新型矿井瓦斯检测与报警系统的设计与实现

摘要

我国是一个产煤大国,同时也还是煤矿事故频发国。为了实现矿井安全生产的科学化、自动化和预防的准确性,避免事故的发生,需要一种能随矿井的工作面动态跟随、可靠性高、造价适中、自动化程度高的多点多安全参数的检测与报警系统。
　　 新型矿井瓦斯检测与报警系统由检测仪表、通信系统中继站和监测管理系统三部分组成。检测仪表是整个监测系统中要检测的现场环境；通信系统中继站是有线通信和无线通信的结合部,是系统的中枢节点；而监测管理系统是整个网络系统的信息流的汇聚地。由矿井内各检测仪表进行安全参数(瓦斯浓度、温度和风速)的采集,采用无线通信方式发送数据到无线收发中继站,经无线收发中继站的接力跳转传给末端中继站,通过末端中继站进行参数的实时显示和超限自动报警,并以有线通信方式与上位机进行数据交换,由上位机以形象有效的方式进行显示、报警以及处理。
　　 整个系统采用最新型的承载ZigBee无线网络技术的51单片机芯片CC2430,将单片机和射频发射接收功能相结合,利用网络通讯协议,通过无线通讯电路软硬件研究,实现新型矿井瓦斯检测与报警系统的无线网络功能,并结合RS-485有线通信方式,实现了数据的长距离传输与井上的集中管理。
　　 单片机软件采用C51语言编写,CC2430单片机软件在IAR Embedded Workbench集成开发环境开发,STC89C54单片机软件在Keil uVISION3集成开发环境开发；监测管理软件采用组态王6.51开发。通过模块化和主从工作模式的设计,满足了硬件系统实时监测与报警的要求。
　　 通过运行及测试表明:该系统各项性能指标都达到了应用要求,具有工作可靠、管理方便、组成灵活等特点,具有较高的推广应用价值。