[发明专利]一种基于无线传感器的综采工作面智能喷雾控制系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种基于无线传感器的综采工作面智能喷雾控制系统，适用于机械领域。

背景技术

我国煤矿现主要以井工矿和露天煤矿为主，在安全方面井工矿执行标准要求比较高，现我国使用是防尘技术：基本是采取在工作面坚持湿式凿岩、冲洗岩帮、装岩洒水、放炮前后喷雾和个人防护措施；采煤工作面煤层注水，采煤机组内外喷雾洒水，主要运输巷道实行水幕净化，装载点洒水喷雾等措施，但这些综合防尘防治措施往往只治标，且浪费大量人力、防尘周期间隔短、不治本、不能有效阻止粉尘的积聚；因此，综采工作面基于无线传感器的智能喷雾控制系统的研究，有效提高了煤矿作业环境，保证了职工身体健康。

发明内容

本发明提出了一种基于无线传感器的综采工作面智能喷雾控制系统，在安全监测系统基础上与地面调度中心系统实现了互连，通过485转以太网模块转换，地面监控中心实现远程浏览综采工作面自动喷雾状态实时分布图，供生产调度中心和相关领导指挥决策，进一步提高煤矿井下喷雾系统精细化管理水平。

本发明所采用的技术方案是。

所述控制系统组成从物理结构上分成四个部分：无线传感器端、无线采集器端(分站)、主机和计算机端。四个部分紧密联系；四者的结合提供强大的喷雾调度功能，供现场需要进行设置，实现最优的喷雾降尘模式。

所述喷雾主站采用双单片机工作，第一个单片机双串口STCI2CSA60S2负责对下行喷雾分站数据的采集，运行状态与设置显示，同时将下行数据存储到双口RAM中，第二个单片机STC11L16将双口RAM中下行数据采集向计算机传输。系统采用了64K的双口RAM以满足运行对下行数据的采集和上行数据的传送需求，采用485通讯总线通讯模式，一个主机多个从机结构。

所述智能喷雾分站包括电源模块，RS485通讯模块、分站地址设置模块、采煤机尘源跟踪红外定位接收模块、LED照明模块、电动阀驱动控制模块，移架和放煤信号接收模块。通讯模块负责将喷雾控制主站的控制信号发送给其他控制器，通过RS485总线来实现。无线传感器采集液压支架放煤和移架信号，通过喷雾分站内无线采集器传送给移架和放煤接收模块，智能喷雾分站主控板接收到移架或放煤信号后，执行开启电动阀进行喷雾。

所述接口芯片采用MAX1487E，该芯片工作电压5V，与单片机进行信号隔离电路设计，采用高速光藕H11L1芯片，通讯速率9600kbps。

本发明的有益效果是：该控制系统解决了某些应用中由于连接电缆带来的制约，并使得远距离传输成为可能。硬件上定义了统一的传感器接口，软件上引入了与现场应用相符合的逻辑机制，方便井工矿的实际应用。

附图说明

图1是本发明的总体设计框图。

图2是本发明的喷雾分站硬件功能框图。

图3是本发明的无线传感器发射流程。

图4是本发明的无线采集器接收流程。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，控制系统组成从物理结构上分成四个部分：无线传感器端、无线采集器端(分站)、主机和计算机端。四个部分紧密联系；四者的结合提供强大的喷雾调度功能，供现场需要进行设置，实现最优的喷雾降尘模式。

喷雾主站采用双单片机工作，第一个单片机双串口STCI2CSA60S2负责对下行喷雾分站数据的采集，运行状态与设置显示，同时将下行数据存储到双口RAM中，第二个单片机STC11L16将双口RAM中下行数据采集向计算机传输。系统采用了64K的双口RAM以满足运行对下行数据的采集和上行数据的传送需求，采用485通讯总线通讯模式，一个主机多个从机结构。

如图2，智能喷雾分站包括电源模块，RS485通讯模块、分站地址设置模块、采煤机尘源跟踪红外定位接收模块、LED照明模块、电动阀驱动控制模块，移架和放煤信号接收模块。通讯模块负责将喷雾控制主站的控制信号发送给其他控制器，通过RS485总线来实现。无线传感器采集液压支架放煤和移架信号，通过喷雾分站内无线采集器传送给移架和放煤接收模块，智能喷雾分站主控板接收到移架或放煤信号后，执行开启电动阀进行喷雾。

接口芯片采用MAX1487E，该芯片工作电压5V，与单片机进行信号隔离电路设计，采用高速光藕H11L1芯片，通讯速率9600kbps。在应用中经常需用到十进制数据设定，现场需要随时更改设定值，使用BCD码盘较为合适。在智能喷雾系统中BCD码盘来设定智能喷雾分站地址，分站地址范围为0-99。