[实用新型]基于可见光无线通信的矿井下信息采集系统

说明书

本实用新型涉及矿井井下信息采集技术领域，是一种基于可见光无线通信的矿井下信息采集系统。包括矿井机器人，在矿井机器人上均安装有信息采集单元、光无线通信接收端和光无线通信发射端，所述信息采集单元和光无线通信接收端均与光无线通信发射端连接。本实用新型结构简单、使用方便，将可见光作为信号传输介质，避免了井下通信的电磁干扰，能通过可见光将在矿井下采集的甲烷、一氧化碳气体浓度、矿井温度、煤机工作产生的震动、矿井内环境等数据稳定实时的传输至地面，实现了矿井的实时监测，为矿井的安全运行提供数据支持，并且相对于射频信号在矿井传输易产生电火花的问题，可见光作为信号传输介质提高了系统安全系数。

技术领域

本实用新型涉及矿井井下信息采集技术领域，是一种基于可见光无线通信的矿井下信息采集系统。

背景技术

我国矿藏资源丰富，煤炭资源作为其中最重要的一种，被称为是我国的能源支柱，随着经济建设步伐的加快，能源消耗量也在不断增加。矿下环境较为复杂，在矿井工作面，随着大型采煤设备的工作，采出矿石后，矿井结构在不断地改变。在矿井工作面，会产生大量的灰尘，以及产生大量的热，并释放出煤层中的甲烷、一氧化碳等危险气体；当这些危险气体达到一定的浓度阈值，就会造成瓦斯爆炸，对井下工作人员造成伤害；另外，采煤机工作也会造成轻微的地震引起矿井坍塌，地面监控端对矿井实时视频监控有利于及时对矿井下发生的情况做出决策，降低事故发生的概率。所以，对矿井下各种环境因素的采集以及及时将采集信息传输到地面监控端至关重要。

目前可通过控制机器人进入矿井的各个区域实现矿井下无死角的信息监测，保障煤矿井下安全生产工作。机器人包括有线机器人和无线机器人，其中无线机器人的无线通信技术主要是以射频信号作为传输媒介，现有的各种射频技术传输带宽受到严格限制，传输过程中存在电磁干扰，且射频信号在矿井传输存在产生电火花的风险，矿井下环境极为特殊，电火花的产生会造成井下瓦斯爆炸、火灾、矿井坍塌等严重安全事故，从而造成严重的人员伤亡和经济损失，另一方面，在矿井环境中，大量的液压支柱对射频信号的衰减影响极大，且矿井几何形状不规则，故与地面通信不同，在矿下环境中需要在较短的距离内架设更多的基站，以达到良好通信或通信无死角的目的。有线机器人在使用时，由于矿井下路面不规则，且会有较多的巷道，有线机器人进入矿井后易造成线缆缠绕或者线缆截断的情况，导致通信中断。

发明内容

本实用新型提供了一种基于可见光无线通信的矿井下信息采集系统，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决矿井下的各类信息不易传输的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种基于可见光无线通信的矿井下信息采集系统,包括矿井机器人，在矿井机器人上均安装有信息采集单元、光无线通信接收端和光无线通信发射端，所述信息采集单元和光无线通信接收端均与光无线通信发射端连接。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述光无线通信接收端包括调制模块、驱动模块和LED灯，调制模块、驱动模块和LED灯依序连接，LED灯的朝向为矿井机器人的行走方向相反。

上述矿井机器人上还设有能上下左右转动的旋转臂，LED灯安装在旋转臂上。

上述光无线通信接收端包括光电探测器和解调模块，光电探测器与解调模块连接，光电探测器的朝向为矿井机器人的行走方向。

上述信息采集单元包括甲烷传感器、一氧化碳传感器、温度传感器和震动传感器。

上述还包括视频监测单元，视频监测单元与光无线通信发射端连接。

上述矿井机器人为履带式矿井机器人。