[实用新型]一种煤矿井下人员定位与瓦斯浓度动态监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿井下人员定位与瓦斯浓度检测系统，尤其是涉及一种使用无线传感器技术实现人员定位和瓦斯检测功能，该系统的另一个特点是将人员定位和动态瓦斯检测报警功能合并在一套系统中，进而实现了煤矿井下综合智能管理系统。

背景技术

我国作为世界最大的产煤国，煤矿安全事故频频发生。为了保障矿工的生命安全，国家对煤矿安全的重视和监管力度的不断加强，我国大中型煤矿及广大乡镇小煤矿已大量装备了煤矿安全生产监控系统，这些安全装备的推广应用大大改善了我国煤矿安全生产状况。但是，目前煤矿井下使用的监控设备，普遍存在着功能不完善，维护、操作比较复杂，使用效率低等问题。多数煤矿仍然存在入井人员管理困难，井上人员难以及时掌握井下的情况和人员的动态分布及作业情况，对井下事故隐患不能随时监控，事故隐患区域人员情况难以掌握，不能及时组织井下人员撤离。一旦事故发生，现有监控系统对井下瓦斯、温度、压力、有毒有害气体等情况难以监测，井下人员位置难以确定，不能为救援提供可靠信息。

现有的煤矿井下监控系统与井下人员考勤定位系统为2个分立系统，使用两套计算机控制系统独立控制，人员监控系统都是采用RFID射频技术，不能够实现动态的瓦斯监测。一旦发生安全事故，不能够了解井下人员所在位置的瓦斯情况，影响人员疏散和救援。

发明内容

本实用新型的目的是要提供基于智能传感器网络技术的面向煤矿安全生产过程监控的多功能远程监控系统，其便携式移动节点设备具有动态瓦斯浓度动态监测及超标报警、井下移动人员实时定位等功能，本实用新型提供一种煤矿井下人员定位与瓦斯浓度动态监测系统。

为实现上述目的，本实用新型提供一种煤矿井下人员定位与瓦斯浓度动态监测的系统包括：

CAN总线网络中的数据按照标准CAN2.0B通讯协议进行通讯；

无线传感器网络中的数据按照串行通讯协议通过RS232串口进行通讯；

CAN总线网络，与无线传感器网络通过数据转换装置和直接汇聚点单元电气连接，用于将其控制命令、采样指令以及通讯信息传输给无线传感器网络。

根据本实用新型的实施例，所述数据转换装置包括：

CAN转换器，用于将标准CAN2.0B数据转换为RS232串行数据；

智能分站，用于对两种不同通讯协议的网络之间进行数据交互。

根据本实用新型的实施例，所述CAN总线网络的硬件包括：主控计算机、井下智能分站、CAN总线和需要控制的设备组成，其中：

主控计算机，用于生成监控指令、网络数据交换命令、传感器数据采样指令信息，用于控制智能分站工作；

智能分站、CAN总线分别通过连接电缆与主控计算机连接，用于转发监控计算机的命令和指令，以及生成对无线传感器网络数据采样点、采样传感器的指令，并存储获得的无线网络采样数据和采样点地址信息；

需要控制的设备，这些设备通过电缆直接连接在CAN总线上，构成CAN网络的终端被控设备。

根据本实用新型的实施例，所述无线传感网络由无线节点和传感器组成，无线节点分为固定节点和移动节点，固定节点包括直接汇聚节点模块和中继汇聚节点模块、移动节点即是移动节点模块，传感器连接在移动节点模块上，其中：

直接汇聚节点模块和中继汇聚节点模块、移动节点模块结构相同，直接汇聚节点模块上安装有直接汇聚节点单元，中继汇聚节点上模块安装有中继汇聚节点单元，移动节点模块上安装的是移动节点单元；直接汇聚节点模块通过电缆直接连接在智能分站和CAN总线上；

中继汇聚节点模块通过中继通讯链路与直接汇聚节点模块交换数据和信息；直接汇聚节点模块和中继汇聚节点模块与接收范围内的移动节点模块通讯和交换数据；

移动节点模块，用于负责瓦斯传感器数据的采集；

用于对与直接汇聚节点模块和中继汇聚节点模块之间的通讯；

用于实时向直接汇聚节点模块和中继汇聚节点模块传送自己的特征码和所在地点的瓦斯浓度信息，这些信息通过直接汇聚节点模块和中继汇聚节点模块传送到智能分站上，运行智能分站对瓦斯浓度数据进行分析和处理，当瓦斯浓度超限时，智能分站发出报警信号，并由智能分站直接对危险区域进行区域断电保护处理，同时通过CAN总线上传瓦斯浓度数据到主控计算机中；

需要控制的设备上的安全检测传感器和设备供电电源开关连接在智能分站上，用于在瓦斯浓度超限时，智能分站直接控制断电。