[实用新型]煤自燃指标气体无线传感器网络监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿井下环境安全监控技术领域，具体涉及一种煤自燃 指标气体无线传感器网络监测系统。

背景技术

我国煤炭储量丰富，煤炭一直以来都是我国最主要的一次能源。然而， 煤炭开采往往伴随着高风险，煤矿事故不断发生，造成了严重的人员伤亡、 经济及政治损失。如何加强矿灾防治工作，如何正确处理安全与生产、安 全与效益的关系，如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能，保证抢 险救灾、安全救护的高效运行，成为煤矿工作的重要任务。实践证明，快 速、准确地对矿井气体进行检测对减少矿井火灾与瓦斯爆炸是非常重要 的。煤矿井下煤自燃指标气体浓度检测是保障煤矿安全的必须基础，是煤 矿灾害预防、治理和救灾决策的根本依据。

现有技术中，根据设备安放地点不同，煤矿井下煤自燃指标气体浓度 检测方法有地面型和井下型两种，地面型通过“束管”抽吸井下气样到地 面，采用地面分析仪器分析，进行连续监测；但由于其抽气管路过长，气 样分析实时性差，且易于因管路风阻过大或管路漏气故障等因素影响气体 分析的精确性，从而影响监测的准确性，材料、施工和维护成本都很高。 井下型通过放置在井下的监测设备，对所需要监测的参数进行现场监测采 样、分析处理，从而尽可能避免因抽气管路过长带来的监测分析误差，提 高了监测的实时性和准确性，同时在各个环节都大大节约了成本。但是， 现有技术中井下型的监测设备是在井下采集数据并分析处理得到结果，地 面的工作人员想要知道井下的环境状况，还需要井下工作人员返回地上后 才能得知。而且，现有技术中井下型的监测设备主要还是对单一气体浓度 进行检测分析，要分析多种气体浓度，就得携带或安放多个监测设备，使 用操作不方便，且监测成本高。另外，现有技术中井下型监测设备的监测 精度也有待提高。

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 一种煤自燃指标气体无线传感器网络监测系统，其结构简单，设计合理，实 现方便且成本低，使用操作便捷，工作稳定性高，气体浓度检测精度高、成 本低，实用性强，使用效果好，推广应用价值高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种煤自燃指标 气体无线传感器网络监测系统，其特征在于：包括布设在煤矿井下的多个数 据采集终端和多个数据传输终端，每个数据传输终端与一个或多个数据采集 终端无线连接；所述数据采集终端包括第一MSP430单片机和为数据采集终端 中各用电模块供电的第一3.3V供电电池，以及与第一MSP430单片机相接的 第一ZigBee无线通信模块、C0气体浓度检测电路、O₂气体浓度检测电路和 MQ-5甲烷气体传感器；所述数据传输终端包括第二MSP430单片机和为数据 传输终端中各用电模块供电的第二3.3V供电电池，以及与第二MSP430单片 机相接的数据存储器、用于与第一ZigBee无线通信模块无线连接并通信的第 二ZigBee无线通信模块和用于通过RS-485总线与地面工作站计算机连接并 通信的RS-485通信电路模块；

所述C0气体浓度检测电路包括英国CiTiceL公司生产的型号为4CM 的C0气体传感器和第一芯片LMP91000，所述第一芯片LMP91000的第14 引脚与C0气体传感器的计数端引脚C相接，所述第一芯片LMP91000的第 13引脚与C0气体传感器的参考端引脚R相接，所述第一芯片LMP91000 的第12引脚与C0气体传感器的工作端引脚W相接，所述第一芯片 LMP91000的第2引脚、第3引脚和第4引脚均与所述第一MSP430单片机 的输出端相接，所述第一芯片LMP91000的第8引脚通过串联的电阻R4和 非极性电容C3接地，所述电阻R4和非极性电容C3的连接端为C0气体浓 度检测电路的输出端CO_OUT且与所述第一MSP430单片机的输入端相接；