专利名称：基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及矿井瓦斯超限信号传输系统，具体涉及一种矿井瓦斯超限信号无
线传输系统。
背景技术：
近来，煤矿瓦斯爆炸事故频发，造成巨大的人员伤亡和财产损失。如何检测实时监测全巷道瓦斯浓度，防止瓦斯浓度超限而发生爆炸事故，正成为安全监察人员的研究课题；目前矿工使用的甲烷报警矿灯，只有检测报警的功能，井上管理人员无法通过矿工使用的报警矿灯获取井下瓦斯浓度状况，所以不能根除矿工在瓦斯超限的状况下依旧违规作业的问题，并且煤矿当前安装使用的瓦斯监控系统对瓦斯的检测都采用固定式瓦斯探头和有线传输的方式，因此瓦斯监控系统存在着瓦斯检测范围小、检测不及时和检测失效的问题。
实用新型内容本实用新型为了解决矿工使用的报警矿灯报警信号不能被井上监控中心获取及
煤矿瓦斯监控系统对瓦斯检测采用固定瓦斯探头和有线传输方式存在检测范围小、检测不
及时和检测失效的问题，而提出的基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统。 基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统，它由多个瓦斯检测报警发
射组件和多个瓦斯超限报警接收组件组成；所述每个瓦斯检测报警发射组件装设在每名矿
工的矿灯上，所述多个瓦斯超限报警接收组件沿巷道装设在巷道壁上，每相邻两个瓦斯超
限报警接收组件的信号接收范围相交叉；所述瓦斯检测报警发射组件包括瓦斯信号检测与
调理电路模块、第一单片机控制模块、无线发射模块、紧急报警电路模块和锂电池电源电路
模块；瓦斯信号检测与调理电路模块的信号输出端与第一单片机控制模块的瓦斯采集信号
输入端相连，第一单片机控制模块的瓦斯超限信号输出端与无线发射模块的瓦斯超限信号
输入端相连；无线发射模块通过发射天线发射瓦斯超限信号；紧急报警电路模块的瓦斯超
限报警信号输出端与第一单片机控制模块的瓦斯超限报警信号输入端相连；锂电池电源电
路模块的供电端同时与瓦斯信号检测与调理电路模块的受电端、第一单片机控制模块的受
电端、无线发射模块的受电端相连；所述瓦斯超限报警接收组件由第二单片机控制模块、无
线接收模块、通信接口模块、供电及控制模块和接收天线组成；接收天线接收无线发射模块
发射出的瓦斯超限信号，无线接收模块的瓦斯超限信号输出端与第二单片机控制模块的瓦
斯超限信号输入端相连，第二单片机控制模块的瓦斯超限信号输出端与通信接口模块的瓦
斯超限信号输入端相连，通信接口模块通过传输电缆将瓦斯超限信号发送到远端中心控制
计算机；供电及控制模块的供电端同时与第二单片机控制模块的受电端、无线接收模块的
受电端和通信接口模块的受电端相连。 本实用新型在矿灯原有的功能上的增加了瓦斯超限信号无线传输的功能，实现对井下瓦斯浓度进行随时检测、实时显示和超限报警，并能将超限时的瓦斯浓度和矿灯编码等数据通过无线传输方式发送到无线接收模块2-2，无线接收模块2-2将接收到的超限时的瓦斯浓度和超限区域的地址码实时传输到井上监控中心，使井上管理人员能及时掌握井下瓦斯超限浓度和超限位置，以便及时准确的进行处理。它还设置有紧急报警电路模块l-4，当矿井下出现异常状态时，可以通过紧急报警电路模块1-4向井上监控中心报警。本实用新型不仅适用于矿井作业，还可广泛适用于各种需要实时监测瓦斯浓度的场合。
图l为本实用新型的模块结构示意图；图2为具体实施方式
四的模块结构示意图；图3为瓦斯信号检测与调理电路模块1-1的模块结构示意图；图4为第一单片机控制模块
1- 2的模块结构示意图；图5为无线发射模块1-3的模块结构示意图；图6为第二单片机控制模块2-1的模块结构示意图；图7为供电及控制模块2-4的模块结构示意图。
具体实施方式具体实施方式
一 结合图1说明本实施方式，本实施方式由多个瓦斯检测报警发射组件1和多个瓦斯超限报警接收组件2组成；所述每个瓦斯检测报警发射组件1装设在每名矿工的矿灯上，所述多个瓦斯超限报警接收组件2沿巷道装设在巷道壁上，每相邻两个瓦斯超限报警接收组件2的信号接收范围相交叉；所述瓦斯检测报警发射组件1包括瓦斯信号检测与调理电路模块l-l、第一单片机控制模块l-2、无线发射模块l-3、紧急报警电路模块1-4和锂电池电源电路模块1-5 ;瓦斯信号检测与调理电路模块1-1的信号输出端与第一单片机控制模块1-2的瓦斯采集信号输入端相连，第一单片机控制模块1-2的瓦斯超限信号输出端与无线发射模块1-3的瓦斯超限信号输入端相连；无线发射模块1-3通过发射天线1-6发射瓦斯超限信号；紧急报警电路模块1-4的瓦斯超限报警信号输出端与第一单片机控制模块1-2的瓦斯超限报警信号输入端相连；锂电池电源电路模块1-5的供电端同时与瓦斯信号检测与调理电路模块1-1的受电端、第一单片机控制模块1-2的受电端、无线发射模块1-3的受电端相连；所述瓦斯超限报警接收组件2由第二单片机控制模块
