[发明专利]一种矿井无线传感通讯系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井无线传感通讯系统。

背景技术

为配合煤矿企业全面落实国务院确立的“强制推行先进适用的技术装备，煤矿、非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，安装监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备，并于3年之内完成”的目标，将无线通信技术和气体检测技术，实现“安全监测监控系统、井下人员定位系统、和通信联络系统”为一体的全新设备。

发明内容

本发明目的针对现有的矿井通讯系统的缺陷提供一种利用无线传感网技术在区域范围内提供人员定位、气体检测、数据传输及语音通话功能，保证矿工的人身安全的矿井无线传感通讯系统。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种矿井无线传感通讯系统，其特征在于：包括中央处理芯片、电源管理模块、无线通讯模块、多个气体检测传感器、多个语音通信模块；其中

所述中央处理芯片用于处理气体检测传感器的信号并传送给控制中心；

所述电源管理模块用于中央处理芯片、无线通讯模块的供电；

所述无线通讯模块用于建立气体检测传感器、语音通信模块和中央处理芯片间的无线连接并定位各个无线设备；

所述气体检测传感器用于实时检测危险气体的浓度并通过无线传输给所述中央处理芯片；

所述语音通信模块用于实现双向语音传输。

优选的：所述无线连接 ZigBee通讯协议。

本发明通过充分利用ZigBee的无线自组网功能完成危险气体检测、人员定位及免提通讯等。实现了实时的信息传输大大增强了井下生产的安全性。

附图说明

图 1 为本发明框图；

1、中央处理芯片；2、电源管理模块；3、无线通讯模块；4、气体检测传感器；5、语音通信模块。

具体实施方式

如图1所示，一种矿井无线传感通讯系统由多个危险气体检测传感器4、中央处理芯片1、无线通讯模块3、电源管理模块2、麦克风及耳机组成的语音通信模块5等组成。无线通讯模块3选择ZigBee无线通讯模块。电源管理模块2用于中央处理芯片1、无线通讯模块3供电。

危险气体检测传感器4可以把多种危险气体的浓度实时报告中央处理器芯片1，并由中央处理器芯片1把信息处理后传给井上控制中心。达到临界值时及时由井上控制中心决定加大通风量或通知所有井下人员撤离。并通过耳机发出报警声。

ZigBee无线通讯模块耗电量小，可以实现无线自组网。终端设备上电启动后会自动与周围的终端设备组建成一个建立稳定可靠的（多跳）无线通信网络，因此在布网环境发生突然变化的情况下，无线网络工作不受影响，且网络性能随网络规模的增加而提高。具有很强的抗干扰能力，即使在强外部干扰的情况下，模块性能相比一般较同等无线传输模块仍可提高十倍以上。可以实现网络中继、语音通话、人员定位及数据传输。无线通信模块的通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，搜索设备延时30ms，休眠激活的延时是15ms。延时短的特点非常适合矿井环境中，可保证中央监控中心发送的任何紧急命令都能及时被井下人员接收到。

其网络容量大，每个区域可同时存在最多128个子网，每个子网最多可容纳254个从设备和一个主节点，因此每个区域可存在超过32，000个终端设备，且组网灵活，适合煤矿井下空间大，坑道长的特点。非常适合无线人员定位。

本无线传感网采用基于循环冗余校验（CRC）的数据包完整性检查功能，每个发送的数据包必须等待接收对方的确认信息，若数据包丢失会进行重发

无线通讯模块还能实现统一授时及广播，井下工人可以通过耳机听到报时及时了解当前时间并收听井上值班室的广播。