[实用新型]一种基于zigbee技术的巷道顶板压力监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及监测领域，尤其为一种基于zigbee技术的巷道顶板压力监测系统。

背景技术

煤矿巷道压力情况分析是巷道支护监测的重要内容。动态观测巷道受力状态对于验证巷道支护效果、监控矿压变化规律、保障矿井安全生产等具有重大的意义。目前，国内外利用不同原理已研制了一些煤矿巷道压力检测仪器。这些仪器虽然在一定程度上解决了煤矿现场矿压监测的问题，但普遍存在价格昂贵、测量效率和精度低、抗干扰能力差、很难实现测量结果的自动传输、处理和综合分析等不足，限制着其在煤矿领域的进一步发展。随着技术的进步，各种基于有线网络的自动化煤矿压力监测系统相继出现，但有线网络系统存在如下明显不足：有线通讯方式布线复杂，劳动强度大，安装和维护不方便，维护成本高。网络结构不灵活，不适合工作面推进的动态变化要求、扩展性差。监测点相对固定，容易出现监测盲区。

近年来，ZigBee无线网络技术迅速发展起来，并在煤矿领域得到了广泛应用。ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4协议的短距离、低功耗、低复杂度、低成本的无线网络技术。针对ZigBee技术的特点和煤矿巷道压力监测技术的现状，现研究一种基于ZigBee无线传感器网络的巷道压力智能监测系统。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种基于zigbee技术的巷道顶板压力监测系统，该系统利用智能传感器节点实现巷道压力状态的精确测量，以无线通信的方式将测量结果传送给分站，并由分站上传地面监控计算机，监控计算机可以直接接收结果并进行数据存储、计算和分析，实现井下巷道压力情况的实时、可靠监测。

为了解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：一种基于zigbee技术的巷道顶板压力监测系统，包括地面监控平台和井下无线传感器网络，所述地面监控平台与井下无线传感器网络通过光纤环网互相通信，所述井下无线传感器网络包括zigbee汇聚节点和传感器节点，所述zigbee汇聚节点至少为1个，所述每个zigbee汇聚节点对应连接六个传感器节点，所述各传感器节点均匀分布在巷道断面上。

优选的，所述传感器节点和zigbee汇聚节点采用高性能单片机STC12C5A芯片设计而成。

优选的，所述各传感器节点均为锚杆测力传感器。

优选的，所述锚杆测力传感器包括仪表本体、锚杆、紧固螺母、扭矩模块和锚盘，所述仪表本体的后端连接有锚杆，所述仪表本体后端与锚杆之间依次套有紧固螺母、锚盘和扭矩模块，所述紧固螺母、锚盘和扭矩模块之间紧密接触，所述锚杆深入岩层中。

优选的，所述地面监控平台为监控计算机，所述监控计算机通过RS485总线的方式和光纤环网相连接。

优选的，所述zigbee汇聚节点通过RS485总线的方式和光纤环网相连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型利用智能传感器节点实现巷道压力的精确测量，以无线通信的方式将测量结果传送给汇聚节点，并由汇聚节点上传地面监控计算机，实现井下巷道压力状态的实时、可靠监测，并对可能发生的安全事故做出提前预警。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的传感器节点布置图；

图3为本实用新型的锚杆测力传感器结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型做进一步说明：

结合图1、图2、图3：一种基于zigbee技术的巷道顶板压力监测系统，包括地面监控平台和井下无线传感器网络，地面监控平台与井下无线传感器网络通过光纤环网互相通信，井下无线传感器网络包括zigbee汇聚节点和传感器节点，zigbee汇聚节点至少为1个，每个zigbee汇聚节点对应连接六个传感器节点，各传感器节点均匀分布在巷道断面上。

优选的，传感器节点和zigbee汇聚节点采用高性能单片机STC12C5A芯片设计而成。

优选的，各传感器节点均为锚杆测力传感器。

优选的，锚杆测力传感器包括仪表本体、锚杆、紧固螺母、扭矩模块和锚盘，仪表本体的后端连接有锚杆，仪表本体后端与锚杆之间依次套有紧固螺母、锚盘和扭矩模块，紧固螺母、锚盘和扭矩模块之间紧密接触，锚杆深入岩层中。

优选的，地面监控平台为监控计算机，监控计算机通过RS485总线的方式和光纤环网相连接。

优选的，zigbee汇聚节点通过RS485总线的方式和光纤环网相连接。

以下为本实用新型的功能原理介绍：