夏瑞凯

(晋能控股煤业集团和创实业发展有限公司，山西 大同 037003)

0 引 言

煤炭作为重要能源资源，其安全生产极为重要，为降低生产作业风险，需对生产流程精益控制，采用远程安全监控系统是解决此问题的有效途径[1]。煤炭井下环境复杂多变，加之空间狭小，传统总线式电缆传导信号的监控方式灵活程度低、拓展性能差、且发生故障查找困难，并有较大安全风险，极大的限制了其在煤矿井下等易燃易爆环境中的使用。笔者针对以上情况，通过对煤矿井下环境进行分析，得出线缆缠绕是当前主要症结，为达到煤矿设备安全稳定运行[2-3]的目标，因此需要设计一种基于无线网络的矿井远程安全监控系统。

1 矿井安全监控系统目标和要求

为有效确保煤矿井下生产安全进行，监控系统需要对生产中涉及到的各种开关量、模拟量进行实时采集处理，并完成声光报警和紧急处置功能。同时为确保煤矿井下环境安全可控，还需要对井下甲烷气体、风速等重要参数进行监测。各个信号汇聚节点将上传数据进行统一打包，并交由计算机处理。通过现场采集、无线传输和计算处理等三大技术结合，能有效掌握现场情况，做到实时监控、快速反应。相较于其他传输方式，ZigBee具有传输范围远、体积小、功耗小、易于组网等优势，便于实现井下无线传感网络拓扑的快速调整，安全性和便捷性较好，因此使用ZigBee网络。

2 监控系统整体方案设计

如图1所示，矿井安全监控系统主要由地面和井下两大部分组成，其中井下部分由安装在各处的传输模块、网络协调器、CPU、视频监控装置和矿用路由器组成，完成系统参数和实时影像的采集，此外矿用电源也是本系统不可或缺的一部分。……