一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，包括布設(shè)在煤礦井下無軌膠輪車運行巷道中多個區(qū)段內(nèi)的多個井下監(jiān)控系統(tǒng)和與多個井下監(jiān)控系統(tǒng)連接并通信的井上監(jiān)控系統(tǒng)，井下監(jiān)控系統(tǒng)包括ZigBee移動節(jié)點、多個ZigBee參考節(jié)點和ZigBee網(wǎng)關(guān)，以及監(jiān)控攝像頭和分控制器；ZigBee參考節(jié)點上接有人體感應(yīng)傳感器、煙霧傳感器和溫濕度傳感器，分控制器上接有廣播喇叭和交通指示燈；井上監(jiān)控系統(tǒng)包括總控制器、交換機(jī)、監(jiān)控主機(jī)、工業(yè)控制計算機(jī)、工作站計算機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，實現(xiàn)方便，工作可靠性高，功能完備，對提高井下作業(yè)車輛的效率和安全兩個方面有著重要的現(xiàn)實意義，推廣應(yīng)用價值高。
【專利說明】
一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于煤礦井下安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在大型的采礦系統(tǒng)中，煤礦井下運輸巷道體系龐大，進(jìn)出的車輛同時成倍增加，這樣會引起井下車輛的擁堵，存在安全隱患。因此，若采用人工調(diào)度，管理混亂，耗費大量人力物力，資源利用率低。在信息化發(fā)達(dá)的今天，自動調(diào)度可以在節(jié)約運輸資源的同時提高采礦效率，逐漸取代了人工調(diào)度。
[0003]近年來，許多學(xué)者專家就相關(guān)問題研究出了不少的成果，例如，申請?zhí)枮?01520755696.9的中國專利公開了一種有軌礦車出入庫自動化調(diào)度系統(tǒng)，申請?zhí)枮?01510246144.X的中國專利公開了采礦系統(tǒng)的調(diào)度方法和系統(tǒng)。但是，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有針對煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度的系統(tǒng)及方法，也就無法實現(xiàn)煤礦井下無軌膠輪車的精確定位和調(diào)度，無法有效地保證煤礦井下無軌膠輪車的安全作業(yè)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，實現(xiàn)方便，工作可靠性高，功能完備，對提高井下作業(yè)車輛的效率和安全兩個方面有著重要的現(xiàn)實意義，推廣應(yīng)用價值高。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:包括布設(shè)在煤礦井下無軌膠輪車運行巷道中多個區(qū)段內(nèi)的多個井下監(jiān)控系統(tǒng)和與多個井下監(jiān)控系統(tǒng)連接并通信的井上監(jiān)控系統(tǒng)，所述井下監(jiān)控系統(tǒng)包括ZigBee移動節(jié)點、用于與ZigBee移動節(jié)點無線連接并通信的多個ZigBee參考節(jié)點和用于與多個ZigBee參考節(jié)點無線連接并通信的ZigBee網(wǎng)關(guān)，以及監(jiān)控攝像頭和與ZigBee網(wǎng)關(guān)連接的分控制器;所述ZigBee參考節(jié)點上接有人體感應(yīng)傳感器、煙霧傳感器和溫濕度傳感器，所述分控制器上接有廣播喇機(jī)和交通指示燈;所述ZigBee移動節(jié)點安裝在無軌膠輪車上，多個所述ZigBee參考節(jié)點均勻布設(shè)在煤礦井下無軌膠輪車運行巷道中；
[0006]所述井上監(jiān)控系統(tǒng)包括總控制器和與總控制器連接的交換機(jī)，以及通過以太網(wǎng)與總控制器連接的監(jiān)控主機(jī)、工業(yè)控制計算機(jī)、工作站計算機(jī)和數(shù)據(jù)服務(wù)器，所述監(jiān)控攝像頭與數(shù)據(jù)服務(wù)器連接，所述監(jiān)控主機(jī)上連接有用于顯示監(jiān)控視頻和無軌膠輪車的運行軌跡的顯示屏，所述工業(yè)控制計算機(jī)上連接有打印機(jī);所述分控制器與交換機(jī)連接。
[0007]上述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee移動節(jié)點的型號為CC2431，所述ZigBee參考節(jié)點的型號為CC2430。
[0008]上述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee網(wǎng)關(guān)的型號為ZBNET-300C-U。
