一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控方法及其系統(tǒng)，包括多個(gè)智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)、多個(gè)分布式普通電源、多個(gè)電源參數(shù)采集器、多個(gè)帶中繼功能的管理節(jié)點(diǎn)、多個(gè)無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)、多個(gè)CAN管理節(jié)點(diǎn)、多個(gè)通訊網(wǎng)關(guān)、多個(gè)礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)、礦用以太網(wǎng)交換機(jī)、地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)、UPS電源；各設(shè)備間可通過以太網(wǎng)、CAN總線和ZigBee無(wú)線通信靈活的組成三級(jí)分布式網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)控井下電源的運(yùn)行狀態(tài)，更好地保障井下設(shè)備的供電安全，降低安全事故的發(fā)生。
【專利說明】—種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)及其方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種井下隔爆電源的管理技術(shù)，特別是涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隔爆電源是煤礦井下的重要電氣設(shè)備，它的安全運(yùn)行是現(xiàn)代化煤礦其它井下各類電氣設(shè)備穩(wěn)定、安全、高效率、高質(zhì)量運(yùn)轉(zhuǎn)的保證。然而，由于井下復(fù)雜的地質(zhì)條件和惡劣的工作環(huán)境，電源設(shè)備極易出現(xiàn)各種故障，為保證安全生產(chǎn)，需要對(duì)煤礦井下的電源的電流，電壓、溫升、備用電池容量及動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋電源設(shè)備的狀態(tài)，而一旦出現(xiàn)緊急情況，更需要能夠及時(shí)對(duì)故障電源發(fā)生位置進(jìn)行定位，快速進(jìn)行相關(guān)維護(hù)操作，以降低安全事故發(fā)生的隱患，使電源及相關(guān)電氣設(shè)備更快恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。但是，由于井下電源設(shè)備數(shù)量大、種類多、獨(dú)立性強(qiáng)、分布較散，目前在電源管理上基本上仍采用人工管理方式，工人通過定期對(duì)電源巡檢，來獲取電源運(yùn)行狀態(tài)，狀態(tài)數(shù)據(jù)的時(shí)滯性較大，巡檢周期過長(zhǎng)，不能實(shí)時(shí)掌握電源的工作狀態(tài)，一旦電源工作出現(xiàn)異常，故障點(diǎn)的鑒別和定位較難，直接影響了相關(guān)聯(lián)設(shè)備的運(yùn)行。因此，如何對(duì)井下電源運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，并通過網(wǎng)絡(luò)將各分布式電源連接起來，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控的方式對(duì)電源進(jìn)行監(jiān)管是未來井下電源安全管理技術(shù)發(fā)展的重要方 向。
[0003]專利ZL200310113505.0公開了一種采用主從工作方式，多層分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的井下電網(wǎng)安全運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)及方法，它通過井上中心站、與中心站相連的主站、與主站相連的η個(gè)井下分站和與每一個(gè)井下分站相連的若干個(gè)電腦綜合保護(hù)監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)在地面上通過人機(jī)對(duì)話，對(duì)井下電網(wǎng)安全運(yùn)行的各種參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和智能控制。該專利所述方法提供了一種多級(jí)管理與通訊技術(shù)，但其采用ΜΑΧ485、ΜΑΧ232通訊方式，組網(wǎng)困難，監(jiān)控區(qū)域小，且其主要針對(duì)井下電網(wǎng)饋電設(shè)備應(yīng)用，不適用于更廣泛分布的井下各種隔爆電源的監(jiān)控。
[0004]專利ZL200610032358.8公開了一種本安型礦用井下供電監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，包括本安電源電路、主控電路、光電隔離電路、報(bào)警顯示電路、鍵盤、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、存儲(chǔ)器、通信電路、光電隔離器、繼電器、報(bào)警器。該專利實(shí)現(xiàn)了多通道、高精度、操作使用方便快捷的實(shí)用目的，但其方法僅適用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的監(jiān)測(cè)，沒有形成對(duì)分布式電源進(jìn)行總體監(jiān)控的系統(tǒng)，應(yīng)用的范圍較窄，監(jiān)控效果低。
[0005]總體來說，目前對(duì)井下分布式隔爆電源的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控的方法和實(shí)例極為少見，井下電源的監(jiān)測(cè)方法和數(shù)據(jù)傳輸方式尚有待提高，以適用礦井安全生產(chǎn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決煤礦井下隔爆電源監(jiān)控方法落后、井下布線復(fù)雜、電源維護(hù)和定位困難等問題，本發(fā)明提供了一種基于網(wǎng)路的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)及其方法。本發(fā)明所述方法和系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)前井下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用多種網(wǎng)絡(luò)通訊模式，組網(wǎng)靈活，數(shù)據(jù)通訊速率高，穩(wěn)定性和安全性高。