一種礦井壓力數據采集無線傳輸系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種礦井壓力數據采集無線傳輸系統，包括監控中心、集中器、采集器和Zigbee無線傳感器模塊，所述監控中心通過GPRS無線模塊連接集中器，集中器分別連接Zigbee無線傳感器模塊和路由器，所述采集器分別連接路由器另一端、Zigbee無線傳感器模塊另一端和多個壓力傳感器。本發明礦井壓力數據采集無線傳輸系統通過使用Zigbee無線傳感器模塊，采用免申請的2.4GHz通信頻段，非路由情況下通信距離可達500m，其所采用的網絡協議具有自動組織網絡、自動路由、網絡自愈等功能，有效將井口壓力數據傳送到監控中心，整體結構簡單，成本低，適合推廣使用。
【專利說明】
一種礦井壓力數據采集無線傳輸系統
技術領域
[0001]本發明涉及傳輸系統，具體是一種礦井壓力數據采集無線傳輸系統。
【背景技術】
[0002]隨著煤礦開采深度和開采規模的加大，井口線纜很容易在移架過程中被切斷，井口環境極其惡劣，在井口設備上很難有效的采用有線的方式檢測設備的運行狀態，造成井口主要設備，特別是移動設備的各項實施工況數據很難及時的傳送到地面監控中心。對井口支架壓力參數的實時監測并在線傳輸到地面監控中心，有助于實現對支架初撐力及工作阻力全面和實時的掌握，通過分析井口周期來壓的規律，從而避免初撐力不足或工作阻力過大帶來的安全生產的隱患。然而到目前為止，國內極少煤礦配備了對井口工況和壓力監測系統，但是這些監測系統也很難實現真正的長時間監測，且均是有線方式，這種有線方式需要布線、配電等，拆卸和施工量大等缺點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種采用Zigbee無線傳感器模塊的礦井壓力數據采集無線傳輸系統，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
一種礦井壓力數據采集無線傳輸系統，包括監控中心、集中器、采集器和Zigbee無線傳感器模塊，所述監控中心通過GPRS無線模塊連接集中器，集中器分別連接Zigbee無線傳感器模塊和路由器，所述采集器分別連接路由器另一端、Zigbee無線傳感器模塊另一端和多個壓力傳感器。
[0005]作為本發明進一步的方案:所述采集器包括控制器U1、電源模塊、紅外接口模塊和Zigbee接口模塊，控制器Ul分別連接電源模塊、紅外接口模塊、RS485模塊、Zigbee接口模塊、掉電檢測模塊和時鐘存儲模塊。
[0006]作為本發明進一步的方案:所述集中器包括控制器U2、開關量輸入接口和開關量輸出接口，控制器U2分別連接開關量輸入接口、開關量輸出接口、GPRS無線模塊、以太網接口模塊、RS485接口 1、RS485接口 2和RS485接口 3。
[0007]作為本發明進一步的方案:所述控制器Ul采用芯片PIC24FJ32。
[0008]作為本發明進一步的方案:所述控制器U2采用芯片RCM6700。
[0009]作為本發明再進一步的方案:所述多個壓力傳感器均勻分布于井口。
[0010]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明礦井壓力數據采集無線傳輸系統通過使用Zigbee無線傳感器模塊，采用免申請的2.4GHz通信頻段，非路由情況下通信距離可達500m，其所采用的網絡協議具有自動組織網絡、自動路由、網絡自愈等功能，有效將井口壓力數據傳送到監控中心，整體結構簡單，成本低，適合推廣使用。
【附圖說明】
[0011]圖1為礦井壓力數據采集無線傳輸系統的電路結構框圖；
圖2為礦井壓力數據采集無線傳輸系統中采集器的電路結構框圖；
圖3為礦井壓力數據采集無線傳輸系統中集中器的電路結構框圖。
【具體實施方式】
[0012]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0013]請參閱圖1?3，本發明實施例中，一種礦井壓力數據采集無線傳輸系統，包括監控中心、集中器、采集器和Zigbee無線傳感器模塊，所述監控中心通過GPRS無線模塊連接集中器，集中器分別連接Zigbee無線傳感器模塊和路由器，所述采集器分別連接路由器另一端、Zigbee無線傳感器模塊另一端和多個壓力傳感器;所述采集器包括控制器U1、電源模塊、紅外接口模塊和Zigbee接口模塊，控制器Ul分別連接電源模塊、紅外接口模塊、RS485模塊、Zigbee接口模塊、掉電檢測模塊和時鐘存儲模塊;所述集中器包括控制器U2、開關量輸入接口和開關量輸出接口，控制器U2分別連接開關量輸入接口、開關量輸出接口、GPRS無線模塊、以太網接口模塊、RS485接口 1、RS485接口 2和RS485接口 3;所述控制器Ul采用芯片PIC24FJ32 ；所述控制器U2采用芯片RCM6700 ；所述多個壓力傳感器均勻分布于井口。
