基于zigbee的井下通风状态网络监控系统

1.一种基于zigbee的井下通风状态网络监控系统，包括控制系统主机、通风状态监控系统和zigbee无线网络单元，所述zigbee无线网络单元分别通过zigbee接口模块与所述控制系统主机和所述通风状态监控系统无线连接，其特征在于：
所述通风状态监控系统包括：
风筒监控模块：用于监测风机风筒内的负压值，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；
风机机体监控模块；用于监测风机机体振动状态，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；
风机轴温监控模块：用于监测风机轴的温度，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；
风门监控模块：用于监测风机门的开闭角度，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；
风速监控模块：用于监测各巷道的风速，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；
所述通风状态监控系统中的各个监控模块通过具有路由功能的zigbee接口模块互联；
所述控制系统主机包括：
数据处理模块：实时分析处理监控到的通风状态参数；
数据存储模块：存储所述数据处理模块处理后的通风状态参数；
故障报警模块：所述数据处理模块分析通风状态参数后，确定风机出现故障，发送控制指令给所述故障报警模块发出警报声。
2.根据权利要求1所述的基于zigbee的井下通风状态网络监控系统，其特征在于：
所述风筒监控模块中设置有用于负压值的智能传感器；
所述风机机体监控模块中设置有用于监测机体震动的智能传感器；
所述风机轴温监控模块中设置有用于监测风机轴温的智能传感器；
所述风门监控模块中设置有用于监测风机门开闭角度的智能传感器；
所述风速监控模块中设置有用于监测各巷道风速的多个风速传感器。
3.根据权利要求1或2所述的基于zigbee的井下通风状态网络监控系统，其特征在于：
所述数据处理模块分析监控到的通风状态参数有异常时，确定异常点并根据分析结果输出风门角度的调节指令。
4.根据权利要求3所述的基于zigbee的井下通风状态网络监控系统，其特征在于：
所述数据处理模块分析监控到的通风状态参数有严重异常时，输出切换风机的控制指令。
5.根据权利要求1或2或4所述的基于zigbee的井下通风状态网络监控系统，其特征在于：
所述zigbee接口模块采用RS232无线通信接口。