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)，包括多個(gè)智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)、多個(gè)分布式普通電源、多個(gè)電源參數(shù)采集器、多個(gè)帶中繼功能的管理節(jié)點(diǎn)、多個(gè)無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)、多個(gè)CAN管理節(jié)點(diǎn)、多個(gè)通訊網(wǎng)關(guān)、多個(gè)礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)、礦用以太網(wǎng)交換機(jī)、地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)、UPS電源，每個(gè)智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)與CAN管理節(jié)點(diǎn)或無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)相連，每個(gè)分布式普通電源通過電源參數(shù)采集器與CAN管理節(jié)點(diǎn)或無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)相連，每個(gè)CAN管理節(jié)點(diǎn)或無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)與通訊網(wǎng)關(guān)相連，每個(gè)通訊網(wǎng)關(guān)與礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)或礦用以太網(wǎng)交換機(jī)相連，礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)或礦用以太網(wǎng)交換機(jī)與地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連。
[0008]所述智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)與CAN管理節(jié)點(diǎn)連接的方式是CAN總線，所述智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)與無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)連接的方式是基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線通訊。
[0009]所述分布式普通電源自身無(wú)工作狀態(tài)檢測(cè)功能或通訊接口，需要由所述的電源參數(shù)采集器對(duì)所述分布式普通電源的相關(guān)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并傳輸，所述電源參數(shù)采集器與CAN管理節(jié)點(diǎn)連接的方式是CAN總線，所述電源參數(shù)采集器與無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)連接的方式是基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線通訊。
[0010]所述CAN管理節(jié)點(diǎn)與通訊網(wǎng)關(guān)的連接方式為CAN總線，所述無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)與通訊網(wǎng)關(guān)的連接方式為CAN總線或基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線通訊。
[0011]所述通訊網(wǎng)關(guān)與礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)或礦用以太網(wǎng)交換機(jī)連接的方式為以太網(wǎng)。
[0012]所述智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)、與單片機(jī)相連的CAN通訊模塊和ZigBee通訊模塊、工作狀態(tài)檢測(cè)單元和本安保護(hù)輸出單元構(gòu)成、與工作狀態(tài)檢測(cè)單元相連的蓄電池充放電單元和交/直流變換單元；其中，所述蓄電池充放電單元和交/直流變換單元又與本安保護(hù)輸出單元相連。所述工作狀態(tài)檢測(cè)單元采集的信息包括輸入輸出電壓和電流、蓄電池電壓和電源工作環(huán)境溫度，并將數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)；所述單片機(jī)將電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)通過CAN通訊模塊或ZigBee通訊模塊傳遞出去，并接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息。
[0013]所述電源參數(shù)采集器用于采集分布式普通電源的部分參數(shù)，由單片機(jī)、與單片機(jī)相連的工作狀態(tài)檢測(cè)單元、CAN通訊模塊和ZigBee通訊模塊組成。工作時(shí)，電網(wǎng)交流電源先接入電源參數(shù)采集器，再由電源參數(shù)采集器無(wú)變換的輸出至分布式普通電源，分布式普通電源輸出的直流電先接入電源參數(shù)采集器，再由電源參數(shù)采集器無(wú)變換的輸出至各用電設(shè)備；在電源參數(shù)采集器內(nèi)，通過工作狀態(tài)檢測(cè)單元非接觸測(cè)量分布式普通電源的輸入輸出電壓和電流，并將數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)；所述單片機(jī)將電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)通過CAN通訊模塊或ZigBee通訊模塊傳遞出去，并接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息，控制本安保護(hù)輸出單元的工作狀態(tài)。
[0014]所述無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)、與單片機(jī)相連的ZigBee通訊模塊、CAN通訊模塊和存儲(chǔ)器組成，所述單片機(jī)通過ZigBee通訊模塊以較小的周期不斷輪詢與無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)相連的各智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)或各電源參數(shù)采集器，獲取各電源的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，融合后的各電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器內(nèi)，并定時(shí)將數(shù)據(jù)通過CAN通訊模塊傳遞到上層系統(tǒng)；同時(shí)，所述無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)通過CAN通訊模塊接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息，再通過ZigBee通訊模塊傳遞給各目標(biāo)電源。[0015]所述CAN管理節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)、與單片機(jī)相連的1#CAN通訊模塊、2#CAN通訊模塊和存儲(chǔ)器組成，所述單片機(jī)內(nèi)部包含至少兩個(gè)獨(dú)立的CAN通訊管理器。所述單片機(jī)通過1#CAN通訊模塊以較小的周期不斷輪詢與CAN管理節(jié)點(diǎn)相連的各智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)或各電源參數(shù)采集器，獲取各電源的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，融合后的各電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器內(nèi)，并定時(shí)將數(shù)據(jù)通過2#CAN通訊模塊傳遞到上層系統(tǒng)；同時(shí)，通過2#CAN通訊模塊接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息，再通過1#CAN通訊模塊傳遞給各目標(biāo)電源。
[0016]所述通訊網(wǎng)關(guān)由單片機(jī)、與單片機(jī)相連的CAN通訊模塊、ZigBee通訊模塊、以太網(wǎng)通訊模塊、與以太網(wǎng)通訊模塊相連的以太網(wǎng)收發(fā)器和光纖收發(fā)器構(gòu)成；所述單片機(jī)通過CAN通訊模塊或ZigBee通訊模塊接收各CAN管理節(jié)點(diǎn)或無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，再通過所述以太網(wǎng)通訊模塊傳遞給所連接的上級(jí)設(shè)備；同時(shí)，通過以太網(wǎng)通訊模塊接收上級(jí)設(shè)備發(fā)來的控制信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后，通過CAN通訊模塊或ZigBee通訊模塊傳遞給下級(jí)接收設(shè)備。所述以太網(wǎng)通訊模塊與上級(jí)設(shè)備相連的物理接口可以為由以太網(wǎng)收發(fā)器構(gòu)成的電接口，也可為由光纖收發(fā)器構(gòu)成的光通訊接□。
[0017]所述地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)為兩臺(tái)互為備份的數(shù)據(jù)服務(wù)器，一臺(tái)做地面監(jiān)控主機(jī)、另一臺(tái)為備份監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
[0018]所述UPS電源為地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)的備用電源。
[0019]一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為三級(jí)分布式結(jié)構(gòu):第一級(jí)是電源節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，由井下智能隔爆電源或分布式普通電源與電源參數(shù)采集器組成，給相關(guān)設(shè)備供電和采集電源工作狀態(tài)信息；第二級(jí)是井下數(shù)據(jù)通訊主傳輸網(wǎng)絡(luò)，由CAN管理節(jié)點(diǎn)、無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)、中繼器、通訊網(wǎng)關(guān)、井下礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)或礦用以太網(wǎng)交換機(jī)組成，作為通訊數(shù)據(jù)流的主干道，將CAN通訊網(wǎng)絡(luò)、ZigBee通訊網(wǎng)絡(luò)和井下以太網(wǎng)連接起來形成一個(gè)較大的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)；第三級(jí)是井上網(wǎng)，由井上以太網(wǎng)交換機(jī)、礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)和地面監(jiān)控相關(guān)設(shè)備組成，通過以太網(wǎng)將電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送至地面監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，由地面監(jiān)控主機(jī)提供數(shù)據(jù)收發(fā)、儲(chǔ)存、分析、發(fā)布等服務(wù)，并提供WEB服務(wù)，將本地監(jiān)控與各遠(yuǎn)程監(jiān)控終端連接起來實(shí)現(xiàn)井下電源實(shí)時(shí)信息的共享。
[0020]一種基于以上所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)井下隔爆電源進(jìn)行監(jiān)控的方法，包括以下步驟:
第I步:系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)各組成設(shè)備進(jìn)行初始化；
第2步:各智能隔爆電源和各電源參數(shù)采集器開始實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各分布式電源工作時(shí)的各種參數(shù)，儲(chǔ)存于各自的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以待上層設(shè)備獲取，并接收上層設(shè)備傳遞來的控制命令；
第3步:各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)向與其相連的各智能隔爆電源或各電源參數(shù)采集器以輪詢的方式發(fā)送數(shù)據(jù)獲取命令，接收返回的應(yīng)答數(shù)據(jù)，并對(duì)各電源的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，存儲(chǔ)于各電源參數(shù)寄存器中，以待其上層設(shè)備獲??；
第4步:地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)以輪詢的方式向各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)獲取命令，各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)收到命令后，將其管理的各電源狀態(tài)數(shù)據(jù)打包后依次(或經(jīng)過CAN中繼器)發(fā)送至其所連通訊網(wǎng)關(guān)，通訊網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，加上IP地址等信息后再發(fā)送給地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)，地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)返回的應(yīng)答數(shù)據(jù)進(jìn)行解包，存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)服務(wù)器中，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷和顯示，繪制數(shù)據(jù)表格、歷史曲線和實(shí)時(shí)狀態(tài)圖等圖表，并根據(jù)電源的狀態(tài)或操作員的要求對(duì)個(gè)電源下發(fā)單個(gè)或批量開啟或關(guān)閉命令；第5步:如地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)出控制命令，則該命令將被各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收，由各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)對(duì)命令內(nèi)的IP地址進(jìn)行解析，以決定是否繼續(xù)下傳至各目標(biāo)智能隔爆電源和電源參數(shù)采集器，各目標(biāo)智能隔爆電源和電源參數(shù)采集器對(duì)命令進(jìn)行解析后，決定是否執(zhí)行相應(yīng)命令操作。
