè)備和用于管理并維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全的網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備，數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)管理設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備之間通過數(shù)據(jù)線路互聯(lián)，所述的數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括多個(gè)用于匯集并轉(zhuǎn)發(fā)檢測信息的監(jiān)測站和通過無線方式與各監(jiān)測站連接的WIA無線網(wǎng)關(guān)，每個(gè)監(jiān)測站均通過有線方式連接有多個(gè)用于檢測不同水文信息的傳感器，所述數(shù)據(jù)管理設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備通過數(shù)據(jù)線路與WIA無線網(wǎng)關(guān)連接。

進(jìn)一步地，所述的監(jiān)測站包括處理器和無線通信模塊，所述處理器與傳感器連接，并通過無線通信模塊與WIA無線網(wǎng)關(guān)無線連接。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)管理設(shè)備包括工控機(jī)和打印機(jī)，工控機(jī)與打印機(jī)相連接，工控機(jī)通過線纜與網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備和WIA無線網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊。

進(jìn)一步地，還設(shè)有一個(gè)與WIA無線網(wǎng)關(guān)相連接的冗余網(wǎng)關(guān)。

進(jìn)一步地，所述的網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備包括存儲有各監(jiān)測站秘鑰的安全管理器和存儲有網(wǎng)絡(luò)配置信息的網(wǎng)絡(luò)管理器。

本發(fā)明的有益效果是：

1、WIA網(wǎng)絡(luò)使用多信道進(jìn)行通信，采用根據(jù)信道自適應(yīng)跳頻機(jī)制，有效抑制突發(fā)性干擾，消除頻率選擇性衰減，滿足了礦井下惡劣環(huán)境的通信高可靠性要求。

2、WIA網(wǎng)絡(luò)存在網(wǎng)關(guān)冗余，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)的熱備份，一旦主網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)問題，冗余網(wǎng)關(guān)馬上接管網(wǎng)絡(luò)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行；利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)測水位的變化趨勢，生成預(yù)警等值線圖，并有數(shù)據(jù)的超限報(bào)警功能，為礦井的水文動態(tài)分析提供有效的分。

3、本發(fā)明布線簡單，傳感器可根據(jù)需要在不同的位置進(jìn)行設(shè)置，而且可進(jìn)行移動，監(jiān)測效果連續(xù)準(zhǔn)確，不易出現(xiàn)盲區(qū)。

附圖說明

圖1為是本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖中，1、數(shù)據(jù)管理設(shè)備，2、網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備，3、數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步具體詳細(xì)的說明。

如圖所示，基于WIA無線網(wǎng)絡(luò)的礦井水文監(jiān)測系統(tǒng)，?包括用于檢測水文信息的數(shù)據(jù)采集設(shè)備3、用于分析處理檢測信息并將結(jié)果輸出顯示的數(shù)據(jù)管理設(shè)備1和用于管理并維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全的網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備2，數(shù)據(jù)采集設(shè)備3、數(shù)據(jù)管理設(shè)備1和網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備2之間通過數(shù)據(jù)線路互聯(lián)，所述的數(shù)據(jù)采集設(shè)備3包括多個(gè)用于匯集并轉(zhuǎn)發(fā)檢測信息的監(jiān)測站和通過無線方式與各監(jiān)測站連接的WIA無線網(wǎng)關(guān)，每個(gè)監(jiān)測站均通過有線方式連接有多個(gè)用于檢測不同水文信息的傳感器，所述數(shù)據(jù)管理設(shè)備1和網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備2通過數(shù)據(jù)線路與WIA無線網(wǎng)關(guān)連接。

本具體實(shí)施方式中，傳感器包括水位傳感器、水壓傳感器和管道流量傳感器。分布在一定區(qū)域內(nèi)的具有一定數(shù)量的這三類傳感器與該區(qū)域所對應(yīng)的的監(jiān)測站相連接；所述的監(jiān)測站包括處理器和無線通信模塊，處理器與所述的三類傳感器連接，并通過無線通信模塊與WIA無線網(wǎng)關(guān)無線連接。處理器可以是低功耗的單片機(jī)，處理器接收傳感器傳來的監(jiān)測信息并處理后，通過無線通信模塊發(fā)送給WIA無線網(wǎng)關(guān)。

本具體實(shí)施方式所述的監(jiān)測站為三個(gè)，分別為監(jiān)測站Ⅰ、監(jiān)測站Ⅱ和監(jiān)測站Ⅲ，其分別與所屬區(qū)域內(nèi)的水位傳感器、水壓傳感器和管道流量傳感器相連接，并將所連接的傳感器所傳來的信息處理后發(fā)送給WIA無線網(wǎng)關(guān)，WIA無線網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)WIA網(wǎng)絡(luò)與工廠內(nèi)的其它網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)映射。每一個(gè)監(jiān)測站和與其連接的傳感器共同組成無線網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)。