專利名稱：一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的礦井機(jī)車自動(dòng)化管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的礦井機(jī)車自動(dòng)化管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤礦輔助運(yùn)輸是礦井運(yùn)輸系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)，在礦井巷道，架線機(jī)車運(yùn)輸線路復(fù)雜，在運(yùn)輸過(guò)程中不斷變化的上、下坡和S彎造成了運(yùn)輸途中的諸多問(wèn)題，如機(jī)車引線與架空線脫離造成停車，機(jī)車司機(jī)在忘記把操作手柄復(fù)位時(shí)，下車復(fù)位機(jī)車引線，容易造成機(jī)車復(fù)位得電后立即運(yùn)行，成為事故隱患，以及機(jī)車司機(jī)在行駛途中犯困等都給安全運(yùn)輸帶來(lái)了很大的隱患，在實(shí)際工作中將造成較大的損失。為了防止這些事故的發(fā)生，業(yè)者需要一套可以對(duì)機(jī)車運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)化管理的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的礦井機(jī)車自動(dòng)化管理系統(tǒng)，即一種可實(shí)時(shí)顯示機(jī)車位置和速度并自動(dòng)報(bào)警與提示前方狀況的基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的礦井機(jī)車自動(dòng)化管理系統(tǒng)，從而彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，包括有用于定位的位標(biāo)和用于信號(hào)傳遞的中繼器，其特征在于，還包括有用于控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的總控制臺(tái)和用于接收位標(biāo)信息和總控制臺(tái)信息的機(jī)車模塊。所述的機(jī)車模塊包括有用于接收位標(biāo)信息的傳感器、用于顯示總控制臺(tái)發(fā)出的警示信息的顯示屏，用于傳遞和接收信息的機(jī)車通訊模塊；其中傳感器、顯示屏和機(jī)車通訊模塊連接到單片機(jī)上。上述的單片機(jī)還連接有信號(hào)燈和報(bào)警器。中繼器為安裝在礦井機(jī)車運(yùn)行路線任一側(cè)或兩側(cè)的中繼通信模塊。上述的位標(biāo)安裝在礦井機(jī)車運(yùn)行路線的任一側(cè)或兩側(cè)。上述的總控制臺(tái)由顯示平臺(tái)、數(shù)據(jù)處理器和無(wú)線通信模塊組成，其中顯示平臺(tái)和無(wú)線通信模塊分別連接到數(shù)據(jù)處理器上。本發(fā)明的自動(dòng)化管理系統(tǒng)的工作方法，包括如下的步驟SI :總控制臺(tái)接收每輛機(jī)車的位置信息；S2 :在顯示平臺(tái)更新機(jī)車位置；S3 :計(jì)算機(jī)車之間距離，當(dāng)判斷距離大于40米則繼續(xù)檢測(cè)，小于等于40米則判斷是否小于等于25米；當(dāng)機(jī)車距離大于25米則發(fā)出預(yù)警，小于25米則發(fā)出急警；S8 :計(jì)算機(jī)車行駛速度并顯示，機(jī)車速度為O時(shí)判斷為停留在某位置；S10:監(jiān)測(cè)岔道行駛機(jī)車位置及方向，在岔道口處機(jī)車有相撞危險(xiǎn)則機(jī)車號(hào)高亮且閃爍提示調(diào)度員。本發(fā)明的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，可以在危險(xiǎn)到來(lái)之前進(jìn)行警示，有效防止一些人為的事故發(fā)生，也可以對(duì)機(jī)車位置以及路線進(jìn)行實(shí)時(shí)性的了解以利于提高機(jī)車的運(yùn)輸效率，另外方便煤礦管理層對(duì)員工工作進(jìn)行更全面的考核。


圖I :本發(fā)明的礦井機(jī)車自動(dòng)化管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框示意圖；圖2:本發(fā)明的礦井機(jī)車自動(dòng)化管理系統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；圖3 :本發(fā)明的礦井機(jī)車自動(dòng)化管理系統(tǒng)的顯示平臺(tái)界面圖；圖4:本發(fā)明的礦井機(jī)車自動(dòng)化管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程圖；圖5 :本發(fā)明的礦井機(jī)車自動(dòng)化管理系統(tǒng)報(bào)警信息記錄；其中1、位標(biāo)2、機(jī)車模塊3、中繼器4、總控制臺(tái)21、傳感器22、單片機(jī)23、顯示屏24、信號(hào)燈25、報(bào)警器26、機(jī)車無(wú)線通信模塊31、中繼通信模塊41、無(wú)線通信模塊42、數(shù)據(jù)處理器43、顯不平臺(tái)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖I所示，本發(fā)明的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，包括有用于控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的總控制臺(tái)4，用于信號(hào)傳遞的中繼器3和用于定位的位標(biāo)1，還包括有用于接收位標(biāo)I信息和總控制臺(tái)4信息的機(jī)車模塊2。