[實用新型]一種基于zigbee技術的巷道頂板壓力監測系統

有效

• 申請號: 201420703519.1
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN204238980U
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 李學哲;張有東;劉軍明
• 申請（專利權）人: 華北科技學院
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 周發軍

技術領域

本實用新型涉及監測領域，尤其為一種基于zigbee技術的巷道頂板壓力監測系統。

背景技術

煤礦巷道壓力情況分析是巷道支護監測的重要內容。動態觀測巷道受力狀態對于驗證巷道支護效果、監控礦壓變化規律、保障礦井安全生產等具有重大的意義。目前，國內外利用不同原理已研制了一些煤礦巷道壓力檢測儀器。這些儀器雖然在一定程度上解決了煤礦現場礦壓監測的問題，但普遍存在價格昂貴、測量效率和精度低、抗干擾能力差、很難實現測量結果的自動傳輸、處理和綜合分析等不足，限制著其在煤礦領域的進一步發展。隨著技術的進步，各種基于有線網絡的自動化煤礦壓力監測系統相繼出現，但有線網絡系統存在如下明顯不足：有線通訊方式布線復雜，勞動強度大，安裝和維護不方便，維護成本高。網絡結構不靈活，不適合工作面推進的動態變化要求、擴展性差。監測點相對固定，容易出現監測盲區。

近年來，ZigBee無線網絡技術迅速發展起來，并在煤礦領域得到了廣泛應用。ZigBee是一種基于IEEE?802.15.4協議的短距離、低功耗、低復雜度、低成本的無線網絡技術。針對ZigBee技術的特點和煤礦巷道壓力監測技術的現狀，現研究一種基于ZigBee無線傳感器網絡的巷道壓力智能監測系統。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型提供了一種基于zigbee技術的巷道頂板壓力監測系統，該系統利用智能傳感器節點實現巷道壓力狀態的精確測量，以無線通信的方式將測量結果傳送給分站，并由分站上傳地面監控計算機，監控計算機可以直接接收結果并進行數據存儲、計算和分析，實現井下巷道壓力情況的實時、可靠監測。

為了解決上述問題，本實用新型提供的技術方案為：一種基于zigbee技術的巷道頂板壓力監測系統，包括地面監控平臺和井下無線傳感器網絡，所述地面監控平臺與井下無線傳感器網絡通過光纖環網互相通信，所述井下無線傳感器網絡包括zigbee匯聚節點和傳感器節點，所述zigbee匯聚節點至少為1個，所述每個zigbee匯聚節點對應連接六個傳感器節點，所述各傳感器節點均勻分布在巷道斷面上。

優選的，所述傳感器節點和zigbee匯聚節點采用高性能單片機STC12C5A芯片設計而成。

優選的，所述各傳感器節點均為錨桿測力傳感器。

優選的，所述錨桿測力傳感器包括儀表本體、錨桿、緊固螺母、扭矩模塊和錨盤，所述儀表本體的后端連接有錨桿，所述儀表本體后端與錨桿之間依次套有緊固螺母、錨盤和扭矩模塊，所述緊固螺母、錨盤和扭矩模塊之間緊密接觸，所述錨桿深入巖層中。

優選的，所述地面監控平臺為監控計算機，所述監控計算機通過RS485總線的方式和光纖環網相連接。

優選的，所述zigbee匯聚節點通過RS485總線的方式和光纖環網相連接。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果為：本實用新型利用智能傳感器節點實現巷道壓力的精確測量，以無線通信的方式將測量結果傳送給匯聚節點，并由匯聚節點上傳地面監控計算機，實現井下巷道壓力狀態的實時、可靠監測，并對可能發生的安全事故做出提前預警。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的傳感器節點布置圖；

圖3為本實用新型的錨桿測力傳感器結構示意圖。

具體實施方式

下面對本實用新型做進一步說明：

結合圖1、圖2、圖3：一種基于zigbee技術的巷道頂板壓力監測系統，包括地面監控平臺和井下無線傳感器網絡，地面監控平臺與井下無線傳感器網絡通過光纖環網互相通信，井下無線傳感器網絡包括zigbee匯聚節點和傳感器節點，zigbee匯聚節點至少為1個，每個zigbee匯聚節點對應連接六個傳感器節點，各傳感器節點均勻分布在巷道斷面上。

優選的，傳感器節點和zigbee匯聚節點采用高性能單片機STC12C5A芯片設計而成。

優選的，各傳感器節點均為錨桿測力傳感器。

優選的，錨桿測力傳感器包括儀表本體、錨桿、緊固螺母、扭矩模塊和錨盤，儀表本體的后端連接有錨桿，儀表本體后端與錨桿之間依次套有緊固螺母、錨盤和扭矩模塊，緊固螺母、錨盤和扭矩模塊之間緊密接觸，錨桿深入巖層中。

優選的，地面監控平臺為監控計算機，監控計算機通過RS485總線的方式和光纖環網相連接。

優選的，zigbee匯聚節點通過RS485總線的方式和光纖環網相連接。

以下為本實用新型的功能原理介紹：