基于多種無線通信的煤礦主副井井口人煤料檢測統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多種無線通信的煤礦主副井井口人煤料檢測統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，其特征是由監(jiān)控中心、主井分站、箕斗終端、副井分站、人員終端和礦車終端組成。其通過無線數(shù)傳技術(shù)、無線Wi?Fi技術(shù)和無線ZigBee技術(shù)將煤礦主井副井井口的箕斗運(yùn)煤情況、出入井人員健康狀況、入井必備設(shè)備攜帶情況、礦車物料運(yùn)輸情況等進(jìn)行了準(zhǔn)確快速的檢測統(tǒng)計(jì)，加強(qiáng)了煤礦井下的管理，提高了煤礦生產(chǎn)自動化智能化程度，促進(jìn)了煤礦的安全生產(chǎn)。
【專利說明】
基于多種無線通信的煤礦主副井井口人煤料檢測統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于無線數(shù)傳通信、無線W1-Fi通信和無線ZigBee通信的用于煤礦主井、副井井口對箕斗運(yùn)煤情況、出入井人員身體狀況、人員必備設(shè)備攜帶情況和礦車運(yùn)輸物料情況的檢測統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭作為我國能源消耗的主要產(chǎn)品，目前仍然是我國能源的主要提供產(chǎn)品，其帶動國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值方面仍然占據(jù)著主導(dǎo)地位。但由于煤礦企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境惡劣、復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)對出入井的人員、物料、煤的產(chǎn)量準(zhǔn)確、快速、便捷的監(jiān)控。
[0003]煤礦的主井負(fù)責(zé)出煤，副井負(fù)責(zé)出入人員、物料，由于煤礦開采量大，需要進(jìn)行第一線開采工作的人員較多，出入井次數(shù)較頻繁，物料消耗較大等因素，因此煤礦主井副井井口的監(jiān)控管理一直是煤炭企業(yè)管理的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0004]現(xiàn)有煤礦井口監(jiān)控主要分為兩種:一種是大多數(shù)煤礦正在使用的方法，即完全通過人工的手寫筆錄對物料、人員出入井情況進(jìn)行記錄;另一種是一小部分煤礦正在使用的，即通過人員佩戴射頻識別標(biāo)簽RFID，對出入井的人員進(jìn)行識別記錄，通過軌道傳感器對運(yùn)輸煤和物料的礦車進(jìn)行計(jì)數(shù)監(jiān)控。完全通過人工的手寫筆錄，不僅成本高，管理效果差，而且極易出錯(cuò)。而使用射頻標(biāo)簽的方法，由于射頻標(biāo)簽僅僅只能對人員身份進(jìn)行識別，無法及時(shí)判斷人員是否攜帶必備設(shè)備，如自救器、礦燈等，無法檢測入井人員的身體狀況，如是否飲酒等，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)入井人員的安全隱患，管理效果差，安全性較低。現(xiàn)有軌道傳感器監(jiān)控礦車只能統(tǒng)計(jì)礦車運(yùn)輸物料的次數(shù)，而無法進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)礦車運(yùn)輸物料的種類、型號、數(shù)量等信息，統(tǒng)計(jì)信息較少，功能單一?，F(xiàn)有井口監(jiān)控系統(tǒng)都采用有線連接的傳輸方式，連接線數(shù)量多、成本高，系統(tǒng)接線設(shè)置復(fù)雜繁瑣，后期維護(hù)困難大，并且主、副井井口監(jiān)控獨(dú)立，無法實(shí)現(xiàn)集中、統(tǒng)一、實(shí)時(shí)的監(jiān)控，自動化智能化程度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明的目的是為了提供一種基于多種無線通信的煤礦主副井井口人煤料檢測統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，加強(qiáng)煤礦井下的管理，提高煤礦自動化智能化程度，增加煤礦生產(chǎn)的安全性，降低成本。