[0021]本發(fā)明的有益效果是提供了一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)及其方法，采用多種網(wǎng)絡(luò)通訊模式，將井下各種分布式電源通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，實(shí)時(shí)獲取電源的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)的處理，判斷電源的健康狀況，及時(shí)處理，可以有效減少因電源斷電、故障等影響給其它用電設(shè)備造成的巨大損失，有效地保障井下設(shè)備的供電安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明井下組網(wǎng)的第3種方式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本發(fā)明智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖5為本發(fā)明電源參數(shù)采集器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖6為本發(fā)明CAN管理節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖7為本發(fā)明無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖8為本發(fā)明通訊網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖9為本發(fā)明通訊網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)軟件工作流程圖；
圖10為本發(fā)明CAN管理節(jié)點(diǎn)軟件工作流程圖；
圖11為本發(fā)明無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)軟件工作流程圖；
圖12為本發(fā)明智能隔爆電源監(jiān)控軟件工作流程圖；
圖13為本發(fā)明電源參數(shù)采集器軟件工作流程圖。
[0023]圖中:100、UPS電源；101、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)；102、監(jiān)視器；103、地面監(jiān)控主機(jī)；104、監(jiān)控備份主機(jī)；105、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端；106、普通以太網(wǎng)交換機(jī)；107、礦用以太網(wǎng)交換機(jī)；108、通訊網(wǎng)關(guān)；109、CAN中繼器；110、CAN管理節(jié)點(diǎn)；111、無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)；112、智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)；113、電源參數(shù)采集器；114、普通電源節(jié)點(diǎn)；115、礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)；201、交/直流變換單元；202、蓄電池充放電單元；203、本安保護(hù)輸出單元；204、301、工作狀態(tài)檢測(cè)單元；205、302、402、502、604、單片機(jī)；206、303、403、503、605、CAN 通訊模塊;207、304、404、504、606、ZigBee通訊模塊；3011、輸入電壓檢測(cè)單元；3012、輸入電流檢測(cè)單元；3013、輸出電壓檢測(cè)單元；3014、輸出電流檢測(cè)單元；401、501、存儲(chǔ)器；601、以太網(wǎng)收發(fā)器；602、光纖收發(fā)器；603、以太網(wǎng)通訊模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了更清楚地表述本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0025]實(shí)施例1: 如圖1所示，一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)101、監(jiān)視器102、地面監(jiān)控主機(jī)103、監(jiān)控備份主機(jī)104、多個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端105、普通以太網(wǎng)交換機(jī)106、礦用以太網(wǎng)交換機(jī)107、多個(gè)通訊網(wǎng)關(guān)108、多個(gè)CAN中繼器109、多個(gè)CAN管理節(jié)點(diǎn)110、多個(gè)無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111、多個(gè)智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)112、多個(gè)分布式普通電源114、多個(gè)電源參數(shù)采集器103和UPS電源100組成；網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)101、監(jiān)視器102、地面監(jiān)控主機(jī)103、監(jiān)控備份主機(jī)104、多個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端105通過以太網(wǎng)與普通以太網(wǎng)交換機(jī)106相連，普通以太網(wǎng)交換機(jī)106通過以太網(wǎng)與礦用以太網(wǎng)交換機(jī)107相連，礦用以太網(wǎng)交換機(jī)107通過以太網(wǎng)與通訊網(wǎng)關(guān)108相連，通訊網(wǎng)關(guān)108通過CAN總線2與CAN中繼器109、CAN管理節(jié)點(diǎn)110和無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111相連，CAN管理節(jié)點(diǎn)110通過CAN總線I與智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)112和電源參數(shù)采集器113相連，無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111通過ZigBee通訊與智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)112和電源參數(shù)采集器113相連，電源參數(shù)采集器113與分布式普通電源節(jié)點(diǎn)114相連。
[0026]所述UPS電源100、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)101、監(jiān)視器102、地面監(jiān)控主機(jī)103、監(jiān)控備份主機(jī)104、多個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端105、普通以太網(wǎng)交換機(jī)106為地面設(shè)備；所述礦用以太網(wǎng)交換機(jī)107、多個(gè)通訊網(wǎng)關(guān)108、多個(gè)CAN中繼器109、多個(gè)CAN管理節(jié)點(diǎn)110、多個(gè)無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111、多個(gè)智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)112、多個(gè)分布式普通電源114、多個(gè)電源參數(shù)采集器103為井下設(shè)備。
[0027]實(shí)施例1所述組網(wǎng)模式中，通訊網(wǎng)關(guān)108可以為I個(gè)或多個(gè)，CAN中繼器可以為I個(gè)、2個(gè)或沒有，CAN管理節(jié)點(diǎn)可以為I個(gè)、多個(gè)或沒有，無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)可以為I個(gè)、多個(gè)或沒有。