[0009]上述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述人體感應(yīng)傳感器的型號為HC-SR501，所述煙霧傳感器的型號為MQ-2，所述溫濕度傳感器的型號為SHTll。
[0010]上述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述分控制器為型號為S7-200SMART 的 PLC 模塊。
[0011]上述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述總控制器為型號為S7-300 的 PLC 模塊。
[0012]上述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示屏通過VGA視頻線與監(jiān)控主機(jī)連接，所述打印機(jī)通過USB數(shù)據(jù)線與工業(yè)計算機(jī)連接。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0014]1、本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，實現(xiàn)方便。
[0015]2、本實用新型的自動化程度高，使用操作方便。
[0016]3、本實用新型的功能完備，通過在ZigBee參考節(jié)點上連接煙霧傳感器和溫濕度傳感器，能夠?qū)γ旱V井下煙霧濃度和溫濕度進(jìn)行實時監(jiān)測，能夠在指標(biāo)超標(biāo)時及時通過廣播喇叭通知井下工作人員，使人員迅速撤離，確保了煤礦井下的安全作業(yè)。
[0017]4、本實用新型通過安裝監(jiān)控攝像頭，能夠?qū)γ旱V井下危險區(qū)段的作業(yè)進(jìn)行實時監(jiān)控，在發(fā)生危險事故時，搶險車輛可以更準(zhǔn)確到達(dá)，保證了煤礦井下的安全作業(yè)。
[0018]5、由于無軌膠輪車沒有軌道限制，并具有機(jī)動靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、安全高效的特點，在運輸材料、設(shè)備和人員方面相比于有軌礦車具有很大的優(yōu)越性，因此，本實用新型的推廣使用，將推進(jìn)無軌膠輪車的使用，為煤礦井下作業(yè)帶來更大的便利。
[0019]綜上所述，本實用新型的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，實現(xiàn)方便，工作可靠性高，功能完備，對提高井下作業(yè)車輛的效率和安全兩個方面有著重要的現(xiàn)實意義，推廣應(yīng)用價值高。
[0020]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實用新型的連接關(guān)系示意圖。
[0022]圖2為本實用新型ZigBee參考節(jié)點的電路原理圖。
[0023]圖3為本實用新型人體感應(yīng)傳感器的電路原理圖。
[0024]圖4為本實用新型煙霧傳感器的電路原理圖。
[0025]圖5為本實用新型溫濕度傳感器的電路原理圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明:
[0027]I 一顯不屏；2—監(jiān)控主機(jī)；3—打印機(jī)；
[0028]4 一工業(yè)計算機(jī)；5—工作站計算機(jī)； 6—數(shù)據(jù)服務(wù)器；
[0029]7 一總控制器；8 一交換機(jī)；9 一分控制器；
[0030]10 一監(jiān)控攝像頭；11 一交通指不燈；12—ZigBee網(wǎng)關(guān)；
[0031]13—ZigBee參考節(jié)點；14 一人體感應(yīng)傳感器；15—煙霧傳感器；
[0032]16—ZigBee移動節(jié)點；17—溫濕度傳感器； 18—廣播喇叭；
[0033]19 一無軌膠輪車；20—井下監(jiān)控系統(tǒng)； 21—井上監(jiān)控系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0034]如圖1所示，本實用新型的煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，包括布設(shè)在煤礦井下無軌膠輪車運行巷道中多個區(qū)段內(nèi)的多個井下監(jiān)控系統(tǒng)20和與多個井下監(jiān)控系統(tǒng)20連接并通信的井上監(jiān)控系統(tǒng)21，所述井下監(jiān)控系統(tǒng)20包括ZigBee移動節(jié)點16、用于與ZigBee移動節(jié)點16無線連接并通信的多個ZigBee參考節(jié)點13和用于與多個ZigBee參考節(jié)點13無線連接并通信的ZigBee網(wǎng)關(guān)12，以及監(jiān)控攝像頭10和與ZigBee網(wǎng)關(guān)12連接的分控制器9;所述ZigBee參考節(jié)點13上接有人體感應(yīng)傳感器14、煙霧傳感器15和溫濕度傳感器17，所述分控制器9上接有廣播喇叭18和交通指示燈11;所述ZigBee移動節(jié)點16安裝在無軌膠輪車19上，多個所述ZigBee參考節(jié)點13均勻布設(shè)在煤礦井下無軌膠輪車運行巷道中。
