矿灯是矿井下工人使用的照明工具,矿灯的管理是煤矿的一项基本内容,是煤矿安全生产的第一环节。矿灯充电次数有限,当达到最大充电次数后,需要及时更换,若使用超过期限的矿灯将给矿工井下作业带来安全隐患。目前某些煤矿依旧使用充电架给矿灯充电,需要人工管理矿灯、巡视矿灯充电状态,手动记录矿工上井下井信息,效率低下且浪费大量的人力物力资源。因此提高矿灯的安全性能、科学的管理矿灯和智能管理矿工信息,对于煤矿的安全生产及信息化建设具有重要意义。为了满足煤矿管理现代化、智能化、信息化及安全化的需要,利用层次化、自动化、智能化思想设计了基于分布式多总线的矿灯智能充电管理系统,采用分布式技术和总线技术采集矿灯状态,采用一人一柜一灯的方式保证矿灯利用率及充电安全,使矿灯智能充电与矿工考勤结合在一起,将原来落后低效的人工管理方式转换为先进的智能管理方式,极大地提高煤矿的工作效率。根据矿灯充电柜安全性、稳定性和可靠性的要求,设计了充电单元、控制单元、CAN转以太网设备、服务器、监控软件5个层次清晰的系统架构,扩展性和实用性强。在系统架构的基础上,采用RS485总线、CAN总线、以太网传输数据的方式,结合严谨的通信逻辑和快速高效的轮询机制,克服了矿灯数据采集不及时、单一总线传输数据发生故障后通信失败的缺点,保证通信的效率和稳定性。充电单元具有矿灯智能充电、过流保护、射频卡识别、电机驱动、液晶显示、语音提示和故障自检等多项功能。其中矿灯智能充电电路,可以为锰酸锂电池矿灯、磷酸铁锂电池矿灯、镍氢电池矿灯3种类型的矿灯充电,保证充电过程的安全高效,同时可以实时的检测矿灯的充电电压、电流和充电时长等信息,可以为矿灯的安全使用、合理报废提供科学依据。设计开发了稳定可靠、数据吞吐量大的服务器,以及功能丰富、方便实用的监控软件,服务器与监控软件之间采用C/S架构。服务器采用Spring和Netty框架相结合的方式,满足同时并发处理大数据量的需求,并且设置了数据重传机制,保证数据成功下发。监控软件具有矿灯充电管理、矿工信息管理和矿工考勤管理三大主要功能,软件设计界面友好、操作简单、功能完善,可同时至少监测10000个充电位,可以满足煤矿现代化信息管理的需求。