[0006]本發(fā)明能夠通過多種無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對主井箕斗運(yùn)煤情況，副井出入井人員身體健康狀況和必備設(shè)備攜帶情況，副井礦車運(yùn)輸物料種類、型號、數(shù)量的集中檢測統(tǒng)計(jì)功能;提高煤礦生產(chǎn)的自動化智能化，極大地保障了入井人員的安全性。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0008]基于多種無線通信的煤礦主副井井口人煤料檢測統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，其特征是由監(jiān)控中心、主井分站、箕斗終端、副井分站、人員終端和礦車終端組成;所述監(jiān)控中心是由工控機(jī)、顯示器、鍵盤、網(wǎng)卡、ARM處理器、數(shù)傳電臺組成;所述主井分站由電源、ARM處理器、按鍵、顯示屏、數(shù)傳電臺和W1-Fi模塊組成;所述箕斗終端由電源、ARM處理器、W1-Fi模塊和稱重傳感器組成;所述副井分站由副井控制端、副井如端和副井后端組成;所述副井控制端由電源、ARM處理器、按鍵、顯示屏、數(shù)傳電臺和ZigBee模塊組成;所述副井前端和副井后端都是由電源、ARM處理器、ZigBee模塊和W1-Fi模塊組成;所述人員終端由人員模塊、自救器模塊和礦燈模塊組成;所述人員模塊由電源、ARM處理器、W1-Fi模塊、身體狀況檢測模塊和ZigBee模塊組成;所述自救器模塊由電源、CC2530控制器和自救器狀態(tài)檢測模塊組成;所述礦燈模塊由電源、CC2530控制器和礦燈狀態(tài)檢測模塊組成;所述礦車終端由電源、ARM處理器、W1-Fi模塊、稱重傳感器和物料信息設(shè)置模塊組成;所述監(jiān)控中心和主井分站、副井分站通過無線數(shù)傳信號連接通信;所述主井分站與箕斗終端通過W1-Fi連接通信;所述副井分站與人員終端、礦車終端通過W1-Fi連接通信;所述副井控制端與副井前端、g[J井后端通過ZigBee連接通信;所述人員模塊與自救器模塊、礦燈模塊通過ZigBee連接通信。
[0009]本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0010]本發(fā)明用于煤礦主井、副井井口對人物料相關(guān)信息的集中檢測統(tǒng)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了煤礦主井出煤量的自動統(tǒng)計(jì)工作;實(shí)現(xiàn)了自動統(tǒng)計(jì)副井出入井人員數(shù)量，能自動檢測人員是否攜帶必備設(shè)備，檢測入井人員隨身攜帶的自救器使用情況、可能的故障等信息，檢測入井人員隨身攜帶的礦燈使用情況、剩余電量等信息，能自動檢測出入井人員的身體狀況，是否飲酒等信息，對入井人員提供了極大地安全保護(hù)，體現(xiàn)了以人為本的精神，同時(shí)減少了煤礦生產(chǎn)的安全隱患，提高了生產(chǎn)的效率和安全性。實(shí)現(xiàn)了智能統(tǒng)計(jì)副井礦車運(yùn)輸?shù)拇螖?shù)，礦車運(yùn)輸物料種類、型號、數(shù)量和運(yùn)輸物料的重量。統(tǒng)計(jì)檢測信息綜合多樣、功能強(qiáng)大，加強(qiáng)了煤礦井下的管理，極大地提高了煤礦生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)的自動化智能化水平，減少了人力成本，提高了可靠性。