基于zigbee的井下通风状态网络监控系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种机械设备故障监控系统，具体涉及一种基于zigbee的煤矿井下通风网监控系统。 \n背景技术\n[0002] 矿井通风是矿井生产环节中最基本的一环，它在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。大型煤矿企业的主抽风机是全矿生产中的特大型重要负荷关键设备，承担向井下输送新鲜空气，冲淡井下有毒气体，降低空气的温度和湿度的重要任务，它的正常运行是矿井得以连续安全生产的最根本保证。矿井主通风机每天24小时连续运转，其运转状态关系这整个矿井风量的重组及通风的顺畅与否。一旦矿井通风不畅，致使瓦斯浓度上升至一定程度，进一步造成瓦斯爆炸，导致矿井塌陷危机矿工的生命安全。因此对煤矿风机的宫殿系统、控制系统、井下参数等进行实时监测是十分必要的，这样对风机故障、隐患、不良反应等做到早发现、早预防、早处理、避免瓦斯爆炸等重大事故的发生，保障设备安全可靠、高效经济的运行、提高大型设备运行控制的自动化管理水平具有重要的意义。\n[0003] 目前煤矿主抽风机和井下通风网络状态监控系统是由工控机、PLC、数据采集卡和各类传感器通过各种通讯电缆对主抽风机的主要参数和工况、井下通风网络各点风速进行监测。煤矿主抽风机和井下通风网络状态监控系统中所用的各类传感器包括监测主抽风机的轴温、风机风筒内的负压值、风机机体振动、风门开闭角度的传感器、井下通风网络各处的风速传感器，它们之间相隔的距离较远，如果采用传统的有线采集监控系统采集风机状态参数，存在走线繁琐等问题，可扩展性及灵活性差，一旦出现监测点工作不正常或者连线脱落等情况，排查故障点比较费时。尽管有些矿井采用了实时监控系统，但仍然局限于局部的监控和管理，而对主通风机进行实时的、全面的监控与管理又有一定的困难，因为矿井在设计时，往往把矿井主通风机分别布置在相距甚远，开采煤层走向东西翼或南北翼的不同地点，各风机的地面监控中心大多相互独立，没有实现远程集中监测以及对风机故障的诊断。\n发明内容\n[0004] 本实用新型要解决的技术问题有以下几个：\n[0005] （1）现有技术中的煤矿井下通风状态监控系统存在的布线困难，走线繁琐，可扩展性及灵活性差。\n[0006] （2）现有技术中的煤矿井下通风状态监控系统存在的出现故障后的排查故障点比较费时。\n[0007] （3）现有技术中当煤矿中的风机有多个时，对多个风机的监测相互独立，不能远程集中监测多个风机。\n[0008] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于zigbee的井下通风状态网络监控系统，包括控制系统主机、通风状态监控系统和zigbee无线网络单元，所述zigbee无线网络单元分别通过zigbee接口模块与所述控制系统主机和所述通风状态监控系统无线连接，所述通风状态监控系统包括：\n[0009] 风筒监控模块：用于监测风机风筒内的负压值，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；\n[0010] 风机机体监控模块；用于监测风机机体振动状态，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；\n[0011] 风机轴温监控模块：用于监测风机轴的温度，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；\n[0012] 风门监控模块：用于监测风机门的开闭角度，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；\n[0013] 风速监控模块：用于监测各巷道的风速，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；\n[0014] 所述通风状态监控系统中的各个监控模块通过具有路由功能的zigbee接口模块互联；\n[0015] 所述控制系统主机包括：\n[0016] 数据处理模块：实时分析处理监控到的通风状态参数；\n[0017] 数据存储模块：存储所述数据处理模块处理后的通风状态参数；\n[0018] 故障报警模块：所述数据处理模块分析通风状态参数后，确定风机出现故障，发送控制指令给所述故障报警模块发出警报声。\n[0019] 所述风筒监控模块中设置有用于负压值的智能传感器；\n[0020] 所述风机机体监控模块中设置有用于监测机体震动的智能传感器；\n[0021] 所述风机轴温监控模块中设置有用于监测风机轴温的智能传感器；\n[0022] 所述风门监控模块中设置有用于监测风机门开闭角度的智能传感器；\n[0023] 所述风速监控模块中设置有用于监测各巷道风速的多个风速传感器。\n[0024] 所述数据处理模块分析监控到的通风状态参数有异常时，确定异常点并根据分析结果输出风门角度的调节指令。\n[0025] 所述数据处理模块分析监控到的通风状态参数有严重异常时，输出切换风机的控制指令。\n[0026] 所述zigbee接口模块采用RS232无线通信接口。\n[0027] 实用新型的有益效果是：\n[0028] （1）由于本实用新型中采用的zigbee无线网络系统实现了对煤矿井下的通风状态的实时地、自动地监控，因此不需要在井下布置线缆，解决了布线困难的技术难题同时如果系统出现故障时只需对各个模块进行故障检查便能迅速找到故障点，解决了故障排查费时的技术问题。\n[0029] （2）由于本实用新型中通风状态监控系统中的各个监控模块通过路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接，而且各个监控模块也通过具有路由功能的zigbee接口模块实现互联，这样就使得每个监控模块就是一个带zigbee通讯功能的监控单元，虽然各个监控点之间具有一定的距离，但是也可以通过zigbee无线网络实现远程集中监测。\n[0030] （3）本实用新型中的各个监控模块均采用智能传感器，现有技术中的智能传感技术已经非常纯熟，因此通过智能传感器对通风状态的各个参数进行监控具有非常高的精度。\n[0031] （4）本实用新型中的基于zigbee的井下通风状态网络监控系统可是实时监控通风状态参数，而且还具有数据存储模块，将监控到的参数信息存储起来方便用户日后查询，还具有故障报警模块，一旦风机出现故障便会发出警报声，同时控制系统主机一旦发现参数异常风机有故障的时候就会立即做出反应输出控制指令调整风门或者切换风机，整个系统具有极高的安全性和可靠性。\n[0032] （5）本实用新型中的zigbee接口模块采用RS232通讯接口，而RS232通讯接口是目前通信工业中应用最广泛的一种串行接口，技术成熟，价格适中，极大的降低了整个系统的成本。\n附图说明\n[0033] 为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：\n[0034] 图1为本实用新型所述的系统框图。\n具体实施方式\n[0035] 如图1所示，本实用新型公开了一种基于zigbee的井下通风状态网络监控系统，包括控制系统主机、通风状态监控系统和zigbee无线网络单元，所述zigbee无线网络单元分别通过zigbee接口模块与所述控制系统主机和所述通风状态监控系统无线连接，所述zigbee接口模块采用RS232无线通信接口；\n[0036] 由于本实用新型中采用的zigbee无线网络系统实现了对煤矿井下的通风状态的实时地、自动地监控，因此不需要在井下布置线缆，解决了布线困难的技术难题同时如果系统出现故障时只需对各个模块进行故障检查便能迅速找到故障点，解决了故障排查费时的技术问题；\n[0037] 所述通风状态监控系统包括：\n[0038] 风筒监控模块：用于监测风机风筒内的负压值，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；所述风筒监控模块中设置有用于负压值的智能传感器；\n[0039] 风机机体监控模块；用于监测风机机体振动状态，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；所述风机机体监控模块中设置有用于监测机体震动的智能传感器；\n[0040] 风机轴温监控模块：用于监测风机轴的温度，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；所述风机轴温监控模块中设置有用于监测风机轴温的智能传感器；\n[0041] 风门监控模块：用于监测风机门的开闭角度，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；所述风门监控模块中设置有用于监测风机门开闭角度的智能传感器；\n[0042] 风速监控模块：用于监测各巷道的风速，通过具有路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接；所述风速监控模块中设置有用于监测各巷道风速的多个风速传感器。\n[0043] 所述通风状态监控系统中的各个监控模块通过具有路由功能的zigbee接口模块互联；\n[0044] 显然，各个监控模块通过路由功能的zigbee接口模块与所述zigbee无线网络单元无线连接，而且各个监控模块也通过具有路由功能的zigbee接口模块实现互联，这样就使得每个监控模块就是一个带zigbee通讯功能的监控单元，虽然各个监控点之间具有一定的距离，但是也可以通过zigbee无线网络实现远程集中监测。\n[0045] 所述控制系统主机包括：\n[0046] 数据处理模块：实时分析处理监控到的通风状态参数；\n[0047] 数据存储模块：存储所述数据处理模块处理后的通风状态参数；\n[0048] 故障报警模块：所述数据处理模块分析通风状态参数后，确定风机出现故障，发送控制指令给所述故障报警模块发出警报声。\n[0049] 所述数据处理模块分析监控到的通风状态参数有异常时，确定异常点并根据分析结果输出风门角度的调节指令。\n[0050] 所述数据处理模块分析监控到的通风状态参数有严重异常时，输出切换风机的控制指令，因此整个系统具有极高的安全性和可靠性。\n[0051] 虽然本实用新型已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本实用新型所要保护的范围。

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