2- l、无线接收模块2-2、通信接口模块2-3、供电及控制模块2-4和接收天线2-5组成；接收天线2-5接收无线发射模块1-3发射出的瓦斯超限信号，无线接收模块2-2的瓦斯超限信号输出端与第二单片机控制模块2-1的瓦斯超限信号输入端相连，第二单片机控制模块2-1的瓦斯超限信号输出端与通信接口模块2-3的瓦斯超限信号输入端相连，通信接口模块2-3通过传输电缆5将瓦斯超限信号发送到远端中心控制计算机4 ;供电及控制模块2-4的供电端同时与第二单片机控制模块2-l的受电端、无线接收模块2-2的受电端和通信接口模块2-3的受电端相连。
具体实施方式
二 结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于瓦斯检测报警发射组件1还包括电源开关电路模块1-7和照明电路模块1-8 ;电源开关电路模块1-7的受电端与锂电池电源电路模块1-5的供电端相连；电源开关电路模块1-7的第一供电端与照明电路模块1-8的受电端相连，电源开关电路模块1-7的第二供电端同时与瓦斯信号检测与调理电路模块1-1的受电端、第一单片机控制模块1-2的受电端和无线发射模块1-3的受电端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。[0009]具体实施方式
三结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一或二不同点在于瓦斯检测报警发射组件1还包括声光报警模块1-9和浓度显示模块1-10 ;声光报警模块1-9的声光报警信号输入端与第一单片机控制模块1-2的声光报警信号输出端相连，浓度显示模块1-10的浓度显示信号输入端与第一单片机控制模块1-2的浓度显示信号输出端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
三不同点在于瓦斯检测报警发射组件1还包括传感器标校电路模块1-11和报警点设置电路模块1-12 ;传感器标校电路模块1-11的传感器标校信号输出端与第一单片机控制模块1-2的传感器标校信号输入端相连；报警点设置电路模块1-12的报警点设置信号输出端与第一单片机控制模块1-2的报警点设置信号输入端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
三相同。
具体实施方式
五结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于瓦斯信号检测与调理电路模块1-1由传感器模块l-l-l、模拟放大模块l-l-2、滤波模块1-1-3和模数转换模块1-1-4组成；传感器模块1-1-1的信号输出端与模拟放大模块1-1-2的信号输入端相连，模拟放大模块1-1-2的信号输出端与滤波模块1-1-3的信号输入端相连，滤波模块1-1-3的信号输出端与模数转换模块1-1-4的信号输入端相连；模数转换模块1-1-4的信号输出端即为瓦斯信号检测与调理电路模块1-1的信号输出端。其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同，所述模数转换模块1-1-4可采用独立的模数转换模块或由第一单片机控制模块1-2的模数转换接口来实现信号的模数转换。[0012]具体实施方式
六结合图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于无线发射模块1-3由第一GFSK调制解调模块l-3-l、第一无线射频芯片模块1-3-2和天线电路模块1-3-3组成；第一GFSK调制解调模块1-3-1的信号输入端即为无线发射模块1-3的瓦斯超限信号输入端，第一GFSK调制解调模块1-3-1的信号输出端与第一无线射频芯片模块1-3-2的信号输入端相连，第一无线射频芯片模块1-3-2的信号输出端与天线电路模块1-3-3的信号输入端相连，天线电路模块1-3-3的信号输出端即为无线发射模块1-3的瓦斯超限信号输出端。其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。[0013]具体实施方式