其中總控制臺(tái)4由顯示平臺(tái)43、數(shù)據(jù)處理器42與無(wú)線通信模塊41組成，可安置在調(diào)度室或者地面以上房間。無(wú)線通信模塊41為無(wú)線通信ZIGBEE模塊，可通過(guò)軟件編程設(shè)置為協(xié)調(diào)器，每一個(gè)無(wú)線通信模塊41都會(huì)有一個(gè)地址，用于接收每一輛機(jī)車的位置信息；而數(shù)據(jù)處理器42用于更新機(jī)車的位置信息并計(jì)算機(jī)車的速度以及機(jī)車之間的距離，達(dá)到需要報(bào)警或提示時(shí)通過(guò)無(wú)線通信模塊41將相應(yīng)信息發(fā)給機(jī)車；在一段時(shí)間內(nèi)機(jī)車沒(méi)有達(dá)到下一個(gè)位標(biāo)處則認(rèn)為機(jī)車速度為零，即機(jī)車停留此地；管理系統(tǒng)保存機(jī)車的報(bào)警信息以及具有“黑匣子”功能的機(jī)車運(yùn)行數(shù)據(jù)以便對(duì)機(jī)車司機(jī)進(jìn)行考核和查詢事故發(fā)生的原因。無(wú)線通信模塊41選用QAZ2000 ZIGBEE無(wú)線透?jìng)髂K，數(shù)據(jù)處理器42可以選用一臺(tái)普通的電腦或者專門(mén)的DSP或FPGA等可以實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)的處理器，顯示平臺(tái)43選用一般的電腦顯示器即可。所述的機(jī)車模塊2包括有用于接收位標(biāo)I信息的傳感器21、用于顯示警示信息的顯示屏23，用于傳遞和接收信息的機(jī)車無(wú)線通訊模塊26 ;其中傳感器21、顯示屏23和機(jī)車無(wú)線通訊模塊26連接到單片機(jī)22上。傳感器21和機(jī)車通訊模塊26與單片機(jī)采用串口RS232進(jìn)行通信，傳感器21選用SR-8300b工業(yè)級(jí)讀寫(xiě)器，顯示屏23選用1602液晶顯示屏或者12864液晶顯示屏，另外的單片機(jī)22還連接有用于警示的信號(hào)燈24和報(bào)警器25。中繼器3為安裝在礦井機(jī)車運(yùn)行路線任一側(cè)或兩側(cè)的中繼通信模塊31，也是選用無(wú)線通信ZIGBEE模塊；多個(gè)中繼通信模塊31構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如圖2所示，本發(fā)明使用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，黑色模塊4為總控制臺(tái)，其他模塊為機(jī)車模塊2或中繼器3 ；無(wú)線通信模塊41為其他模塊分配地址，模塊與模塊之間均可進(jìn)行通信，每一個(gè)模塊都可擴(kuò)展6個(gè)模塊。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都可進(jìn)行通信，在巷道的上下坡和S彎處增加一個(gè)無(wú)線通信ZIGBEE模塊作為中繼器3使用，以此提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性?？偪刂婆_(tái)4獲取機(jī)車的位置信息后計(jì)算機(jī)車之間的距離以及機(jī)車的速度，提醒機(jī)車司機(jī)安全行駛，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄機(jī)車的運(yùn)行路線和報(bào)警信息。上述的位標(biāo)I安裝在礦井機(jī)車運(yùn)行路線的任一側(cè)或兩側(cè)，用于定位。根據(jù)兩個(gè)相鄰位標(biāo)I的檢測(cè)來(lái)確定機(jī)車速度等信息。位標(biāo)I選用ML-T90無(wú)源電子標(biāo)簽。如圖3所示，總控制臺(tái)4的顯示平臺(tái)43的主界面實(shí)時(shí)顯示機(jī)車的速度；機(jī)車路線圖上的五角星代表不同的位標(biāo)I ;機(jī)車標(biāo)號(hào)LI表不機(jī)車在雙向軌道的左側(cè)行駛,機(jī)車標(biāo)號(hào)R2表示在右側(cè)行駛，由此判斷機(jī)車行駛是同向還是反向，反向行駛時(shí)預(yù)警(信號(hào)燈24閃爍慢)，同向行駛時(shí)距離較近時(shí)預(yù)警(信號(hào)燈24閃爍快)，距離很近有撞車危險(xiǎn)時(shí)急警(信號(hào)燈24閃爍與報(bào)警器25報(bào)警)；機(jī)車標(biāo)號(hào)R4、L3表示在岔道口處兩輛機(jī)車有相撞的可能，在顯示屏上顯示以提醒司機(jī)；機(jī)車標(biāo)號(hào)R5表示機(jī)車停留在此位置。