[0035]如圖1所示，所述井上監(jiān)控系統(tǒng)21包括總控制器7和與總控制器7連接的交換機(jī)8，以及通過以太網(wǎng)與總控制器7連接的監(jiān)控主機(jī)2、工業(yè)控制計算機(jī)4、工作站計算機(jī)5和數(shù)據(jù)服務(wù)器6，所述監(jiān)控攝像頭10與數(shù)據(jù)服務(wù)器6連接，所述監(jiān)控主機(jī)2上連接有用于顯示監(jiān)控視頻和無軌膠輪車19的運行軌跡的顯示屏1，所述工業(yè)控制計算機(jī)4上連接有打印機(jī)3;所述分控制器9與交換機(jī)8連接。
[0036]本實施例中，所述ZigBee移動節(jié)點16的型號為CC2431，如圖2所示，所述ZigBee參考節(jié)點13的型號為0:2430。
[0037]本實施例中，所述ZigBee網(wǎng)關(guān)12的型號為ZBNET-300C-U。型號為ZBNET-300C-U的ZigBee網(wǎng)關(guān)為廣州致遠(yuǎn)電子股份有限公司研發(fā)生產(chǎn)的ZigBee轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，設(shè)備為工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，實現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)高速透傳，無需二次開發(fā)即可快速將ZigBee局域網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程ZigBee控制和數(shù)據(jù)采集的目的，支持與ZM5168系列ZigBee模塊兼容通信;設(shè)備采樣大功率ZigBee射頻收發(fā)器，具備更高的接收靈敏度，視距覆蓋半徑可達(dá)2.5Km。設(shè)備通過軟件配置即可快速應(yīng)用，節(jié)省人力物力和開發(fā)時間，使產(chǎn)品更快的投入市場，增強(qiáng)競爭力。
[0038]本實施例中，如圖3所示，所述人體感應(yīng)傳感器14的型號為HC-SR501，所述人體感應(yīng)傳感器14的信號輸出端與CC2430的P0_4引腳連接;如圖4所示，所述煙霧傳感器15的型號為MQ-2，所述煙霧傳感器15的信號輸出端與CC2430的P0_6引腳連接;如圖5所示，所述溫濕度傳感器17的型號為SHTll，所述溫濕度傳感器17的信號輸出端與CC2430的P0_7引腳連接。
[0039]本實施例中，所述分控制器9為型號為S7-200SMART的PLC模塊。
[0040]本實施例中，所述總控制器7為型號為S7-300的PLC模塊。
[0041 ] 本實施例中，所述顯示屏I通過VGA視頻線與監(jiān)控主機(jī)2連接，所述打印機(jī)3通過USB數(shù)據(jù)線與工業(yè)計算機(jī)4連接。
[0042]采用本實用新型進(jìn)行煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度時，安裝在無軌膠輪車19上的ZigBee移動節(jié)點16與定位區(qū)域內(nèi)多個ZigBee參考節(jié)點13通信，ZigBee移動節(jié)點16的位置就代表了無軌膠輪車19的位置;ZigBee移動節(jié)點16將無軌膠輪車19的位置信息發(fā)送給ZigBee參考節(jié)點13，同時，煙霧傳感器15對煤礦井下的煙霧濃度進(jìn)行實時檢測并將檢測到的煙霧濃度信號傳輸給ZigBee參考節(jié)點13，溫濕度傳感器17對煤礦井下的溫濕度進(jìn)行實時檢測并將檢測到的溫濕度信號傳輸給ZigBee參考節(jié)點13;ZigBee參考節(jié)點13將無軌膠輪車19的位置信息、煙霧濃度信號和溫濕度信號發(fā)送給ZigBee網(wǎng)關(guān)12，ZigBee網(wǎng)關(guān)12將其接收到的無軌膠輪車19的位置信息、煙霧濃度信號和溫濕度信號傳輸給分控制器9，分控制器9再將其接收到的信息通過交換機(jī)8傳輸給總控制器7，總控制器7再通過以太網(wǎng)傳輸給工業(yè)控制計算機(jī)4，工業(yè)控制計算機(jī)4對無軌膠輪車19的位置以及煤礦井下的煙霧濃度和溫濕度進(jìn)行存儲；同時，分控制器9還將其接收到的煙霧濃度信號與預(yù)先設(shè)定的煙霧濃度上限值相比對，當(dāng)煙霧濃度信號超過煙霧濃度上限值時，判斷為煤礦井下瓦斯?jié)舛冗^高，此時，分控制器9控制廣播喇叭18播放廣播，通知井下工作人員迅速撤離，并禁止無軌膠輪車19下井;工業(yè)控制計算機(jī)4根據(jù)無軌膠輪車19的位置信息輸出到無軌膠輪車19進(jìn)行調(diào)度的控制信號，控制信號先傳輸給相應(yīng)的井下監(jiān)控系統(tǒng)20中的總控制器7，再由總控制器7傳輸給分控制器9，分控制器9控制交通指示燈11，實現(xiàn)對無軌膠輪車19的調(diào)度;同時，工業(yè)控制計算機(jī)4還能夠?qū)o軌膠輪車19的位置信息通過以太網(wǎng)傳輸給工作站計算機(jī)5，工作站計算機(jī)5再通過以太網(wǎng)傳輸給監(jiān)控主機(jī)2;同時，監(jiān)控攝像頭10將其采集到的監(jiān)控畫面?zhèn)鬏斀o數(shù)據(jù)服務(wù)器6，數(shù)據(jù)服務(wù)器6再將監(jiān)控畫面通過以太網(wǎng)傳輸給監(jiān)控主機(jī)2;監(jiān)控主機(jī)2控制顯示屏I對其接收到的監(jiān)控畫面和無軌膠輪車19的位置信息進(jìn)行顯示；當(dāng)工作人員從觀察到的顯示屏I上顯示的信息判斷為無軌膠輪車19有事故發(fā)生時，通過監(jiān)控主機(jī)2發(fā)出事故報警信號，監(jiān)控主機(jī)2將事故報警信號通過以太網(wǎng)傳輸給總控制器7，總控制器7將事故報警信號通過交換機(jī)8傳輸給分控制器9，分控制器9控制廣播喇叭18播放廣播，通知井下工作人員迅速進(jìn)行搶險。
[0043]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:包括布設(shè)在煤礦井下無軌膠輪車運行巷道中多個區(qū)段內(nèi)的多個井下監(jiān)控系統(tǒng)(20)和與多個井下監(jiān)控系統(tǒng)(20)連接并通信的井上監(jiān)控系統(tǒng)(21)，所述井下監(jiān)控系統(tǒng)(20)包括ZigBee移動節(jié)點(16)、用于與ZigBee移動節(jié)點(16)無線連接并通信的多個ZigBee參考節(jié)點(13)和用于與多個ZigBee參考節(jié)點(13)無線連接并通信的ZigBee網(wǎng)關(guān)(12)，以及監(jiān)控攝像頭(10)和與ZigBee網(wǎng)關(guān)(12)連接的分控制器(9);所述ZigBee參考節(jié)點(13)上接有人體感應(yīng)傳感器(14)、煙霧傳感器(15)和溫濕度傳感器(17)，所述分控制器(9)上接有廣播喇叭(18)和交通指示燈(11);所述ZigBee移動節(jié)點(16)安裝在無軌膠輪車(19)上，多個所述ZigBee參考節(jié)點(13)均勻布設(shè)在煤礦井下無軌膠輪車運行巷道中； 所述井上監(jiān)控系統(tǒng)(21)包括總控制器(7)和與總控制器(7)連接的交換機(jī)(8)，以及通過以太網(wǎng)與總控制器(7)連接的監(jiān)控主機(jī)(2)、工業(yè)控制計算機(jī)(4)、工作站計算機(jī)(5)和數(shù)據(jù)服務(wù)器(6)，所述監(jiān)控攝像頭(10)與數(shù)據(jù)服務(wù)器(6)連接，所述監(jiān)控主機(jī)(2)上連接有用于顯示監(jiān)控視頻和無軌膠輪車(19)的運行軌跡的顯示屏(I)，所述工業(yè)控制計算機(jī)(4)上連接有打印機(jī)(3);所述分控制器(9)與交換機(jī)(8)連接。2.按照權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee移動節(jié)點(16)的型號為CC2431，所述ZigBee參考節(jié)點(13)的型號為CC2430。3.按照權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee網(wǎng)關(guān)(12)的型號為ZBNET-300C-U。4.按照權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述人體感應(yīng)傳感器(14)的型號為HC-SR501，所述煙霧傳感器(15)的型號為MQ-2，所述溫濕度傳感器(17)的型號為SHT11。5.按照權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述分控制器(9)為型號為S7-200SMART的PLC模塊。6.按照權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述總控制器(7)為型號為S7-300的PLC模塊。7.按照權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下無軌膠輪車調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示屏(I)通過VGA視頻線與監(jiān)控主機(jī)(2)連接，所述打印機(jī)(3)通過USB數(shù)據(jù)線與工業(yè)計算機(jī)(4)連接。
【文檔編號】G05B19/418GK205594437SQ201620372869
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】張傳偉, 趙鑫, 王占彪
【申請人】西安科技大學(xué)