本發(fā)明采用了無線數(shù)傳技術(shù)、無線W1-Fi技術(shù)和無線ZigBee技術(shù)進(jìn)行通信，極大降低了系統(tǒng)成本，提高了系統(tǒng)的易用性，避免了發(fā)雜繁重的接線工作，減小了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，最大限度的避免了系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，是所述基于多種無線通信的煤礦主副井井口人煤料檢測統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其特征是由監(jiān)控中心、主井分站、箕斗終端、副井分站、人員終端和礦車終端組成;所述監(jiān)控中心是由工控機(jī)、顯示器、鍵盤、網(wǎng)卡、ARM處理器、數(shù)傳電臺組成;所述主井分站由電源、ARM處理器、按鍵、顯示屏、數(shù)傳電臺和W1-Fi模塊組成;所述箕斗終端由電源、ARM處理器、W1-Fi模塊和稱重傳感器組成;所述副井分站由副井控制端、副井前端和副井后端組成;所述副井控制端由電源、ARM處理器、按鍵、顯示屏、數(shù)傳電臺和ZigBee模塊組成;所述副井前端和副井后端都是由電源、ARM處理器、ZigBee模塊和W1-Fi模塊組成;所述人員終端由人員模塊、自救器模塊和礦燈模塊組成;所述人員模塊由電源、ARM處理器、W1-Fi模塊、身體狀況檢測模塊和ZigBee模塊組成;所述自救器模塊由電源、CC2530控制器和自救器狀態(tài)檢測模塊組成;所述礦燈模塊由電源、CC2530控制器和礦燈狀態(tài)檢測模塊組成;所述礦車終端由電源、ARM處理器、W1-Fi模塊、稱重傳感器和物料信息設(shè)置模塊組成;所述監(jiān)控中心和主井分站、副井分站通過無線數(shù)傳信號連接通信;所述主井分站與箕斗終端通過W1-Fi連接通信;所述副井分站與人員終端、礦車終端通過W1-Fi連接通信;所述副井控制端與副井前端、副井后端通過ZigBee連接通信;所述人員模塊與自救器模塊、礦燈模塊通過ZigBee連接通信。
[0013]本發(fā)明的安裝方式為:監(jiān)控中心放置在需要進(jìn)行集中監(jiān)控的地方;主井分站安裝在主井井口位置，箕斗終端嵌入在煤礦主井運(yùn)煤箕斗之中；副井分站安裝在副井井口，其中副井前端放置在副井井口的外側(cè)，副井后端放置在副井內(nèi)側(cè)，副井控制端放置在副井前端和副井后端之間；人員終端中人員模塊需由人隨身攜帶，自救器模塊嵌入安裝于自救器當(dāng)中，礦燈模塊嵌入安裝于礦燈之中；礦車終端嵌入安裝于副井的每輛礦車之中。
[0014]本發(fā)明的運(yùn)行方式為:首先為每個(gè)主井分站、箕斗終端、副井分站、人員模塊、自救器模塊、礦燈模塊和礦車模塊設(shè)置唯一的ID，通過每個(gè)唯一的ID可以很容易的對各種井口、礦車、人員、設(shè)備等進(jìn)行識別區(qū)分。煤礦主井主要負(fù)責(zé)輸出開采出來的煤，從井下將煤運(yùn)到井上主要使用的是箕斗，當(dāng)?shù)V井正常生產(chǎn)開采煤時(shí)，每次箕斗在井下裝填好煤以后，箕斗終端稱重傳感器檢測得到箕斗裝載煤的重量并傳送到ARM處理器中，當(dāng)箕斗運(yùn)輸?shù)降孛嬷骶跁r(shí)，箕斗終端的ARM處理器控制W1-Fi模塊與主井分站通信，主井分站記錄下箕斗的ID、運(yùn)輸時(shí)間和運(yùn)煤的重量。煤礦副井主要負(fù)責(zé)人員和物料的出入井，當(dāng)人員需要入井時(shí)必須攜帶自救器和礦燈，自救器模塊通過自救器狀態(tài)檢測模塊檢測自救器狀態(tài)信息，并將檢測到的數(shù)據(jù)發(fā)送到CC2530控制器，CC2530控制器通過內(nèi)部自帶的ZigBee模塊將自救器狀態(tài)信息發(fā)送到人員模塊中，如自救器的型號、使用情況、剩余容量，是否有故障等。礦燈模塊也將礦燈狀態(tài)檢測模塊檢測到的礦燈信息通過CC2530控制器發(fā)送到人員模塊中，如礦燈的型號、使用次數(shù)、剩余電量、故障情況等信息。人員模塊將身體狀況檢測模塊檢測到的人員狀態(tài)信息，如是否飲酒，是否存在疾病等信息，匯集人員的ID、自救器信息和礦燈信息，在人員進(jìn)入到副井井口時(shí)，通過W1-Fi發(fā)送到副井分站中。