[0028]一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為三級(jí)分布式結(jié)構(gòu):第一級(jí)是電源節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，由井下智能隔爆電源112或分布式普通電源114與電源參數(shù)采集器113組成，給相關(guān)設(shè)備供電和采集電源工作狀態(tài)信息；第二級(jí)是井下數(shù)據(jù)通訊主傳輸網(wǎng)絡(luò)，由CAN管理節(jié)點(diǎn)110、無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111、中繼器109、通訊網(wǎng)關(guān)108、井下礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)115或礦用以太網(wǎng)交換機(jī)107組成，作為通訊數(shù)據(jù)流的主干道，將CAN通訊網(wǎng)絡(luò)、ZigBee通訊網(wǎng)絡(luò)和井下以太網(wǎng)連接起來形成一個(gè)較大的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)；第三級(jí)是井上網(wǎng)，由井上以太網(wǎng)交換機(jī)106、礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)115和地面監(jiān)控相關(guān)設(shè)備組成，通過以太網(wǎng)將電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送至地面監(jiān)控主機(jī)103的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，由地面監(jiān)控主機(jī)103提供數(shù)據(jù)收發(fā)、儲(chǔ)存、分析、發(fā)布等服務(wù)，并提供WEB服務(wù)，將本地監(jiān)控與各遠(yuǎn)程監(jiān)控終端105連接起來實(shí)現(xiàn)井下電源實(shí)時(shí)信息的共享。
[0029]所述智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)112的結(jié)構(gòu)組成如圖4所示，包括單片機(jī)205、與單片機(jī)相連的CAN通訊模塊206和ZigBee通訊模塊207、工作狀態(tài)檢測(cè)單元204和本安保護(hù)輸出單元203、與工作狀態(tài)檢測(cè)單元相連的蓄電池充放電單元202和交/直流變換單元201 ;其中，所述蓄電池充放電單元202和交/直流變換單元201又與本安保護(hù)輸出單元203相連。所述工作狀態(tài)檢測(cè)單元204采集的信息包括電源的輸入輸出電壓和電流、蓄電池電壓和電源工作環(huán)境溫度，并將數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)205 ;所述單片機(jī)205將電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)通過CAN通訊模塊206或ZigBee通訊模塊207傳遞出去，并接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息，控制本安保護(hù)輸出單元203的工作狀態(tài)。
[0030]所述電源參數(shù)采集器113的結(jié)構(gòu)組成如圖5所示，包括單片機(jī)302、與單片機(jī)302相連的工作狀態(tài)檢測(cè)單元301、CAN通訊模塊303和ZigBee通訊模塊304組成，所述工作狀態(tài)檢測(cè)單元301又由輸入電壓檢測(cè)單元3011、輸入電流檢測(cè)單元3012、輸出電壓檢測(cè)單元3013和輸出電流檢測(cè)單元3014組成。工作時(shí)，電網(wǎng)交流電源先接入電源參數(shù)采集器113，再由電源參數(shù)采集器113無(wú)變換的輸出至分布式普通電源114，分布式普通電源114輸出的直流電先接入電源參數(shù)采集器113，再由電源參數(shù)采集器113無(wú)變換的輸出至各用電設(shè)備；在電源參數(shù)采集器內(nèi)113，通過工作狀態(tài)檢測(cè)單元301非接觸測(cè)量分布式普通電源114的輸入輸出電壓和電流，并將數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)302 ;所述單片機(jī)302將電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)通過CAN通訊模塊303或ZigBee通訊模塊304傳遞出去，并接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息。
[0031]所述CAN管理節(jié)點(diǎn)110的結(jié)構(gòu)組成如圖6所示，包括單片機(jī)402、與單片機(jī)402相連的1#CAN通訊模塊403、2#CAN通訊模塊404和存儲(chǔ)器401組成，所述單片機(jī)402內(nèi)部包含至少兩個(gè)獨(dú)立的CAN通訊管理器。所述單片機(jī)402通過1#CAN通訊模塊403以較小的周期不斷輪詢與CAN管理節(jié)點(diǎn)110相連的各智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)112或各電源參數(shù)采集器113，獲取各電源的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，融合后的各電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器401內(nèi)，并定時(shí)將數(shù)據(jù)通過2#CAN通訊模塊404傳遞到上層系統(tǒng)；同時(shí)，通過2#CAN通訊模塊404接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息，再通過1#CAN通訊模塊傳遞給各目標(biāo)電源。
[0032]所述無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111的結(jié)構(gòu)組成如圖7所示，由單片機(jī)502、與單片機(jī)502相連的ZigBee通訊模塊503、CAN通訊模塊504和存儲(chǔ)器501組成，所述單片機(jī)502通過ZigBee通訊模塊504以較小的周期不斷輪詢與無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111相連的各智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)112或各電源參數(shù)采集器113，獲取各電源的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，融合后的各電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器501內(nèi)，并定時(shí)將數(shù)據(jù)通過CAN通訊模塊503傳遞到上層系統(tǒng)；同時(shí)，所述無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111通過CAN通訊模塊503接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息，再通過ZigBee通訊模塊504傳遞給各目標(biāo)電源。
