[实用新型]基于Zigbee无线通信的冲击矿压及瓦斯浓度预警系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于Zigbee无线通信的冲击矿压及瓦斯浓度预警系统，属于煤矿安全生产技术领域。

背景技术

据统计，我国煤矿矿井中的95％为井工矿井，其中地质条件复杂、或极其复杂的矿井占约36％。上述井工矿井中，大、中型煤矿的平均开采深度为456米。开采深度超过1000米的矿井有8处，超过800米的有15处。而复杂地质条件和高的开采深度是产生矿井动力灾害的最根本原因，这就导致了我国煤矿除常见的五大灾害以外，动力灾害也非常严重。冲击矿压(岩爆)作为矿井动力灾害的主要表现形式，是一种极具破坏性的突发灾害，是影响煤矿安全生产的灾害事故之一，也是世界范围内地下开采普遍遇到的共同难题。

近年来，煤岩电磁辐射效应的研究，无论在理论上还是应用研究方面，都取得了飞速的发展，特别是在地震方面用于预报地震，在矿山用于监测冲击地压和煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害。而在煤矿矿井中，还没有同时用于监测冲击矿压及瓦斯浓度的设备。

实用新型内容

本实用新型是为了解决目前在煤矿矿井中，冲击矿压及瓦斯浓度不能被同时监测的问题，提供了一种基于Zigbee无线通信的冲击矿压及瓦斯浓度预警系统。

本实用新型包括多个无线传感器网络节点，所述多个无线传感器网络节点组成Zigbee无线网络，每个无线传感器网络节点包括电磁辐射传感器、第一放大、滤波及A/D转换电路、瓦斯气体传感器、第二放大、滤波及A/D转换电路和Zigbee微处理器，

每个无线传感器网络节点的电磁辐射传感器用于采集该节点周围的电磁辐射强度，该电磁辐射传感器的电磁辐射强度信号输出端连接第一放大、滤波及A/D转换电路的模拟信号输入端，第一放大、滤波及A/D转换电路的数字信号输出端连接Zigbee微处理器的电磁辐射强度信号输入端；

该无线传感器网络节点的瓦斯气体传感器用于采集该节点周围的瓦斯浓度，该瓦斯气体传感器的瓦斯浓度信号输出端连接第二放大、滤波及A/D转换电路的模拟信号输入端，第二放大、滤波及A/D转换电路的数字信号输出端连接Zigbee微处理器的瓦斯浓度信号输入端；

所述Zigbee微处理器是内部带有Zigbee无线通信单元的Zigbee微处理器。

每个无线传感器网络节点还包括存储器，存储器的数据信号输入输出端连接该无线传感器网络节点的Zigbee微处理器的数据信号输出输入端。

每个无线传感器网络节点还包括电源，所述电源用于给电磁辐射传感器、第一放大、滤波及A/D转换电路、瓦斯气体传感器、第二放大、滤波及A/D转换电路和Zigbee微处理器提供工作电源。

所述Zigbee微处理器的型号为MC13213。

本实用新型的优点是：本实用新型可用于监测煤矿矿井中冲击地压及瓦斯浓度等煤岩动力灾害，它实现了对煤矿矿井冲击矿压及瓦斯浓度的同时监测。本实用新型通过对煤岩电磁辐射量的强弱的监测，达到对矿井深部和地质条件复杂矿井冲击地压的预警。同时利用电磁辐射和瓦斯浓度的耦合关系，对瓦斯浓度进行监测，提高了冲击地压监测的精度，并达到了对瓦斯浓度安全预警的目的。

附图说明：

图1为本实用新型的通信方式示意图；

图2为每个无线传感器网络节点的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式包括多个无线传感器网络节点1，所述多个无线传感器网络节点1组成Zigbee无线网络，每个无线传感器网络节点1包括电磁辐射传感器11、第一放大、滤波及A/D转换电路12、瓦斯气体传感器13、第二放大、滤波及A/D转换电路14和Zigbee微处理器15，

每个无线传感器网络节点1的电磁辐射传感器11用于采集该节点周围的电磁辐射强度，该电磁辐射传感器11的电磁辐射强度信号输出端连接第一放大、滤波及A/D转换电路12的模拟信号输入端，第一放大、滤波及A/D转换电路12的数字信号输出端连接Zigbee微处理器15的电磁辐射强度信号输入端；

该无线传感器网络节点1的瓦斯气体传感器13用于采集该节点周围的瓦斯浓度，该瓦斯气体传感器13的瓦斯浓度信号输出端连接第二放大、滤波及A/D转换电路14的模拟信号输入端，第二放大、滤波及A/D转换电路14的数字信号输出端连接Zigbee微处理器15的瓦斯浓度信号输入端；

所述Zigbee微处理器15是内部带有Zigbee无线通信单元的Zigbee微处理器。