本實用新型涉礦井甲烷濃度監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術：

甲烷濃度的監(jiān)測是保證礦井下安全的重要參數之一。目前對甲烷濃度的監(jiān)測主要是靠人工監(jiān)測、無線電通信等。人工監(jiān)測非常耗費人力、時間、物資，同時人工監(jiān)測也會出現(xiàn)很多誤差，而且在監(jiān)測的同時對監(jiān)測人員的危害性也不可忽視。利用無線電通信能夠方便、靈活的傳輸數據，具有穩(wěn)定性高并且經濟的優(yōu)點。但目前的無線電檢測方法通常精度不是很高，存在一定的誤差，由此也帶來了一定的安全隱患。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種礦井甲烷濃度監(jiān)測系統(tǒng)，以使對礦井甲烷濃度的監(jiān)控數據實現(xiàn)近距離傳輸，并且精度高，提高監(jiān)測效率。

本實用新型的礦井甲烷濃度監(jiān)測系統(tǒng)，具有通過Zigbee網絡連接的監(jiān)控終端和主控終端，在監(jiān)控終端中包括與Zigbee發(fā)送芯片連接的MQ-4型的甲烷傳感器；主控終端中包括與所述Zigbee發(fā)送芯片無線通信、并連接有報警電路的Zigbee接收芯片；

所述的Zigbee發(fā)送芯片為通過信號輸入端口與傳感器連接的CC2530型芯片，并通過CC2530型芯片的信號收發(fā)端口連接天線；所述的Zigbee接收芯片為與Zigbee發(fā)送芯片對應的并通過輸出端連接報警電路的CC2530型芯片。

所述的CC2530型芯片是集單片機、無線通信為一體的芯片，并且支持Zigbee協(xié)議。MQ-4型甲烷傳感器可以感應到環(huán)境中存在可燃氣體，并使自身的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大，并將電導率的變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號，具有靈敏度高、成本低的特點。通過MQ-4型甲烷傳感器能夠精準、快速的對礦井中的甲烷濃度進行監(jiān)測。同時通過Zigbee無線方式傳輸信號能夠有效保證信號傳輸的準確性，并且也避免了繁瑣的布線結構。由于CC2530型芯片具有單片機的功能，因此可以對監(jiān)控終端檢測到的甲烷濃度進行分析，當發(fā)現(xiàn)濃度值超出預設的范圍后，便通過報警電路報警。其中報警電路可以采用常用的蜂鳴器等報警裝置。在CC2530型芯片中涉及到的分析和控制程序也可由本領域普通技術人員實現(xiàn)，非本實用新型的創(chuàng)新所在。

進一步的，主控終端的Zigbee接收芯片通過接口轉換芯片中的USB接口連接上位機。上位機可以由電腦等設備構成，可以人工通過上位機對監(jiān)測的甲烷濃度數據進行管理，例如通過上位機設定好甲烷濃度的正常范圍，并實時顯示現(xiàn)場的甲烷濃度監(jiān)測值，當監(jiān)測的甲烷濃度超出設定范圍內時通過主控終端報警。還可以通過上位機監(jiān)控系統(tǒng)查詢以前某一時刻的溫度甚至于整個過程中溫度在某一時間段的變化規(guī)律并預測將來某一時刻的甲烷濃度等。

優(yōu)選的，還可以通過所述上位機與手機、平板電腦、智能手表等移動終端無線連接。通過移動終端可以使監(jiān)管人員遠程、實時的對甲烷濃度數據進行查看，及時處理異常情況，避免出現(xiàn)危險。

進一步的，Zigbee發(fā)送芯片還連接有顯示模塊。通過顯示模塊可以將采集到的甲烷濃度數據進行實時顯示，方便觀察。

進一步的，在Zigbee發(fā)送芯片中連接有兩個晶振，通過兩個晶振為系統(tǒng)提供基本時鐘信號。

本實用新型的礦井甲烷濃度監(jiān)測系統(tǒng)，結構簡單，能夠對礦井中的甲烷濃度進行準確、高效的監(jiān)控，并能夠將監(jiān)控數據實時準確的進行傳輸，有效提高了甲烷濃度檢測的便利性和準確性，同時也減少了設備資源的投入，減少了成本。

以下結合實施例的具體實施方式，對本實用新型的上述內容再作進一步的詳細說明。但不應將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本實用新型上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包括在本實用新型的范圍內。

附圖說明

圖1為本實用新型礦井甲烷濃度監(jiān)測系統(tǒng)的結構框圖。

圖2為圖1中Zigbee發(fā)送芯片的連接示意圖。

圖3為圖1中接口轉換芯片的連接示意圖。

具體實施方式

如圖1所示本實用新型的礦井甲烷濃度監(jiān)測系統(tǒng)，具有通過Zigbee網絡連接的監(jiān)控終端和主控終端。在監(jiān)控終端中包括與Zigbee發(fā)送芯片連接的MQ-4型的甲烷傳感器。Zigbee發(fā)送芯片還連接有顯示模塊，對檢測的甲烷數據進行實時顯示。主控終端中包括與所述Zigbee發(fā)送芯片無線通信、并連接有報警電路的Zigbee接收芯片。

如圖2所示，所述的Zigbee發(fā)送芯片IC1為通過信號輸入端口P0～P2與所述MQ-4型的甲烷傳感器連接的CC2530型芯片，Zigbee發(fā)送芯片IC1通過電源端口VDD連接3.3V直流電源，并通過CC2530型芯片的信號收發(fā)端口RF_P，RF_N連接天線AN，用于發(fā)送檢測數據。在Zigbee發(fā)送芯片IC1中還連接有兩個晶振Y1，Y2，為系統(tǒng)提供時鐘時序。所述的Zigbee接收芯片為與Zigbee發(fā)送芯片IC1對應的并通過輸出端連接報警電路的CC2530型芯片。

如圖1至圖3所示，主控終端的Zigbee接收芯片通過接口轉換芯片U2中的USB接口連接上位機，并通過上位機與移動終端無線連接。接口轉換芯片U2采用PL2303型的接口轉換器，可提供全雙工異步串行通信裝置與USB接口功能。在接口轉換芯片U2中設有提供時序的轉換芯片晶振Y3，并通過與Zigbee接收芯片相同標記的端口與Zigbee接收芯片對應連接。