[0033]所述通訊網(wǎng)關(guān)108的結(jié)構(gòu)如圖8所示，由單片機(jī)604、與單片機(jī)604相連的CAN通訊模塊605、ZigBee通訊模塊606、以太網(wǎng)通訊模塊603，以太網(wǎng)通訊模塊603相連的以太網(wǎng)收發(fā)器601和光纖收發(fā)器602構(gòu)成；所述單片機(jī)604通過CAN通訊模塊605或ZigBee通訊模塊606接收各CAN管理節(jié)點(diǎn)110或無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111發(fā)送來的電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，再通過所述以太網(wǎng)通訊模塊603傳遞給所連接的上級(jí)設(shè)備；同時(shí)，通過以太網(wǎng)通訊模塊603接收上級(jí)設(shè)備發(fā)來的控制信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后，通過CAN通訊模塊605或ZigBee通訊模塊606傳遞給下級(jí)接收設(shè)備。所述以太網(wǎng)通訊模塊603與上級(jí)設(shè)備相連的物理接口可以為由以太網(wǎng)收發(fā)器601構(gòu)成的電接口，也可為由光纖收發(fā)器602構(gòu)成的光通訊接口。
[0034]實(shí)施例2:
如圖2所示，一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)101、監(jiān)視器102、地面監(jiān)控主機(jī)103、監(jiān)控備份主機(jī)104、多個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端105、多個(gè)礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)115、多個(gè)通訊網(wǎng)關(guān)108、多個(gè)CAN中繼器109、多個(gè)CAN管理節(jié)點(diǎn)110、多個(gè)無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111、多個(gè)智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)112、多個(gè)分布式普通電源114、多個(gè)電源參數(shù)采集器103和UPS電源100組成；網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)101、監(jiān)視器102、地面監(jiān)控主機(jī)103、監(jiān)控備份主機(jī)104、多個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端105通過以太網(wǎng)與井上礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)115相連，井上礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)115通過光纖以太環(huán)網(wǎng)與其他井下礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)相連，井下光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)通過以太網(wǎng)與通訊網(wǎng)關(guān)108相連，通訊網(wǎng)關(guān)108通過CAN總線2與CAN中繼器109、CAN管理節(jié)點(diǎn)Iio和無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111相連，CAN管理節(jié)點(diǎn)110通過CAN總線I與智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)112和電源參數(shù)采集器113相連，無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111通過ZigBee通訊與智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)112和電源參數(shù)采集器113相連，電源參數(shù)采集器113與分布式普通電源節(jié)點(diǎn)114相連。
[0035]所述UPS電源100、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)101、監(jiān)視器102、地面監(jiān)控主機(jī)103、監(jiān)控備份主機(jī)104、多個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端105、井上礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)115為地面設(shè)備；所述井下礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)115、多個(gè)通訊網(wǎng)關(guān)108、多個(gè)CAN中繼器109、多個(gè)CAN管理節(jié)點(diǎn)110、多個(gè)無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111、多個(gè)智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)112、多個(gè)分布式普通電源114、多個(gè)電源參數(shù)采集器103為井下設(shè)備。
[0036]實(shí)施例2所述組網(wǎng)模式中，通訊網(wǎng)關(guān)108可以為I個(gè)或多個(gè)，CAN中繼器可以為I個(gè)、2個(gè)或沒有，CAN管理節(jié)點(diǎn)可以為I個(gè)、多個(gè)或沒有，無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)可以為I個(gè)、多個(gè)或沒有。
[0037]實(shí)施例2所述通訊網(wǎng)關(guān)108、CAN管理節(jié)點(diǎn)110、無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111、智能電源節(jié)點(diǎn)112和參數(shù)采集器113的結(jié)構(gòu)組成與實(shí)施例1所述相同。
[0038]在實(shí)施例1和實(shí)施例2所述組網(wǎng)模式中，其井下設(shè)備的第3種組網(wǎng)方式如圖3所示，所述通訊網(wǎng)關(guān)108與CAN管理節(jié)點(diǎn)的連接方式為CAN總線2，所述通訊網(wǎng)關(guān)108與無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)111的連接方式為基于ZigBee的無(wú)線通訊，圖3中所示礦用交換機(jī)120可以為礦用以太網(wǎng)交換機(jī)或井下光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)。
[0039]一種基于以上所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)井下隔爆電源進(jìn)行監(jiān)控的方法，包括以下步驟:
第I步:系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)各組成設(shè)備進(jìn)行初始化；
第2步:各智能隔爆電源和各電源參數(shù)采集器開始實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各分布式電源工作時(shí)的各種參數(shù)，儲(chǔ)存于各自的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以待上層設(shè)備獲取，并接收上層設(shè)備傳遞來的控制命令；