七结合图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一、二或四不同点在于第一单片机控制模块1-2由第一微处理模块1-2-1 、EPR0M存储模块1-2-2和E2PR0M存储模块1-2-3组成；EPR0M存储模块1_2_2的数据输入输出端和E2PR0M存储模块
1- 2-3的数据输出输入端分别与第一微处理模块1-2-1的第一数据输入输出端和第二数据输入输出端相连，第一微处理模块1-2-1的信号输出端即为第一单片机控制模块1-2的瓦斯超限信号输出端。其它组成和连接方式与具体实施方式
一、二或四相同。
具体实施方式
八结合图6说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于第二单片机控制模块2-1由第二 GFSK调制解调模块2-l-l、第二无线射频芯片模块
2- l-2、第二微处理模块2-1-3、 UART串行口模块2_1_4和电源监控模块2_1_5组成；第二GFSK调制解调模块2-1-1的信号输入端即为第二单片机控制模块2-l的瓦斯超限信号输入端，第二GFSK调制解调模块2-1-1的信号输出端与第二无线射频芯片模块2-1-2的信号输入端相连，第二无线射频芯片模块2-1-2的信号输出端与第二微处理模块2-1-3的信号输入端相连，第二微处理模块2-1-3的信号输出端与UART串行口模块2-1-4的信号输入端相连，UART串行口模块2-1-4的信号输出端即为第二单片机控制模块2-1的瓦斯超限信号输出端，电源监控模块2-1-5的受电端即为第二单片机控制模块2-l的受电端，电源监控模块
62-1-5的电源信号输出端与第二微处理模块2-1-3的电源信号输入端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
九结合图7说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于供电及控制模块2-4由供电控制电路2-4-l、交/直流供电控制模块2-4-2、电池过充放保护电路2-4-3、本质安全型电源2-4-4和稳压电路2-4-5组成，供电控制电路2_4_1的两路开关信号输出端分别与稳压电路2-4-5的信号输入端和电池过充放保护电路2-4-3的信号输入端相连，稳压电路2-4-5的三路输出端即为供电及控制模块2-4的三路供电端，供电控制电路2-4-1中的第一开关信号输入端与交/直流供电控制模块2-4-2的信号输出端相连，供电控制电路2-4-1的第二开关信号输入端与本质安全型电源2-4-4的信号输出端相连，电池过充放保护电路2-4-3的信号输出端与本质安全型电源2-4-4的信号输入端相连，交/直流供电控制模块2-4-2的受电端与外部交流电源3的供电端相连。其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。 本实用新型的工作过程瓦斯检测报警发射组件1装设在每名矿工的矿灯上，并与矿灯共用一个电源，无需另增加供电电源，随着矿工的移动实时监测各巷道区段及作业面的瓦斯浓度，多个瓦斯超限报警接收组件2沿巷道装设在巷道壁上，每相邻两个瓦斯超限报警接收组件2的信号接收范围相交叉，以确保接收信号范围覆盖全巷道，无盲区；当瓦斯检测报警发射组件1检测到所在巷道区段内瓦斯浓度超限，通过无线发射模块1-3发送瓦斯超限报警信号，所在巷道区段内的瓦斯超限报警接收组件2接收到瓦斯超限报警信号，将此信号通过传输电缆发送到远端中心控制计算机上，是地面工作人员及时采取相应措施，防止发生事故。瓦斯信号检测与调理电路模块l-l的传感器标校一般在装置使用前完成，但使用一段时间后，传感器会发生零点漂移，所以需要重新进行标校，这时传感器通过传感器标校电路模块 1-11进行标校；报警点浓度设置也是在装置使用前就统一
设置好了，默认的瓦斯CH》浓度为1%，当需要修改的时候可以通过报警点设置电路模块1-12进行修改。
