[實用新型]一種結合CAN總線與ZigBee技術的井下監控分站系統

有效

• 申請號: 201720328336.X
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN206681796U
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 陳亮;徐善永;韓濤;張小兵
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;G05B19/042;H04L12/40;H04W4/02;H04W84/18;G08C17/02;G08C19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于井下瓦斯濃度、溫度、濕度以及人員定位的監控分站系統，具體指一種結合了CAN總線技術和ZigBee無線通信技術的井下監控分站系統。

背景技術

井下監測分站位于井下終端設備和地面監控主站之間，是井下安全監控模塊與地面安全監控中心之間的傳輸樞紐，負責井下環境信息的參數采集與處理，并將信息上傳至地面中心站。為有效保障井下員工的生命安全和煤礦企業的安全生產，一個完善的礦井安全監測分站必不可少。以往的井下環境信息采集系統都是有線網絡結構，由于煤礦礦井井下地質條件復雜，生產條件惡劣，給設備和電纜帶來部署不便和安裝維護困難。并且有線網絡設備不具移動性，可擴展性較差，很難全面監測煤礦所有區域。隨著電子技術和通信技術的不斷進步和發展，對井下各種環境參數的監測可用采取有線與無線通信技術相結合的解決方案。

ZigBee是近年來發展起來的一種新興短距離無線傳輸協議標準，與其他無線傳輸相比具有功耗低、抗干擾能力強、易于擴展等特點，能夠滿足井下小型廉價設備的無線聯網和控制。井下設備數據通信量有限，且所有無線發送設備是有源設備，采用電池供電。因此適合采用低功耗的Zigbee技術實現傳輸功能。所采集的信息需及時準確地上傳至地面控制中心，因此適合采用CAN總線技術實現與上位機的信息傳輸。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了避免傳統有線通信不具移動性、擴展性差、不便安裝維護等不足，設計出一種結合CAN總線和ZigBee技術的井下監控分站系統，本實用新型通過ZigBee無線通信技術，向下與傳感器組成的無線傳感網絡實現現場數據信息的采集；通過CAN總線技術，向上與地面控制中心進行數據信息的傳輸，降低了成本，增強了檢測系統的靈活性和擴展性，增強了信息傳輸的實時性和可靠性。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種基于CAN總線技術和ZigBee無線通信技術的井下監控分站系統，其特征是由微處理器、網絡通信接口、設備監控電路、人機對話功能電路、電源電路等部分構成。微處理器采用內嵌RAM、EPROM和EEPROM的單片機；網絡通信接口包括與地面控制中心相聯的CAN總線接口、與井下ZigBee網絡通信并實現ZigBee協調器功能的無線模塊；設備監控電路包括對井下設備的監測與控制電路；人機對話功能部件包括按鍵和LCD顯示器。

與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在：

本實用新型將CAN總線技術和ZigBee無線通信技術有效地結合起來，極大地節約了成本，增加了系統的靈活性。ZigBee網絡實現井下環境參數的監測和人員位置信息的獲取，監測分站通過CAN總線的有線通信方式向井上監控中心站傳遞環境監測、人/車位置以及煤機設備狀態信息，而監控中心站通過監測分站實現對井下信息的采集與設備的控制，本地煤機設備的斷電閉鎖與解鎖可由監測分站獨立完成，人機對話功能部件則用于監測分站相關參數的設置和改寫。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，是所述一種基于ZigBee技術的井下監控分站系統整體結構示意圖。它是由微處理器、網絡通信接口、設備監控電路、人機對話功能電路、電源電路等部分構成。微處理器采用內嵌RAM、EPROM和EEPROM的單片機；網絡通信接口包括與地面控制中心相聯的CAN總線接口、與井下ZigBee網絡通信并實現ZigBee協調器功能的無線模塊；設備監控電路包括對井下設備的監測與控制電路；人機對話功能部件包括按鍵和LCD顯示器。

本實用新型工作時，井下需要監測的位置組成一個監測節點，這些監測節點通過各種傳感器監測該位置的情況，并通過ZigBee無線通信技術將監測到的數據發到中央監控節點監控分站，監控分站通過CAN總線的有線通信方式向井上監控中心站傳遞環境監測、人/車位置以及煤機設備狀態信息。使得監控中心能夠及時掌握礦井下面的情況，一旦出現異常可以及時通知應對，極大地保障了安全生產。