[发明专利]一种具有定位及无线数据采集功能的传输分站及方法

说明书

本发明公开了一种具有定位及无线数据采集功能的传输分站及方法，属于数据采集技术领域，本发明要解决的技术问题为如何实现矿井井下的多系统融合、如何有效避免人员定位、瓦斯等其他需频繁上报数据通信碰撞，提高通信成功率以及如何消除监控信息传输的局限性，采用的技术方案为：其结构包括硬件系统，硬件系统包括主控制器、副控制器、2.4G RFID模块、485模块、网络模块、CAN模块一、CAN模块二、语音合成模块、显示器、Flash存储模块以及至少一个LoRa模块，主控制器分别通过串口连接副控制器、2.4G RFID模块和语音合成模块；其中，2.4G RFID模块用于采集人员定位设备的信息，实现传输分站的定位功能。本发明还公开了一种具有定位和无线数据采集功能的传输方法。

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，具体地说是一种具有定位及无线数据采集 功能的传输分站及方法。

背景技术

国家煤炭安监局在2016年12月29日印发了《煤矿安全监控系统升级改 造技术方案》，其中对传输数字化、多网多系统融合以及格式规范化方面提出 了新的要求,具体要求如下：

(1)、传输数字化：在分站至中心站数字化传输的基础上，将传感器(模 拟量)至分站升级为数字传输，实现安全监控系统的数字化，促进智能传感器 发展。

(2)、支持多网、多系统融合：实现井下有线和无线传输网络的有机融合、 监测监控与GIS技术的有机融合。多系统的融合可以采用地面方式，也可以采 用井下方式。鼓励新安装的安全监控系统采用井下融合方式。在地面统一平台上必须融合的系统：环境监测、人员定位、应急广播，如有供电监控系统， 也应融入。其它可考虑融合的系统：视频监测、无线通信、设备监测、车辆监 测等。

(3)、格式规范化：系统主干网应采用工业以太网。分站至主干网之间宜 采用工业以太网，也可采用RS485、CAN、LonWorks、Profibus。模拟量传感器 至分站的有线传输采用工业以太网、RS485、CAN；无线传输采用WaveMesh、 Zigbee、Wi-Fi、RFID。系统改造后支持联网并按要求数据格式上传。

随着改造的工作进一步开展，国内大部分一级标准化矿井都实现了传输数 字化和格式规范化，也基本实现了传感器到分站的数字传输以及分站数据通过 工业以太网上传服务器以及基本所有的矿井采用的系统融合方案都是以地面 方式进行。但是还存在如下技术问题：

(1)、如何实现矿井井下的多系统融合；

(2)、如何有效避免人员定位、瓦斯等其他需频繁上报数据通信碰撞，提 高通信成功率；

(3)、当前移动终端设备在现场必须通过网络访问地面服务器才能获取现 场环境参数和设备信息，在没有以太网、wifi、4G、3G等基于IP的网络时， 没有办法获取实时的监控信息，具有很强的局限性。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种具有定位及无线数据采集功能的传输分站 及方法，来解决如何实现矿井井下的多系统融合、如何有效避免人员定位、瓦 斯等其他需频繁上报数据通信碰撞，提高通信成功率以及如何消除监控信息传 输的局限性的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种具有定位及无线数据采集功 能的传输分站，该传输分站包括硬件系统，硬件系统包括主控制器、副控制器、 2.4G RFID模块、485模块、网络模块、CAN模块一、CAN模块二、语音合成模 块、显示器、Flash存储模块以及至少一个LoRa模块，主控制器分别通过串口 连接副控制器、2.4G RFID模块和语音合成模块；其中，2.4G RFID模块用于 采集人员定位设备的信息，实现传输分站的定位功能；

主控制器通过485总线连接485模块，485模块采用485收发器，485收 发器引出485总线接口，485总线接口用于接入485总线的监控网络中，接收 485收发器下的各种传感器的信息；传感器具体包括氧气传感器、一氧化碳传 感器、甲烷传感器、风速风向传感器、烟雾传感器等其他传感器；