一、背景介紹

煤礦瓦斯事故是發(fā)生頻率高，危害大的主要事故源。監(jiān)控煤礦瓦斯?fàn)顟B(tài)是解決煤礦瓦斯隱患、實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是提升煤礦安全等級(jí)，實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)管理部門和煤礦安全生產(chǎn)門對(duì)煤礦安全生產(chǎn)狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測和監(jiān)控的重要技術(shù)手段。

煤礦地理位置偏僻，地形復(fù)雜，采用有線網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資大，網(wǎng)絡(luò)布線困難，維護(hù)成本高。而采用微波，數(shù)傳電臺(tái)等方式，網(wǎng)絡(luò)覆蓋差，距離短，用戶投入大，維護(hù)困難。而采用GPRS作為數(shù)據(jù)傳輸方式，不僅可滿足系統(tǒng)的通信需求，而且數(shù)據(jù)的傳輸更為安全，用戶的投入也更低。

采用KB3030-N GPRS DTU作為數(shù)據(jù)傳輸載體時(shí)，用戶終端（瓦斯傳感器）在環(huán)境參數(shù)超過閾值報(bào)警時(shí)，能夠?qū)?bào)警信息通過SMS的方式通知相關(guān)管理人員，以便及時(shí)采取措施，排除隱患。

• KB3030-N GPRS DTU特點(diǎn)

KB3030-N GPRS DTU是采用高可靠性ARM7處理器和GPRS/SMS透明的無線數(shù)據(jù)傳輸終端。基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸具有通信范圍廣、傳輸穩(wěn)定、可靠等特點(diǎn)，KB3030-N GPRS DTU 專為工業(yè)集成設(shè)計(jì)，在使用的溫度范圍、震動(dòng)、電磁兼容性和接口多樣性等方面均采用特殊設(shè)計(jì)，保證了惡劣環(huán)境下的工作穩(wěn)定性，在無人值守、遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程抄表以及遠(yuǎn)程調(diào)度等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用?？紤]到用戶組網(wǎng)方面的需要，支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)。適合中心對(duì)多點(diǎn)、點(diǎn)多分散的中小數(shù)據(jù)量的傳輸。

• 標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，EMC抗干擾設(shè)計(jì)，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)；
• 自主研發(fā)，帶有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的嵌入式32位ARM7- CPU；
•  內(nèi)嵌Watchdog芯片，提供多種復(fù)位機(jī)制，可軟件控制，實(shí)現(xiàn)工業(yè)保障機(jī)制；
• 工作頻率采用850/900/1800/1900MHz，四頻可適用于所有國家（包括南北美洲）；
• *而嚴(yán)格的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，自帶糾錯(cuò)與加密，數(shù)據(jù)傳輸從不丟包；
• 支持多種方式自動(dòng)組網(wǎng)：可與串口-網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換產(chǎn)品KB2000組網(wǎng)，KB3030-N也可與KB3030-N同類型產(chǎn)品組網(wǎng)（方便無互聯(lián)網(wǎng)條件下使用GPRS），可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一，一對(duì)多組網(wǎng)；
• 即插即用功能：當(dāng)與本公司KB2000或KB3030-N自身組網(wǎng)時(shí)，此時(shí)無需任何軟件硬件開發(fā)，即可構(gòu)建大型SCADA系統(tǒng)；
• IP自動(dòng)注冊機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)多種服務(wù)模式，構(gòu)建完整的超大規(guī)模無線應(yīng)用系統(tǒng)；
• 遠(yuǎn)程休眠與喚醒： 可使用號(hào)碼的手機(jī)拔打DTU號(hào)碼對(duì)DTU 進(jìn)行休眠與喚醒，方便用戶在不使用DTU時(shí)使其休眠大大節(jié)省流量費(fèi)；
• 遠(yuǎn)程修改DTU參數(shù)：支持短信修改DTU參數(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)修改DTU參數(shù)；
• IO開關(guān)量功能：具有兩路開關(guān)量輸入，兩路開關(guān)量輸出?？梢酝ㄟ^gprs網(wǎng)絡(luò)或短信的方式來控制開關(guān)量輸入或查詢開關(guān)量輸入的狀態(tài)?？梢赃h(yuǎn)程開啟報(bào)警和設(shè) 置輸入報(bào)警方式：GPRS報(bào)警和SMS報(bào)警，且可設(shè)置報(bào)警狀態(tài)閥值（為低電平報(bào)警或高電平報(bào)警），此外用戶還可以自定義報(bào)警信息內(nèi)容；
• 強(qiáng)大的通訊備用功能：若開啟了備用服務(wù)功能，主服務(wù)器與備用服務(wù)器的連接可以自動(dòng)切換，一旦主服務(wù)器出現(xiàn)問題，自動(dòng)連接到備用服務(wù)器；
• 功能強(qiáng)大的服務(wù)器軟件支持，服務(wù)器軟件應(yīng)用多年，功能強(qiáng)大，成熟完善；
• 支持固定IP與動(dòng)態(tài)域名解析、支持專用APN；
• 支持最多4個(gè)服務(wù)器同步的功能，若開啟GPRS服務(wù)器同步功能，KB3030-N可同時(shí)注冊4個(gè)服務(wù)器，并與之通信；
• 支持多達(dá)20個(gè)短信控制號(hào)碼；
• 工業(yè)級(jí)溫度范圍：工作溫度：-40℃-80℃，在-40℃時(shí)通訊不受影響。

三、系統(tǒng)構(gòu)成 

（圖）煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)要求井下采集到的各種數(shù)據(jù)能安全、及時(shí)有效的傳輸匯總到地面監(jiān)控中心，通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至網(wǎng)絡(luò)中心，再通過專線或互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)降胤矫禾勘O(jiān)控中心及上級(jí)安全門。

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)主要由三大部分組 成：數(shù)據(jù)采集終端，無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，煤炭監(jiān)控管理中心系統(tǒng)。 
1、數(shù)據(jù)采集終端：不間斷電源，KB3030-N GPRS DTU，傳感器（瓦斯、溫濕度及其它傳感器）等組成。 
2、無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)：GSM網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)（VPN），服務(wù)器。 
3、煤炭監(jiān)控管理中心系統(tǒng)：互聯(lián)網(wǎng)（VPN），用戶控制軟件。