無(wú)線(xiàn)電收發(fā)模塊組成的礦工定位與報警系統

1 系統組成

無(wú)線(xiàn)電收發(fā)模塊組成的礦工定位與報警系統的總體方案如圖1所示。每個(gè)礦工隨身攜帶一個(gè)無(wú)線(xiàn)電發(fā)送模塊，適時(shí)檢測工作地點(diǎn)的瓦斯和粉塵濃度，并將檢測數據發(fā)送到無(wú)線(xiàn)電接收模塊。在礦井下按一定的方位設置無(wú)線(xiàn)電接收模塊，這些模塊通過(guò)有線(xiàn)傳輸的方式將礦工檢測到的信息適時(shí)傳送到礦山指揮中心，礦山指揮中心可以在計算機屏幕上及時(shí)了解井下的工作狀態(tài)。遇到突發(fā)事故時(shí)，根據無(wú)線(xiàn)電發(fā)送模塊的編號，礦山指揮中心可以迅速確定攜帶該發(fā)送模塊的礦工位置，礦工也可通過(guò)無(wú)線(xiàn)電發(fā)送模塊向礦山指揮中心發(fā)送報警信號。

2 無(wú)線(xiàn)電發(fā)送模塊

每個(gè)礦工攜帶的由單片機控制的無(wú)線(xiàn)電發(fā)射模塊如圖2所示。各種傳感器的輸出信號經(jīng)AD8051型運算放大器放大后，送到內含數/模轉換器的MC68HC908LJ12型單片機。在單片機中，輸入信號與基準比較，如果輸入信號低于基準值，單片機輸出信號驅動(dòng)綠色發(fā)光二極管，指示處于正常工作狀態(tài)；如果輸入信號在基準值附近，單片機輸出信號驅動(dòng)黃色發(fā)光二極管，指示瓦斯濃度處于臨界狀態(tài)；如果輸入信號高于基準值，單片機輸出信號驅動(dòng)紅色發(fā)光二極管，指示瓦斯濃度處于臨界狀態(tài)；如果輸入信號高于基準值，單片機輸出信號驅動(dòng)紅色發(fā)光二極管，指示瓦斯濃度處于危險狀態(tài)。此時(shí)，紅色發(fā)光管不停閃爍。同時(shí)該模塊不停振動(dòng)，便于礦工及時(shí)發(fā)覺(jué)。

所有檢測數據還可由單片機的I/O口輸出到MC13192型無(wú)線(xiàn)電發(fā)送模塊，該模塊又將檢測數據發(fā)送到礦井內的無(wú)線(xiàn)電接收模塊。各個(gè)接收模塊又通過(guò)總線(xiàn)將檢測數據送到井上的礦山監控指揮中心。

所有檢測數據都以數字值存儲在單片機內的EEPROM中，萬(wàn)一發(fā)生事故，這些數據可作為判斷事故原因的參考。

礦山監控指揮中心通過(guò)井字格布置的無(wú)線(xiàn)電發(fā)送模塊選擇監測點(diǎn)（礦工）的位置，用圖表顯示所有監測點(diǎn)（礦工）的檢測參數及每個(gè)礦工的位置，發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，以圖形和聲音報警。

3 主要優(yōu)點(diǎn)

（1）礦井下采用無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)2種傳輸方式，監控指揮中心可實(shí)現了解井下各種動(dòng)態(tài)參數和每個(gè)礦工的位置。

（2）單片機控制的無(wú)線(xiàn)電發(fā)送模塊具有振動(dòng)和發(fā)光等告警顯示，礦工容易及時(shí)發(fā)現告警信號。

（3）發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，所有檢測數據均存儲在EEPROM中，便于判斷事故發(fā)生的原因。

（4）所有檢測信號用單片機處理，可以監控多種參數且功耗很低。