第3步:各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)向與其相連的各智能隔爆電源或各電源參數(shù)采集器以輪詢的方式發(fā)送數(shù)據(jù)獲取命令，接收返回的應(yīng)答數(shù)據(jù)，并對(duì)各電源的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，存儲(chǔ)于各電源參數(shù)寄存器中，以待其上層設(shè)備獲取；
第4步:地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)以輪詢的方式向各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)獲取命令，各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)收到命令后，將其管理的各電源狀態(tài)數(shù)據(jù)打包后依次(或經(jīng)過CAN中繼器)發(fā)送至其所連通訊網(wǎng)關(guān)，通訊網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，加上IP地址等信息后再發(fā)送給地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)，地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)返回的應(yīng)答數(shù)據(jù)進(jìn)行解包，存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)服務(wù)器中，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷和顯示，繪制數(shù)據(jù)表格、歷史曲線和實(shí)時(shí)狀態(tài)圖等圖表，并根據(jù)電源的狀態(tài)或操作員的要求對(duì)個(gè)電源下發(fā)單個(gè)或批量開啟或關(guān)閉命令；第5步:如地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)出控制命令，則該命令將被各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收，由各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)對(duì)命令內(nèi)的IP地址進(jìn)行解析，以決定是否繼續(xù)下傳至各目標(biāo)智能隔爆電源和電源參數(shù)采集器，各目標(biāo)智能隔爆電源和電源參數(shù)采集器對(duì)命令進(jìn)行解析后，決定是否執(zhí)行相應(yīng)命令操作。
[0040]為實(shí)現(xiàn)以上監(jiān)控方法，本發(fā)明的軟件系統(tǒng)主要包括地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)軟件、通訊網(wǎng)關(guān)軟件、CAN管理節(jié)點(diǎn)軟件、無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)軟件、電源參數(shù)采集器軟件和智能隔爆電源監(jiān)控軟件。
[0041]所述地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)軟件主要完成對(duì)井下各電源工作狀態(tài)的監(jiān)控管理、工作狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)、電源狀態(tài)信息的智能分析和判斷、地面WEB監(jiān)控服務(wù)、系統(tǒng)通訊管理等工作。工作時(shí)，地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)軟件通過以太網(wǎng)向井下各CAN管理節(jié)點(diǎn)和無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)發(fā)起通信，并以輪詢的方式向各管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令，接收各管理節(jié)點(diǎn)返回的應(yīng)答信息，通過對(duì)電源工作狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)分析和智能判斷，獲得對(duì)各電源的控制信息，并向各管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送電源開啟和關(guān)閉的命令。
[0042]所述通訊網(wǎng)關(guān)軟件主要完成以太網(wǎng)與CAN和ZigBee通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換，采用“數(shù)據(jù)透?jìng)鳌狈绞?，工作流程如圖9所示。
[0043]所述CAN管理節(jié)點(diǎn)軟件和無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)軟件主要完成對(duì)智能隔爆電源或分布式電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的收集、融合處理、儲(chǔ)存、發(fā)送工作，并實(shí)時(shí)接收和發(fā)送地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)各電源的控制命令，工作流程如圖10、11所示。
[0044]所述智能隔爆電源監(jiān)控軟件和電源參數(shù)采集器軟件主要完成對(duì)電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、通過CAN通訊或ZigBee通訊將數(shù)據(jù)傳輸給上級(jí)設(shè)備或接收上級(jí)設(shè)備的控制命令，并根據(jù)控制命令內(nèi)容進(jìn)行電源的相應(yīng)控制操作，工作流程如圖12、13所示。
[0045]本發(fā)明的有益效果是提供了一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)及其方法，采用多種網(wǎng)絡(luò)通訊模式，將井下各種分布式電源通過網(wǎng)絡(luò)連接起來，實(shí)時(shí)獲取電源的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對(duì)數(shù)據(jù)的處理，判斷電源的健康狀況，及時(shí)處理，可以有效減少因電源斷電、故障等影響給其它用電設(shè)備造成的巨大損失，更好地保障井下設(shè)備的供電安全。
[0046]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不局限于上述實(shí)施方式，只要在本發(fā)明的構(gòu)思之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)，包括多個(gè)智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)、多個(gè)分布式普通電源、多個(gè)電源參數(shù)采集器、多個(gè)帶中繼功能的管理節(jié)點(diǎn)、多個(gè)無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)、多個(gè)CAN管理節(jié)點(diǎn)、多個(gè)通訊網(wǎng)關(guān)、多個(gè)礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)、礦用以太網(wǎng)交換機(jī)、地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)、UPS電源，每個(gè)智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