矿井安全综合监测系统.ppt

基于ZigBee物联网无线技术的 矿井安全综合监测系统 湖南控创科技有限公司 ZigBee无线技术介绍 ChallengesForward 系统介绍 煤矿行业现状 与其他系统对比 ZigBee无线技术的主要优点 安全 采用AES 128加密算法 各个应用可灵活确定其安全属性 传输可靠 采用碰撞避免策略 同时为需要固定带宽的业务预留专用时隙 网络容量大 网络可容纳65 000个设备 时延短 典型搜索设备时延为30ms 休眠激活时延为15ms 活动设备信道接入时延为15ms ZigBee无线技术 功耗低 发射功率仅1mW 还可采用休眠模式 两节5号电池可工作1 2年 物联网是互联网的延伸 物联网又称传感网 是指将各种信息传感设备 比如射频识别装置 红外感应器 全球定位系统 激光扫描器等装置与互联网相结合所形成的网络 其目的是让所有的物品都能够远程感知和控制 并与互联网结合成一个更加智慧的生产生活体系 作为前沿交叉领域 物联网同时涉及芯片 传感器 嵌入式智能 无线传输及实时数据交换等多种技术 十二五计划明确规定要重点发展物联网 关于物联网 ZigBee与其他无线技术对比 现有通信系统存在的问题 有线瓦斯检测器 仅在少量固定地点安装 最危险的掘进面等地点缺乏监测 便携式瓦斯检测仪 不具备传输报警能力 单向信息传输 信息传输速率低 影响系统的实时性 人员的定位 没有或者使用精度差的准定位技术 出现紧急情况无法掌握人员的实际位置 漏检率较高 读卡速度十分有限 不能处理多人同时快速通过读卡系统的情况 例如乘车下井 多人一起行走 现有监控系统存在的问题 1 3 2 4 5 系统概述 人员定位系统 无线通信系统 无线瓦斯监测系统 视频监控系统 系统优势 配置灵活 高度拓展 技术领先 自主研发 四网合一 高效灵活 省 钱 四个子系统主要设备可以共用 四合一基站 矿用光缆 矿用电源等 一套价格 四套服务 为煤矿节省大量成本 设备共用使得安装更加快捷 统一的操作风格让系统使用者更加容易上手 矿方不再需要找不同的厂家购买不同的系统 售后维护也更加方便 心 时 省 省 四网合一 高效实惠 四个子系统可合可分 可根据煤矿的预算 不同时段发展计划等实际情况量身定做 系统可大可小 功能任选 后续升级扩容非常方便 只需增加相应的终端设备 系统可实现全井覆盖 网络可以涵盖全部井下人员的活动范围 同样可视煤矿具体情况而定 可以先在局部实现 日后更广泛覆盖时 再为扩展区域增加设备 施工简单 可与煤矿现有办公自动化和人事管理系统联机运行 具有传输接口 可以联网 实现资源共享 配置灵活 高度拓展 技术领先 自主研发 综合了最新国际通用标准 IEEE802 15 4 的无线技术产品 所用技术比目前国内普遍采用的RFID井下定位技术 井下小灵通电话技术等有很大的进步 严格按照国家煤矿安全生产有关标准 GB3836和AQ6210 设计和生产 断电情况下可继续工作2小时以上 提供宝贵的人员定位信息全自主研发 升级和维护无后顾之忧 系统容量 定位 1万人 井下同时 手机 500部 井下同时 矿用人员定位系统 人员定位系统主要用来跟踪监测井下人员和机车 通过在人员和机车放置定位卡全程获取其信息 实时掌握井下人车数量 分布情况和工作路线 精确定位 每个井下人员和机车上携有一张定位卡 该卡不断地自动向地面监控中心发送信息 系统据此可准确判断出其当前位置 发生事故时可迅速锁定人员遇难地点 为救援赢得时间 人员定位系统 实时监控 全国领先的GIS井下地图显示 生动再现井下全貌 监控人员可实时观测到所有人员车辆的真实分布情况 所见即所得 人员定位系统 轨迹回放 可对人员和机车的运动轨迹进行跟踪回放 掌握其详细工作路线和时间 在进行救援或事故分析时可提供有效的线索或证明 查看轨迹 人员定位系统 大屏显示 地面监控终端可连接大型屏幕 更加醒目地动态显示井下人车实况 便于监控中心和井口的监控人员掌握井下情况 人员定位系统 支持全井覆盖 通过在工作面和巷道中安装基站 网络可以覆盖全部井下人员的活动范围 使所有人员能够和基站之间保持通信 安全区域内是否安装基站纳入覆盖范围 可视矿方要求而定 无盲区 领先的技术确保完全覆盖 