矿山无线安全监测预警系统设计及关键技术

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  摘要:矿业在促进我国国民经济稳定发展中发挥了重要作用。随着信息时代的到来,信息技术在采矿过程中得到了广泛的应用。在采矿过程中,容易发生二氧化碳、一氧化碳中毒和机械故障,影响采矿安全。为了更好地保障矿山人员的生命安全,矿山企业应重视安全管理。安全监控系统采用现代信息技术,有利于提高采矿效率,更好地保证采矿安全性能。
  关键词:矿井无线;安全监测;预警系统设计;关键技术;分析
  1矿山安全监控系统概述
  矿山以地下作业为主,整体作业环境相对较差。为了确保井下人员和设备的安全运行,有必要将安全监测系统应用到矿井中,采用先进的设备和技术,测量矿井下的工作环境,将结果传输到地面监测设备,维护人员的健康和安全。在经济发展的支持下,可以生产不同类型的设备,以满足设备的运行需要,促进技术和设备的发展。为了维护矿山安全,有必要建立一个以总体架构为固定值的监控系统。为了提高系统的运行效率,以三维方式作为监控系统的核心,对井下的静态参数、环境、设备性能和动态参数进行监控。通过计算机电子设备,可以保证数据信息采集的准确性,准确查询矿井空气循环率、负压参数和瓦斯参数。矿井监控系统,包括监控现场、电力传输控制器、传输端口、智能检测软件。通过技术、接口设备、软件、控制器等,可以建立一套完善的监控系统。
  2矿井无线安全监测预警系统的设计思路
  根据安全生产的要求,构建无线安全监测预警系统,实现以下功能:(1)智能数据传输网络。施工过程中,依托WIFI无线传感器网络,提供无线信号,实现安全监控信息的收发。(2) 安全监控信息的无线传输。在煤矿安全监测预警系统的运行中,采集的信息主要是人员信息和设备信息。根据监控要求,实现无线信息传输。通过配置与机械设备和人员匹配的无线终端,实现人员和设备的定位。(3) 无线语言通信系统和视频监控系统。在系统设计中,开发了具有语音功能的无线终端,实现了信息的无线收发。利用无线摄像机,采集各种图像,进行变换,使其成为网络数据调制信号,无线输出。在实际应用中,利用各种传感器采集数据信息,通过无线网络传输,利用预测系统进行数据分析,判断安全性,预测安全风险,制定整改措施并实施。
  3矿井无线安全监测预警系统设计实例分析
  3.1案例概述
  根据安全监测的要求,构建了基于WIFI无线传感器网络的矿山环境安全监测系统。利用WIFI的高速传输优势,实现温度、湿度等各种参数的快速采集和转发。在实际应用中,无线路由器节点可以根据802.11协议快速组建adhoc网絡,协调传感器节点通信,整合各种监控数据信息,实现路由转发。从实际应用效果来看,WIFI通信技术具有组网能力强、成本低、速度快等优点,能够准确获取矿井内的温湿度变化情况,实现远程安全监控。结合该系统,进行了无线安全监测预警系统的设计与分析。
  3.2总体系统结构
  系统运行的目的是采集矿井温度、湿度数据,为生产管理提供依据。系统的核心是基于WIFI通信的无线传感器网络。一般来说,矿井中可以有多个矿井,矿井之间的距离很远。为了满足监控要求,构建了树形结构的安全监控系统。在监控系统中,传感器节点用于收集环境信息并将其传输给路由节点。路由节点采集各种数据,利用网关实现与监控中心的连接,实现无线路由转发,实现传感器节点组网和管理。网关节点专门负责收集和处理矿山数据和信息,并将其转发至监控中心。系统监控中心作为安全监控预警系统的终端,负责各种参数的汇总处理和远程监控。
  3.3传感器节点的硬件设计
  安全监测和预警功能的实现需要传感器节点的支持,完成传感器节点的各种参数的采集和组网,以及信息的发送和接收。在硬件设计中,不仅要考虑传感器节点的参数采集、功耗等要求,还要考虑使用环境和数据传输距离,做好综合控制工作。综合分析,最终设计的无线传感器方案内容如下:(1)设计微处理器模块,作为终端节点信息处理和控制的核心。(2) 设计WIFI模块作为数据传输通道,支持终端和路由节点之间的数据传输。在实际应用中,通信采用802.11协议实现。(3) 所设计的传感器模块配有温度传感器和湿度传感器,用于采集各种数据。(4) 设计的电源模块主要为系统供电。
  3.4软件设计
  设计监控中心软件,具体负责系统参数设置和实时监控,通过传感器采集各种数据,处理和显示数据。软件建设,采用B/S结构,基于NETFramework平台,进行软件设计与开发,本程序在VisualStudio2013环境下进行编写。利用WIFI通信网络和互联网接入,支持各类终端设备接入安全监控中心,如手机,实时获取安全监控和预警信息,提高安全生产管理和维护水平。
  4矿井无线安全监测预警系统的关键技术
  4.1无线技术
  以无线传感器为基础,构建无线通信网络,将地面数据中心、地面安全监控系统和井下安全监控系统集成,构建矿井无线安全监控预警系统,实现安全生产的实时监控。在具体设计中,结合安全监测的实际需要和要求,建设安全监测系统和安全预警系统,通过收集温度、湿度和设备运行状态等信息,进行安全分析,检查安全风险,然后实现安全监控和预警。
  4.2智能终端技术
  建立安全预警的安全监控系统。要想充分发挥系统的作用,需要配置终端设备,实现信息的实时传输,以便及时接收预警信息,落实安全措施。这需要终端智能技术的支持。安全检查员和地面管理人员等使用终端设备APP进入安全数据中心,获取安全生产信息。根据发布的预警信息,借助GIS技术或GPS技术,可以实现安全风险的精确定位,快速发现安全隐患。
  5结论
  在采矿过程中,安全管理非常重要,安全管理不仅会影响采矿效率,而且还能减少采矿过程中安全事故的发生。现代矿山安全监控系统已广泛应用于矿山安全管理中。矿山监控系统可以实时监控矿山环境,帮助矿山安全管理人员及时发现开采过程中的异常情况。矿山监控系统也有利于提高矿山安全管理的现代化水平,可以更好地保证矿山的安全开采。在未来的发展过程中,矿业单位要扩大安全监控系统的应用范围,加强安全管理人员的培训,从而推动我国矿业工作朝着智能化、现代化方向发展,也要更好地保证矿业企业的发展质量。
  参考文献
  [1]何衍兴.金属矿山主提升设备安全监测与预警系统研究[D].中国地质大学,2010.
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