权利要求基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统，其特征在于它由多个瓦斯检测报警发射组件(1)和多个瓦斯超限报警接收组件(2)组成；所述每个瓦斯检测报警发射组件(1)装设在每名矿工的矿灯上，所述多个瓦斯超限报警接收组件(2)沿巷道装设在巷道壁上，每相邻两个瓦斯超限报警接收组件(2)的信号接收范围相交叉；所述瓦斯检测报警发射组件(1)包括瓦斯信号检测与调理电路模块(1-1)、第一单片机控制模块(1-2)、无线发射模块(1-3)、紧急报警电路模块(1-4)和锂电池电源电路模块(1-5)；瓦斯信号检测与调理电路模块(1-1)的信号输出端与第一单片机控制模块(1-2)的瓦斯采集信号输入端相连，第一单片机控制模块(1-2)的瓦斯超限信号输出端与无线发射模块(1-3)的瓦斯超限信号输入端相连；无线发射模块(1-3)通过发射天线(1-6)发射瓦斯超限信号；紧急报警电路模块(1-4)的瓦斯超限报警信号输出端与第一单片机控制模块(1-2)的瓦斯超限报警信号输入端相连；锂电池电源电路模块(1-5)的供电端同时与瓦斯信号检测与调理电路模块(1-1)的受电端、第一单片机控制模块(1-2)的受电端、无线发射模块(1-3)的受电端相连；所述瓦斯超限报警接收组件(2)由第二单片机控制模块(2-1)、无线接收模块(2-2)、通信接口模块(2-3)、供电及控制模块(2-4)和接收天线(2-5)组成；接收天线(2-5)接收无线发射模块(1-3)发射出的瓦斯超限信号，无线接收模块(2-2)的瓦斯超限信号输出端与第二单片机控制模块(2-1)的瓦斯超限信号输入端相连，第二单片机控制模块(2-1)的瓦斯超限信号输出端与通信接口模块(2-3)的瓦斯超限信号输入端相连，通信接口模块(2-3)通过传输电缆(5)将瓦斯超限信号发送到远端中心控制计算机(4)；供电及控制模块(2-4)的供电端同时与第二单片机控制模块(2-1)的受电端、无线接收模块(2-2)的受电端和通信接口模块(2-3)的受电端相连。
2. 根据权利要求1所述的基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统，其特 征在于瓦斯检测报警发射组件(1)还包括电源开关电路模块(1-7)和照明电路模块(1-8); 电源开关电路模块(1-7)的受电端与锂电池电源电路模块(1-5)的供电端相连；电源开 关电路模块(1-7)的第一供电端与照明电路模块(1-8)的受电端相连，电源开关电路模块 (1-7)的第二供电端同时与瓦斯信号检测与调理电路模块(1-1)的受电端、第一单片机控 制模块(1-2)的受电端和无线发射模块(1-3)的受电端相连。
3. 根据权利要求1或2所述的基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系 统，其特征在于瓦斯检测报警发射组件(1)还包括声光报警模块(1-9)和浓度显示模块 (1-10);声光报警模块(1-9)的声光报警信号输入端与第一单片机控制模块(1-2)的声光 报警信号输出端相连，浓度显示模块(i-io)的浓度显示信号输入端与第一单片机控制模 块(1-2)的浓度显示信号输出端相连。
4. 根据权利要求3所述的基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统，其特 征在于瓦斯检测报警发射组件(1)还包括传感器标校电路模块(1-11)和报警点设置电路 模块(1-12);传感器标校电路模块(1-11)的传感器标校信号输出端与第一单片机控制模 块(1-2)的传感器标校信号输入端相连；报警点设置电路模块(1-12)的报警点设置信号输 出端与第一单片机控制模块(1-2)的报警点设置信号输入端相连。
5. 根据权利要求1所述的基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统， 其特征在于瓦斯信号检测与调理电路模块(1-1)由传感器模块(1-1-1)、模拟放大模块 (1-1-2)、滤波模块(1-1-3)和模数转换模块(1-1-4)组成；传感器模块(1-1-1)的信号输出端与模拟放大模块(1-1-2)的信号输入端相连，模拟放大模块(1-1-2)的信号输出端与滤波模块(1-1-3)的信号输入端相连，滤波模块(1-1-3)的信号输出端与模数转换模块(1-1-4)的信号输入端相连；模数转换模块(1-1-4)的信号输出端即为瓦斯信号检测与调理电路模块(1-1)的信号输出端。
