[实用新型]基于无线网络的煤矿井下温度监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于温度监测技术领域，尤其是涉及一种基于无线网络的煤矿井下温度监测系统。

背景技术

煤炭自燃是矿井严重灾害之一，其不仅会给矿井带来严重的经济损失，而且会造成大量的人员伤亡。当采空区遗煤具备良好的漏风供氧和蓄热条件时，会造成采空区遗煤自燃，危及工作面的正常回采，甚至会烧损设备、导致井下火灾和瓦斯爆炸等危害，严重危害从业人员的健康。采空区温度监测可以实时掌握采空区的煤温，结合指标气体来预测采空区煤炭自燃倾向性，因此对采空区遗煤自燃发火进行预测有着重要的意义。

传统的温度测量方式中，基于热电偶、热电阻、半导体温度传感器等温度检测单元的测温系统需要利用金属导线传输信号，因而其绝缘性能不能保证；而光纤测温有易折、不耐高温、成本高等特点；红外测温易受环境和电磁干扰影响。另外，现有的井下监测系统多采用有线技术组建网络，实际使用时，具有扩展性能差、布线繁琐以及线路易老化或遭到腐蚀、磨损、故障发生率高、误报警率高等多种缺陷和不足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于无线网络的煤矿井下温度监测系统，其设计合理、布线方便、工作性能稳定且使用效果好、误报警率低，能解决现有井下测温系统存在的监测数据不准确、布线繁琐、故障发生率高、误报警率高等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于无线网络的煤矿井下温度监测系统，其特征在于：包括布设在地面上的井上监控装置和布设于煤矿井下且与所述井上监控装置配合使用的井下测温装置；所述井下测温装置包括布设在煤矿井下的主节点以及分别布设于煤矿井下各采空区内的多个从节点，所述主节点与多个所述从节点组成对煤矿井下温度进行实时监测的无线传感器网络；所述主节点包括微处理器一以及分别与微处理器一相接的无线通信模块一、数据转换接口模块和电源模块一，所述从节点包括微处理器二以及分别与微处理器二相接的无线通信模块二、温度传感器和电源模块二，所述无线通信模块一和无线通信模块二的工作频段相同，且微处理器一与微处理器二之间通过无线通信模块一和无线通信模块二进行双向通信；所述无线通信模块一和无线通信模块二均为ZigBee短距离通信模块；所述井上监控装置包括上位监控主机，所述上位监控主机通过串行接口与微处理器一进行双向通信，且上位监控主机通过所述串行接口与数据转换接口模块相接。

上述基于无线网络的煤矿井下温度监测系统，其特征是：所述微处理器一为CC2530芯片。

上述基于无线网络的煤矿井下温度监测系统，其特征是：所述从节点还包括与微处理器二相接且对易燃气体浓度进行实时检测的气体浓度传感器。

上述基于无线网络的煤矿井下温度监测系统，其特征是：所述串行接口为RS232接口，所述数据转换接口模块为MAX3232芯片。

上述基于无线网络的煤矿井下温度监测系统，其特征是：所述从节点中所包括温度传感器的数量为多个，且多个所述温度传感器均与微处理器二相接。

上述基于无线网络的煤矿井下温度监测系统，其特征是：所述井上监控装置还包括与上位监控主机相接且由上位监控主机进行控制的报警装置。

上述基于无线网络的煤矿井下温度监测系统，其特征是：所述井上监控装置还包括与上位监控主机相接的无线收发模块，所述上位监控主机通过无线收发模块与由煤矿工作人员手持的手持式移动终端进行双向通信。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、设计合理、布线方便且工作性能稳定，所采用的温度传感器为无源无线温度传感器，不仅体积小、价格低，且与接收设备间无电气连接，不易受环境影响；同时无源无线传感器采用被动感应方式，无需电池驱动，成本低。

2、所采用的ZigBee短距离通信模块具有功耗低、系统简单、组网方式灵活、成本低和低等待时间等特点，适合于监测领域。

3、安装方便且布设灵活，无源无线温度传感器体积小且数据为无线传输，不受环境和空间影响。

4、环境适应性好，所采用的传感器可在-50°～150°工作温度范围内进行调试，并且灰尘堆积等环境因素不会对无源无线温度传感器的测温结果产生影响。同时，具有对所监测温度数据进行同步存储、显示、查询等功能。