[0014]本發明的工作原理是:本發明包括監控中心、集中器、采集器和Zigbee無線傳感器模塊，所述監控中心通過GPRS無線模塊連接集中器，集中器分別連接Zigbee無線傳感器模塊和路由器，所述采集器分別連接路由器另一端、Zigbee無線傳感器模塊另一端和多個壓力傳感器;所述采集器包括控制器Ul、電源模塊、紅外接口模塊和Zigbee接口模塊，控制器Ul分別連接電源模塊、紅外接口模塊、RS485模塊、Zigbee接口模塊、掉電檢測模塊和時鐘存儲模塊;所述集中器包括控制器U2、開關量輸入接口和開關量輸出接口，控制器U2分別連接開關量輸入接口、開關量輸出接口、GPRS無線模塊、以太網接口模塊、RS485接口 1、RS485接口 2和RS485接口 3 ；所述控制器Ul采用芯片PIC24FJ32 ；所述控制器U2采用芯片RCM6700 ；所述多個壓力傳感器均勻分布于井口。請參閱圖1，本系統監控中心與各集中器間的通信方式為GPRS，集中器與采集器間采用Zigbee無線傳感器模塊，路由器在集中器與采集器間起數據路由作用，采集器與壓力傳感器間采用RS-485總線通信。系統監控中心采用交換式以太網組網，監控中心由前置通信機、Web服務器、數據服務器、GPS衛星對時系統及工作站等構成，其中前置通信機申請配置固定IP地址，采用移動通信公司提供的2M光纖DDN專線，與GPRS無線通信模塊相連，前置通信機與各集中器進行雙向數據通信，前置通信機接收集中器發送的電能量及相關數據，經解析后轉存入數據服務器，也可發送命令到各集中器，前置通信機還實現對各集中器的遠程維護，Web服務器實現數據的網頁發布，達到系統分析結果數據共享的目的，數據服務器用于存放歷史數據，并進行分析和統計，數據服務器還實現對集中器、采集器及壓力傳感器的完整準確管理，工作站實現對監控中心系統及集中器和采集器的維護工作，也可有權限地查看、管理監控中心系統有關數據，GPS衛星對時系統，實現各壓力傳感器、采集器、集中器及監控中心系統時間的一致性和正確性，提供電能量數據同時性的保障，大大提高了系統運行的穩定性。
[0015]對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0016]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種礦井壓力數據采集無線傳輸系統，包括監控中心、集中器、采集器和Zigbee無線傳感器模塊，其特征在于，所述監控中心通過GPRS無線模塊連接集中器，集中器分別連接Zigbee無線傳感器模塊和路由器，所述采集器分別連接路由器另一端、Zigbee無線傳感器模塊另一端和多個壓力傳感器。2.根據權利要求1所述的礦井壓力數據采集無線傳輸系統，其特征在于，所述采集器包括控制器U1、電源模塊、紅外接口模塊和Zigbee接口模塊，控制器Ul分別連接電源模塊、紅外接口模塊、RS485模塊、Zigbee接口模塊、掉電檢測模塊和時鐘存儲模塊。3.根據權利要求1所述的礦井壓力數據采集無線傳輸系統，其特征在于，所述集中器包括控制器U2、開關量輸入接口和開關量輸出接口，控制器U2分別連接開關量輸入接口、開關量輸出接口、GPRS無線模塊、以太網接口模塊、RS485接口 1、RS485接口 2和RS485接口 3。4.根據權利要求2所述的礦井壓力數據采集無線傳輸系統，其特征在于，所述控制器Ul采用芯片PIC24FJ32。5.根據權利要求3所述的礦井壓力數據采集無線傳輸系統，其特征在于，所述控制器U2采用芯片RCM6700。6.根據權利要求1所述的礦井壓力數據采集無線傳輸系統，其特征在于，所述多個壓力傳感器均勻分布于井口。
【文檔編號】G08C17/02GK105913637SQ201610321780
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】蒲文龍, 畢業武, 郝傳波, 張國華, 劉海濤, 董如國, 侯鳳才
【申請人】黑龍江科技大學