同时支持500张定位卡经过 可涵盖所有人员车辆 人员定位系统 井下报警 井下的人员或设备出现异常的情况时 可通过定位卡向系统发出报警求救信号 地面监控界面立即显示出报警提示 对警报发出人和所在地点一目了然 有情况 全井覆盖保障了任何地点的报警都会反映在监控界面 不会遗落任何一个异常情况 如结合无线通信系统使用 更可在第一时间掌握异常情况的详细状况 人员定位系统 紧急撤离 地面人员掌握到异常情况 需要指挥井下人员迅速撤离时 可通过系统向所有人员发出紧急指令 并可动态掌握撤离进行情况 可结合无线通信系统使用 随时对撤离人员作出进一步指示 人员定位系统 考勤统计 系统详尽记录了所有井下人员的工作时间 由此可方便地对个人 班组 部门进行考勤统计 或根据工种 职务等进行统计 统计项目详细实用 其结果可保存为Excel表格 或形成报表打印 可与矿方其他办公系统无缝结合 充分共享信息 人员定位系统 远程管理 可通过互联网对系统进行操作 实现远程管理和监控 管理人员出差在外也可随时查看井下实况 特别是发生事故时不在现场也可及时掌握第一手情况 进行救援指挥 人员定位系统 无线切换 通信基站之间的电缆出现故障时 基站会自动切换至无线通信方式 保持链路通畅 确保系统可以无间断连续运行 同时向地面发送链路故障信息 以便及时维护 瞬间切换 人员定位系统 矿用无线通信系统 无线通信系统主要解决井下的无线通话问题 井下人员之间可以利用手机进行通话或发送短信 或者与井上井下的固定电话相互播打 也可接收监控中心的短信或电话通知 无线通话 地面 井下 井下手机互相通话 井下与井上手机对讲 井下手机与井下固定电话互相播打 井下手机与井上固定电话互相播打 无线通信系统 群组呼叫 呼叫组 呼叫全部 地面 井下 出现紧急情况时 监控中心可向井下手机发起群组呼叫 或同时呼叫井下所有手机 无线通信系统 发送短信 井下手机之间可互相发送短信 地面监控中心可向井下手机群发短信 地面 井下 无线通信系统 通话管理 可对系统内所有通话记录进行查询 统计 包括通话双方号码 使用者姓名 通话时间 通话时长 并可打印为报表 在进行救援或事故分析时 通话查询可提供有效的线索或证明 无线通信系统 调度管理 与井下对讲 地面 井下 组播 强拆通话 电话会议 强插通话 监控中心 无线通信系统 视频监控系统 视频监控系统以图象方式直观实时监控采掘面 皮带运输 主副井提升 选煤厂等关键生产环节工况 系统特色 数字化 网络化 不同于传统的模拟视频监控系统 扩展方便采用H 264视频压缩 压缩率是普通压缩方式的10倍无线化将视频数据通过无线传输给基站智能化禁区闯入 车牌识别 人头识别等 视频监控系统 系统特点 光纤传输井下工业电视图像 距离远 抗干扰能力强 H 264视音频压缩标准 数据量小 存储时间长 权限管理 网络通信为一体 功能强大 操作方便 在计算机屏幕上可同时显示1 4 9 16个摄像机的图像 并可进行图像冻结 缩放等操作 采用多种先进的硬盘录像方式 连续录像 动态录像 手动录像 报警录像 监控系统有安全密码 没有权限的人员不能对监控系统进行操作 视频监控系统 无线移动瓦斯监测系统 无线移动瓦斯监测系统将固定在线式系统的自动监测处理 数据实时上传和便携式瓦检仪的大范围移动监测二者的优点有效结合在一起 实现了技术创新和应用创新 与其他瓦斯监测系统对比 系统特点 便携式瓦检仪 双向无线数据通信井下无线信号区域全覆盖 全矿井全覆盖便携式瓦检仪井下无线联网便携式瓦斯检测报警便携式瓦检仪精确定位便携式瓦检仪当前位置 瓦斯浓度实时上传接受短信 呼救报警作为固定在线式瓦斯监测监控系统的有效补充 无线移动瓦斯监测系统 系统结构图 基站 语音网关 手机 定位卡 系统组成 隔爆摄像仪 传输接口 瓦检仪 本安型四合一通信基站 通信基站安装在巷道或工作面 用来接收定定位卡 手机的无线信息 并将接收到的信息传送至上一个基站或传输接口 也将来自上一个基站 传输接口的信息发送至定位卡 手机上 或传输给下一个基站 具有通信基站和网络交换机的双重功能 小巧 轻便 非常便于安装和维护 可综合用于人员定位 无线通信 视频监控和无线瓦斯监测系统 大范围内同时快速 