[发明专利]一种基于6LoWPAN物联网技术的煤层瓦斯压力监测系统

说明书

本发明公开了一种基于6LoWPAN物联网技术的煤层瓦斯压力监测系统，包括井下6LoWPAN无线传感器网络、边界路由器、工业以太网、井上服务器、监测计算机和智能终端；井下6LoWPAN无线传感器网络与边界路由器连接；边界路由器通过工业以太网与井上服务器连接；监测计算机、智能终端通过因特网与井上服务器连接，从井上服务器获取数据；所述的井下6LoWPAN无线传感器网络中设有若干个压力监测节点。该系统将每个测点作为无线传感器网络的节点，采用自组网的方式组建mesh网络，将整个开采区的数据互联，并通过井下主机将数据实时上传，数据采集精度高、实时性与安全性强。

技术领域

本发明涉及煤层瓦斯压力监测技术领域，具体是一种基于6LoWPAN物联网技术的煤层瓦斯压力监测系统。

背景技术

无线传感器网络的发展和物联网行业的兴起使得大量无线传感器网络接入互联网成为可能，当前物联网技术已经在社会生活中有了广泛的应用，为人们的生活和工作提供了极大地便利。

在煤矿安全领域，煤层瓦斯的治理始终是安全工作的重中之重。瓦斯气体是近年来煤矿安全事故的主要诱发原因，随着煤矿开采深度的增加，瓦斯含量也在不断增加。当前煤炭行业对此采取的措施多为抽采或抽放，在此过程中监测抽放孔的压力值，并在抽放后的相当一段时间保持监测，只有当煤层瓦斯压力稳定在安全要求标准内，才能进行下一步的开采生产，否则需要继续进行抽放，直到符合要求。根据《煤矿安全规程2016》的技术要求，瓦斯压力达到或超过0.74MPa的，即应当立即进行煤层突出危险性鉴定。根据《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》的操作要求，煤层瓦斯压力变化在72小时内变化小于0.015MPa，则可认为这个稳定的压力就是煤层瓦斯压力。

当前，煤矿生产单位多采用指针式压力表头来测量封孔处压力，测量精度低，不能满足对稳定压力的判断，分布有限，且需要专人值守，定期抄录。在很大程度上压力结果取决于工人的判断，测量结果会存在较大误差，且测量结果具有较大的滞后性，当压力超限时结果不能及时反馈，会对煤矿安全造成威胁。井下煤层开采面大，由人工抄录会出现错报、漏报的情况，且抽放孔分布广泛，工作量大，对井下工人耐心与体能考验极大。

将6LoWPAN这一物联网技术应用于井下的压力数据传输，把每一个测点作为一个无线传感器网络的节点，采用自组网的方式把整个开采区的数据互联，并通过井下主机将数据实时上传，从而实现井下压力数据的实时监测，从而保证了数据的准确性，实时性与安全性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种基于6LoWPAN物联网技术的煤层瓦斯压力监测系统。该系统将每个测点作为无线传感器网络的节点，采用自组网的方式将整个开采区的数据互联，并通过井下主机将数据实时上传，数据采集精度高、实时性与安全性强。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于6LoWPAN物联网技术的煤层瓦斯压力监测系统，包括井下6LoWPAN无线传感器网络、边界路由器、工业以太网、井上服务器、监测计算机和智能终端；井下6LoWPAN无线传感器网络与边界路由器连接；边界路由器通过工业以太网与井上服务器连接；监测计算机、智能终端通过因特网与井上服务器连接，从井上服务器获取数据；所述的井下6LoWPAN无线传感器网络中设有若干个压力监测节点。

所述的压力监测节点，安装在煤层瓦斯压力抽放孔的位置。

所述的压力监测节点，包括主控模块、压力传感器、信号调理模块、显示模块、超限报警模块、外置天线、电源模块、系统电源调理模块；压力传感器与信号调理模块连接，主控模块通过ADC接口与信号调理模块连接，主控模块通过SPI接口与显示模块连接，主控模块通过天线接口与外置天线连接，主控模块还分别与超限报警模块、系统电源调理模块连接，系统电源调理模块还与电源模块连接。