如需要對井下運(yùn)輸或從井下運(yùn)出一些物料時(shí)，將運(yùn)輸?shù)奈锪戏胖迷诘V車內(nèi)，使用礦車終端的物料信息設(shè)置模塊對礦車型號、大小，物料的型號、種類、數(shù)量等信息進(jìn)行設(shè)置，通過礦車終端的稱重傳感器可以檢測出物料的重量，當(dāng)?shù)V車通過副井井口時(shí)，礦車終端通過W1-Fi將礦車的ID和設(shè)置好的物料信息發(fā)送到副井分站中。副井分站中副井前端和副井后端分別設(shè)置在副井井口的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，人員或礦車經(jīng)過時(shí)會將檢測到的相關(guān)信息通過W1-Fi發(fā)送到其中，副井前端或副井后端再將接收到的相關(guān)?目息通過ZigBee發(fā)送到副井控制端中，副井控制端可以根據(jù)副井如端和副井后端檢測到人員模塊或礦車模塊的先后順序，判斷出該人員或礦車是入井還是出井。主井分站和副井分站分別將自己接收到的相關(guān)信息通過數(shù)傳電臺發(fā)送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心就可以實(shí)現(xiàn)對煤礦主井煤的產(chǎn)量運(yùn)輸情況，副井出入井人員情況和礦車運(yùn)輸物料情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，并可以通過網(wǎng)卡連接到互聯(lián)網(wǎng)上，可以使相關(guān)人員通過任意一個(gè)連接到互聯(lián)網(wǎng)上的終端查看煤礦主副井井口的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。主井分站、副井分站的按鍵和顯示屏可以實(shí)現(xiàn)某些功能參數(shù)的現(xiàn)場設(shè)定和監(jiān)測信息的現(xiàn)場顯示提高系統(tǒng)使用的可靠性，為系統(tǒng)的使用帶來極大便利。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于多種無線通信的煤礦主副井井口人煤料檢測統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，其特征是由監(jiān)控中心、主井分站、箕斗終端、副井分站、人員終端和礦車終端組成;所述監(jiān)控中心是由工控機(jī)、顯示器、鍵盤、網(wǎng)卡、ARM處理器、數(shù)傳電臺組成;所述主井分站由電源、ARM處理器、按鍵、顯示屏、數(shù)傳電臺和W1-Fi模塊組成;所述箕斗終端由電源、ARM處理器、W1-Fi模塊和稱重傳感器組成;所述副井分站由副井控制端、副井如端和副井后端組成;所述副井控制端由電源、ARM處理器、按鍵、顯示屏、數(shù)傳電臺和ZigBee模塊組成；所述副井前端和副井后端都是由電源、ARM處理器、ZigBee模塊和W1-Fi模塊組成;所述人員終端由人員模塊、自救器模塊和礦燈模塊組成;所述人員模塊由電源、ARM處理器、W1-F i模塊、身體狀況檢測模塊和Z i gBe e模塊組成;所述自救器模塊由電源、CC2530控制器和自救器狀態(tài)檢測模塊組成;所述礦燈模塊由電源、CC2530控制器和礦燈狀態(tài)檢測模塊組成;所述礦車終端由電源、ARM處理器、W1-Fi模塊、稱重傳感器和物料信息設(shè)置模塊組成;所述監(jiān)控中心和主井分站、副井分站通過無線數(shù)傳信號連接通信;所述主井分站與箕斗終端通過W1-Fi連接通信;所述副井分站與人員終端、礦車終端通過W1-Fi連接通信;所述副井控制端與副井前端、g[J井后端通過ZigBee連接通信;所述人員模塊與自救器模塊、礦燈模塊通過ZigBee連接通信。
【文檔編號】E21F17/18GK105909312SQ201610284125
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】韓濤, 黃友銳, 徐善永, 凌六, 凌六一, 陳珍萍, 唐超禮
【申請人】安徽理工大學(xué)