煤矿瓦斯抽放通信系统研制

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煤矿工业中最大的安全隐患是瓦斯事故,瓦斯气体不仅对人生命造成威胁,还会引起自燃、爆炸或发生矿难。瓦斯又是一种优质的能源,优质安全的瓦斯抽放措施可以使瓦斯得到充分利用,提高经济效益,有助于可持续发展。煤矿瓦斯抽放中的数据通信技术是实现瓦斯抽放智能化、网络化的关键,也是实现矿井高速信息化平台的重要环节。我国现阶段广泛运用的瓦斯抽放通信系统存在信息不能互通、通信线路重复投资建设、系统建设维护成本大、整体可靠性差、井下通信采用有线方式以致故障率高等缺点,制约了煤矿工业现代化的发展。本文在分析了井下无线电波传播特性、无线信道传输特性、隧道横截面对电磁波传播特性的影响、Zigbee网络的基础上,设计了一套基于CAN总线和无线通信的瓦斯抽放通信系统,实现了井上PC主机和井下传感器设备之间的通信。在本通信系统中,地面上的监控PC机和井下各个固定节点监控设备之间采用CAN总线进行数据传输,可以将固定节点监控设备探测到的泵温度、管路压力、水流量、瓦斯浓度等数据送到地面上的PC机;无线通信部分是井下人员携带具有无线通信模块和瓦斯监控仪功能的设备,随着人员的移动采集不同地点的参数信息,并将采集到的结果传输到固定节点,固定节点再通过数据转换,将信息通过CAN网络传送到地面上的PC机。本文构建了通信系统的测试平台。通过实物及软件测试,检测了所设计的通信系统各节点的硬件及软件的有效性。测试结果表明,所设计的系统达到了瓦斯抽放系统的通信要求。系统实用性强,可解决中小型煤矿企业购买瓦斯抽放通信系统难的问题,提高煤矿企业生产安全性能。
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