可靠的识别许多定位仪 并具有微功率 识别率高 高抗干扰性 稳定可靠等优点 无线通信输距离500米 典型值 无线通信方式 可根据实际情况移动 一旦某一区域不再需要使用 如采掘面的煤炭挖完 可把该区域内的基站移到其他需要的地方或者回收上来备用 本安型四合一通信基站 主要技术指标 工作电压 DC12V工作电流 0 95A存储时间 大于2小时断电后工作时间 不小于2小时有线信号接口 接口数量 3个光纤口 传输方式 矿用阻燃光缆MGTSV 本安型四合一通信基站 传输接口安装于井下或地面 可以通过电缆缆相互连接 实现整个井下人员管理定位系统的通讯 同时它还可以将通过基站传输过来的数据进行处理 并传送到地面中心站 传输接口 传输接口 传输介质 矿用阻燃光缆MGTSV传输方式 全双工 传输类型 10M 100M自适应网线传输方式 全双工有线传输速率 10Mbps 100Mbps 矿用本安型定位卡 定位卡相当于 井下身份证 所有下井人员和机车各携一张 该卡不断地自动向通信基站发送信号 遇异常情况时可向地面监控中心发送报警信号 也可接收中心发出的撤离信息 主要技术指标 工作电压 DC3V 发射电流 100mA 激活电流 5mA 待机电流 0 5mA 报警工作电流 100mA 报警工作时间 10秒 工作频段 2 4GHz 接收灵敏度 85dBm 电池参数 名称 AAA碱性电池规格 3V 1200mAh 使用寿命 10个月 电池可更换 矿用本安型定位卡 矿用本安型手机是专门为矿井设计的无线通话终端设备 通过该手机可方便实现井下与井下 井下与井上通话 矿用本安型手机 电池参数 名称 锂聚合物电池规格 3 7V 950mAh充电时间 一般4 8小时电池寿命 500次充电 矿用本安型手机 语音网关 主要技术指标 语音端口数 8路音频端口配置 RJ11 4FXO 4FXS 可灵活配置 LAN端口配置 RJ45 1个以太网接口串行接口 DB9 1个RS232接口电话线传输距离 500米电源输入 DC12V2A 矿用隔爆光纤摄像仪 主要技术指标 器件 1 3 CCD水平分辨率 600线先进的数字信号处理技术 DSP 确保技术指标长期稳定扫描方式 2 1隔行扫描视频输出 单模光纤 波长 1310nm FC接口 光信号功率 15 4 dBm 照度在50 300luX时 信噪比 50dB AGCOFF WeightOn时 最低照度 F1 2时 0 001Lux防护等级 IP65电源 AC127V 便携式瓦斯检测报警仪 主要技术指标 测量范围 0 00 4 00 CH4报警设置 1 00 CH4 用户可自行设置 报警方式 声光报警调零方式 全自动调零连续工作 10小时防爆型式 ExibdI 隔爆兼本质安全型 实现原理 首先根据企业实际需要在井下区域和巷道中根据现场具体情况放置一定数量的矿用本安型基站 基站 典型情况下每隔500米放一台基站 可保证网络覆盖范围内无线手机移动通话 在条件好的巷道内 可把两基站的距离拉大 而在条件十分恶劣的地区 可适当缩短基站之间的距离 使两基站的通信距离与通信状况调整到最佳状态 然后为需要人员 如班组长 瓦检员等 佩备一部矿用本安型手机 当人员进入井下以后 只要在井下网络覆盖范围内 就可方便地实现井下无线手机通话功能 与其他系统对比 不是真正意义的定位 构成简单 系统造价低 组成复杂 价格较高 网状网络 无漏卡现象 速度十分有限 漏卡较严重 设备体积小 布线简单 工程量小 施工时间短 设备体积大 布线复杂 工程量大 建设成本高 网状网络 性能高 通常采用总线型结构 系统失效风险大 系统建设 系统性能 漏卡现象 真正意义上的定位 精度高 定位性能 系统构成 ZigBee无线技术 RFID定位系统 与其他人员定位系统对比 与其他通信系统对比 通话 调度 短信 漫游 星 链 环 星 链 网络拓扑 1900 1915MHz 2400 2500MHz 频率范围 其他系统 ZigBee无线技术 传输介质 传输方式 系统结构 信道数 精确定位 自组网 4 12 光纤 电缆 无线 光纤 电缆 复杂 简单 TDMA TDD Q OPSK 应用前景 退市 进步 技术发展 退市 上升 产业发展 局限 广泛 谢谢