一种基于无线传感器网络的煤矿瓦斯抽采系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种煤矿瓦斯抽采系统，具体是把模糊PID控制算法和无线传感器网络技术应用于煤矿瓦斯抽采系统中，设计了一种基于无线传感器网络的煤矿瓦斯抽采系统。
【背景技术】
[0002]矿井中瓦斯浓度是矿井安全的重要指标之一。由于煤矿生产环境的复杂多变性，加之采掘工作面的不断加深以及地质条件的不确定性，给煤矿瓦斯抽采带来了各种干扰。而且瓦斯状态参数信息与巷道的温度、粉尘和风速等其他参数关联度较大，使得瓦斯监测数据具有不确定性和模糊性，因此智能无线传感器网络在煤矿瓦斯抽采系统中应用十分重要。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是为了解决现有问题而设计了一种基于无线传感器网络的煤矿瓦斯抽采系统，包括远程计算机、RS-485转换器、中心节点、传感器采集节点、DAC转换器、阀门装置。其中，中心节点包括具有模糊PID控制算法的微处理器、射频前端、天线;传感器采集节点包括多个位于不同位置的瓦斯浓度采集传感器，可以对该节点进行实时瓦斯浓度的采集，同时也可以接收和发送信息；阀门装置作用是控制闸阀的开关来控制瓦斯的浓度。其工作原理如下:以无线传感器网络系统为核心，把大量的无线传感器网络采集节点放置于待监测瓦斯浓度的位置。中心节点中的微处理器与远程计算机通过RS-485转换器进行通信，把远程计算机发来的指令信息通过射频前端和天线发射给传感器采集节点，与自己地址一致的采集节点把实时采集到的瓦斯气体浓度信息利用无线通信的方式传递到中心节点，经过射频前端和天线返回到微处理器并在远程计算机上显示，同时微处理器将收到信息利用模糊PID控制算法处理后得出一个当前控制输出值，该输出值经DAC转换器将数字信号转换为模拟信号后传输到阀门装置。当矿井内瓦斯浓度过低时，闸阀打开，否则阀门闭合，把瓦斯抽采出去，借此实现瓦斯浓度智能化控制;所述微处理器包括模糊PID控制器。
[0004]本实用新型根据矿井实际情况和对矿井瓦斯参数监测的具体需求，把无线传感器技术应用到煤矿瓦斯监控系统中，无线传感器节点可采用人工方式进行灵活配置，同时根据变化的监测需求还可随时进行增减，实现对矿井环境参数的无盲区监测。本实用新型把复杂的数据处理、接入处理、数据转发传输、路由维护等工作交由无线中心节点来完成，可降低因多跳无线传输造成的数据错误，减轻了前段信息处理量。本实用新型的中心节点中的微处理器包括模糊PID控制器，通过模糊PID算法，控制阀门装置的开合对矿井内的瓦斯浓度进行控制，以达到安全生产，实现煤矿瓦斯抽采的智能化控制。
【附图说明】
[0005]图1为本实用新型的一种基于无线传感器网络的煤矿瓦斯抽采系统的结构示意图。
[0006]图1中:1、远程计算机，2、RS-485转换器，3、中心节点，4、微处理器，5、射频前端，6、天线，7、传感器采集节点，8、DAC转换器，9、阀门装置。
【具体实施方式】
[0007]参考附图所示，本实用新型一种基于无线传感器网络的煤矿瓦斯抽采系统包括远程计算机(I)、RS-485转换器(2 )、中心节点(3 )、传感器采集节点(7 )、DAC转换器(8 )、阀门装置(9)。其中，中心节点包括微处理器(4)、射频前端(5)、天线(6)。微处理器(4)包括模糊PID控制器;传感器采集节点(7)包括位于不同位置的瓦斯浓度传感器采集节点①、传感器采集节点②……传感器采集N，用于采集不同位置实时瓦斯浓度，同时也可以接收和发送信息。中心节点(3)中的微处理器(4)与远程计算机(I)通过RS-485(2)进行通信，把远程计算机
(I)发来的指令信息通过射频前端(5)和天线(6)发射给传感器采集节点(7)，与自己地址一致的采集节点把实时采集到的瓦斯气体浓度信息利用无线通信的方式传递到中心节点
(3)，再经过射频前端(5)和天线(6)返回到微处理器(4)并在远程计算机(I)上显示，同时微处理器(4)将收到信息利用模糊PID控制器计算得出一个当前控制输出值，该输出值经过DAC转换器(8)将数字信号转换为模拟信号后传输到阀门装置(9)。当矿井内瓦斯浓度过低时，闸阀打开，否则阀门闭合，把瓦斯抽采出去，借此实现瓦斯浓度智能化控制。
【主权项】
1.一种基于无线传感器网络的煤矿瓦斯抽采系统，其特征在于，主要包括远程计算机、RS-485转换器、中心节点、传感器采集节点、DAC转换器、阀门装置，其中，中心节点包括具有模糊PID控制算法的微处理器、射频前端、天线，完成复杂的数据处理、接入处理、数据转发传输、路由维护的工作，降低因多跳无线传输造成的数据错误;传感器采集节点包括多个位于不同位置的瓦斯浓度采集传感器，可采用人工方式进行灵活配置，可根据需求随时增减；阀门装置的作用是控制闸阀的开关来控制瓦斯的浓度。2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的煤矿瓦斯抽采系统，其特征在于，中心节点中的微处理器包括模糊PID控制器，通过模糊PID算法，控制阀门装置开合对矿井内瓦斯浓度进行控制。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的煤矿瓦斯抽采系统，包括远程计算机、RS-485转换器、中心节点、传感器采集节点、DAC转换器、阀门装置。其中，中心节点包括具有模糊PID控制算法的微处理器、射频前端、天线；传感器采集节点包括多个位于不同位置的瓦斯浓度采集传感器，对该节点进行实时瓦斯浓度采集；阀门装置作用是控制闸阀开关来控制瓦斯浓度。本实用新型优点是传感器采集节点用人工方式灵活配置，可随时增减；中心节点完成各种复杂数据和接入等工作，降低因多跳无线传输造成的数据错误；微处理器包括模糊 PID 控制器，通过模糊 PID 算法，控制阀门开合对矿井内瓦斯浓度进行控制。
【IPC分类】E21F7/00
【公开号】CN205330719
【申请号】CN201620002762
【发明人】刘杰, 孙宝征
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月5日