6. 根据权利要求1所述的基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统，其特征在于无线发射模块(1-3)由第一GFSK调制解调模块(1-3-1)、第一无线射频芯片模块(1-3-2)和天线电路模块(1-3-3)组成；第一GFSK调制解调模块(1_3_1)的信号输入端即为无线发射模块(1-3)的瓦斯超限信号输入端，第一GFSK调制解调模块(1-3-1)的信号输出端与第一无线射频芯片模块(1-3-2)的信号输入端相连，第一无线射频芯片模块(1-3-2)的信号输出端与天线电路模块(1-3-3)的信号输入端相连，天线电路模块(1-3-3)的信号输出端即为无线发射模块(1-3)的瓦斯超限信号输出端。
7. 根据权利要求1、2或4所述的基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统，其特征在于第一单片机控制模块(1-2)由第一微处理模块(1-2-1) 、EPR0M存储模块(1-2-2)和E2PR0M存储模块(1-2-3)组成；EPR0M存储模块(1_2_2)的数据输入输出端和E2PR0M存储模块(1-2-3)的数据输出输入端分别与第一微处理模块(1-2-1)的第一数据输入输出端和第二数据输入输出端相连，第一微处理模块(1-2-1)的信号输出端即为第一单片机控制模块(1-2)的瓦斯超限信号输出端。
8. 根据权利要求1所述的基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统，其特征在于第二单片机控制模块(2-1)由第二GFSK调制解调模块(2-1-1)、第二无线射频芯片模块(2-1-2)、第二微处理模块(2-1-3)、 UART串行口模块(2_1_4)和电源监控模块(2-1-5)组成；第二GFSK调制解调模块(2-1-1)的信号输入端即为第二单片机控制模块(2-1)的瓦斯超限信号输入端，第二GFSK调制解调模块(2-1-1)的信号输出端与第二无线射频芯片模块(2-1-2)的信号输入端相连，第二无线射频芯片模块(2-1-2)的信号输出端与第二微处理模块(2-1-3)的信号输入端相连，第二微处理模块(2-1-3)的信号输出端与UART串行口模块(2-1-4)的信号输入端相连，UART串行口模块(2_1_4)的信号输出端即为第二单片机控制模块(2-1)的瓦斯超限信号输出端，电源监控模块(2-1-5)的受电端即为第二单片机控制模块(2-1)的受电端，电源监控模块(2-1-5)的电源信号输出端与第二微处理模块(2-1-3)的电源信号输入端相连。
9. 根据权利要求1所述的基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统，其特征在于供电及控制模块(2-4)由供电控制电路(2-4-1)、交/直流供电控制模块(2-4-2)、电池过充放保护电路(2-4-3)、本质安全型电源(2-4-4)和稳压电路(2-4-5)组成，供电控制电路(2-4-1)的两路开关信号输出端分别与稳压电路(2-4-5)的信号输入端和电池过充放保护电路(2-4-3)的信号输入端相连，稳压电路(2-4-5)的三路输出端即为供电及控制模块(2-4)的三路供电端；供电控制电路(2-4-1)中的第一开关信号输入端与交/直流供电控制模块(2-4-2)的信号输出端相连，供电控制电路(2-4-1)的第二开关信号输入端与本质安全型电源(2-4-4)的信号输出端相连，电池过充放保护电路(2-4-3)的信号输出端与本质安全型电源(2-4-4)的信号输入端相连。
专利摘要基于瓦斯报警矿灯的矿井瓦斯超限信号无线传输系统，它涉及矿井瓦斯超限信号传输系统。它为解决矿工矿灯的报警信号不能被井上监控中心获取以及瓦斯监控系统对瓦斯检测采用固定瓦斯探头和有线传输方式存在检测范围小、检测不及时等问题。瓦斯信号检测与调理电路模块的信号输出端与第一单片机控制模块的瓦斯采集信号输入端相连，第一单片机控制模块的瓦斯超限信号输出端与无线发射模块的瓦斯超限信号输入端相连；无线接收模块的瓦斯超限信号输出端与第二单片机控制模块的瓦斯超限信号输入端相连，第二单片机控制模块的瓦斯超限信号输出端与通信接口模块的瓦斯超限信号输入端相连。它可对井下瓦斯浓度进行随时检测、实时显示和超限报警，广泛适用于各种需要实时监测瓦斯浓度的场合。
文档编号G08C17/02GK201546761SQ200920318199
公开日2010年8月11日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者付明超, 刘新蕾, 吴强, 沈斌, 秦宪礼, 肖福坤 申请人:黑龙江科技学院