圖4為本發(fā)明軟件流程圖，具體步驟如下SI :總控制臺(tái)4接收每輛機(jī)車的位置信息；其中位置信息是由機(jī)車模塊2的傳感器21感知到位標(biāo)I的信息后，將信息傳遞給單片機(jī)22，再由機(jī)車無(wú)線通信模塊26將位標(biāo)I 信息(即機(jī)車目前的位置信息)傳遞給中繼器3的中繼通信模塊31后，最終傳送給總控制臺(tái)的；S2 :在顯示平臺(tái)43更新機(jī)車位置；S3 :計(jì)算機(jī)車之間距離，當(dāng)判斷距離大于40米則繼續(xù)檢測(cè)，小于等于40米則判斷是否小于等于25米；當(dāng)機(jī)車距離大于25米則發(fā)出預(yù)警，小于25米則發(fā)出急警；S8 :計(jì)算機(jī)車行駛速度并顯示，機(jī)車速度為O時(shí)判斷為停留在某位置；S10:監(jiān)測(cè)岔道行駛機(jī)車位置及方向，在岔道口處機(jī)車有相撞危險(xiǎn)則機(jī)車號(hào)高亮且閃爍提示調(diào)度員。通過(guò)上述的步驟，本發(fā)明的系統(tǒng)可以有效的對(duì)機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警與記錄。如圖5所示，本發(fā)明報(bào)警信息包括年月日信息、報(bào)警的車號(hào)、報(bào)警時(shí)間與報(bào)警的類型，報(bào)警記錄信息采用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件來(lái)管理，方便事后查詢。本發(fā)明的系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果表明可以對(duì)機(jī)車的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，從而有效的避免了危險(xiǎn)的發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的礦井機(jī)車自動(dòng)化管理系統(tǒng)，包括有用于定位的位標(biāo)(I)和用于信號(hào)傳遞的中繼器(3)，其特征在于，還包括有用于控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的總控制臺(tái)(4)和用于接收位標(biāo)(I)信息和總控制臺(tái)(4)信息的機(jī)車模塊(2)。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的機(jī)車模塊(2)包括有用于接收位標(biāo)(I)信息的傳感器(21)、用于顯示總控制臺(tái)(4)發(fā)出的警示信息的顯示屏(23)和用于傳遞和接收信息的機(jī)車通訊模塊(26);其中傳感器(21)、顯示屏(23)和機(jī)車通訊模塊(26)連接到單片機(jī)(22)上。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的單片機(jī)(22)上連接有信號(hào)燈(24)和報(bào)警器(25)。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的中繼器(3)為安裝在礦井機(jī)車運(yùn)行路線任一側(cè)或兩側(cè)的中繼通信模塊(31)。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的位標(biāo)(I)安裝在礦井機(jī)車運(yùn)行路線的任一側(cè)或兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的總控制臺(tái)(4)由顯示平臺(tái)(43)、數(shù)據(jù)處理器(42)和無(wú)線通信模塊(41)組成，其中顯示平臺(tái)(43)和無(wú)線通信模塊(41)分別連接到數(shù)據(jù)處理器(42)上。
7.權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)的工作方法，包括如下的步驟 51:總控制臺(tái)4接收每輛機(jī)車的位置信息； 52:在顯示平臺(tái)43更新機(jī)車位置； 53:計(jì)算機(jī)車之間距離，當(dāng)判斷距離大于40米則繼續(xù)檢測(cè)，小于等于40米則判斷是否小于等于25米；當(dāng)機(jī)車距離大于25米則發(fā)出預(yù)警，小于25米則發(fā)出急警； S8 :計(jì)算機(jī)車行駛速度并顯示，機(jī)車速度為O時(shí)判斷為停留在某位置； SlO :監(jiān)測(cè)岔道行駛機(jī)車位置及方向，在岔道口處機(jī)車有相撞危險(xiǎn)則機(jī)車號(hào)高亮且閃爍提示調(diào)度員。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的礦井機(jī)車自動(dòng)化管理系統(tǒng)，包括有用于定位的位標(biāo)和用于信號(hào)傳遞的中繼器，其特征在于，還包括有用于控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的總控制臺(tái)和用于接收位標(biāo)信息和總控制臺(tái)信息的機(jī)車模塊。本發(fā)明的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，可以在危險(xiǎn)到來(lái)之前進(jìn)行警示，有效防止一些人為的事故發(fā)生，也可以對(duì)機(jī)車位置以及路線進(jìn)行實(shí)時(shí)性的了解以利于提高機(jī)車的運(yùn)輸效率，另外方便煤礦管理層對(duì)員工工作進(jìn)行更全面的考核。
文檔編號(hào)B61L23/00GK102815323SQ20121031024
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者張 林, 王新全, 龔思揚(yáng), 賈蒙, 孔倩倩, 孫海才 申請(qǐng)人:青島市光電工程技術(shù)研究院