)與CAN管理節(jié)點(diǎn)或無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)相連，每個(gè)分布式普通電源通過電源參數(shù)采集器與CAN管理節(jié)點(diǎn)或無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)相連，每個(gè)CAN管理節(jié)點(diǎn)或無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)與通訊網(wǎng)關(guān)相連，每個(gè)通訊網(wǎng)關(guān)與礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)或礦用以太網(wǎng)交換機(jī)相連，礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)或礦用以太網(wǎng)交換機(jī)與地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，所述智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)與CAN管理節(jié)點(diǎn)連接的方式是CAN總線，所述智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)與無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)連接的方式是基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線通訊，所述電源參數(shù)采集器與CAN管理節(jié)點(diǎn)連接的方式是CAN總線，所述電源參數(shù)采集器與無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)連接的方式是基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線通訊，所述CAN管理節(jié)點(diǎn)與通訊網(wǎng)關(guān)的連接方式為CAN總線，所述無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)與通訊網(wǎng)關(guān)的連接方式為CAN總線或基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，所述智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)、與單片機(jī)相連的CAN通訊模塊和ZigBee通訊模塊、工作狀態(tài)檢測(cè)單元和本安保護(hù)輸出單元構(gòu)成、與工作狀態(tài)檢測(cè)單元相連的蓄電池充放電單元和交/直流變換單元；其中，所述蓄電池充放電單元和交/直流變換單元又與本安保護(hù)輸出單元相連；所述工作狀態(tài)檢測(cè)單元采集的信息包括輸入輸出電壓和電流、蓄電池電壓和電源工作環(huán)境溫度，并將數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)；所述單片機(jī)將電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)通過CAN通訊模塊或ZigBee通訊模塊傳遞出去，并接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，所述電源參數(shù)采集器由單片機(jī)、與單片機(jī)相連的工作狀態(tài)檢測(cè)單元、CAN通訊模塊和ZigBee通訊模塊組成；工作時(shí)，電網(wǎng)交流電源先接入電源參數(shù)采集器，再由電源參數(shù)采集器無(wú)變換的輸出至分布式普通電源，分布式普通電源輸出的直流電先接入電源參數(shù)采集器，再由電源參數(shù)采集器無(wú)變換的輸出至各用電設(shè)備；在電源參數(shù)采集器內(nèi)，通過工作狀態(tài)檢測(cè)單元非接觸測(cè)量分布式普通電源的輸入輸出電壓和電流，并將數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)；所述單片機(jī)將電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)通過CAN通訊模塊或ZigBee通訊模塊傳遞出去，并接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息，控制本安保護(hù)輸出單元的工作狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，所述無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)、與單片機(jī)相連的ZigBee通訊模塊、CAN通訊模塊和存儲(chǔ)器組成，所述單片機(jī)通過ZigBee通訊模塊以較小的周期不斷輪詢與無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)相連的各智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)或各電源參數(shù)采集器，獲取各電源的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，融合后的各電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器內(nèi)，并定時(shí)將數(shù)據(jù)通過CAN通訊模塊傳遞到上層系統(tǒng)；同時(shí)，所述無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)通過CAN通訊模塊接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息，再通過ZigBee通訊模塊傳遞給各目標(biāo)電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，所述CAN管理節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)、與單片機(jī)相連的1#CAN通訊模塊、2#CAN通訊模塊和存儲(chǔ)器組成，所述單片機(jī)內(nèi)部包含至少兩個(gè)獨(dú)立的CAN通訊管理器；所述單片機(jī)通過1#CAN通訊模塊以較小的周期不斷輪詢與CAN管理節(jié)點(diǎn)相連的各智能隔爆電源節(jié)點(diǎn)或各電源參數(shù)采集器，獲取各電源的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，融合后的各電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器內(nèi)，并定時(shí)將數(shù)據(jù)通過2#CAN通訊模塊傳遞到上層系統(tǒng)；同時(shí)，通過2#CAN通訊模塊接收上層系統(tǒng)傳遞來的控制信息，再通過1#CAN通訊模塊傳遞給各目標(biāo)電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，所述通訊網(wǎng)關(guān)由單片機(jī)、與單片機(jī)相連的CAN通訊模塊、ZigBee通訊模塊、以太網(wǎng)通訊模塊、與以太網(wǎng)通訊模塊相連的以太網(wǎng)收發(fā)器和光纖收發(fā)器構(gòu)成；所述單片機(jī)通過CAN通訊模塊或ZigBee通訊模塊接收各CAN管理節(jié)點(diǎn)或無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，再通過所述以太網(wǎng)通訊模塊傳遞給所連接的上級(jí)設(shè)備；同時(shí)，通過以太網(wǎng)通訊模塊接收上級(jí)設(shè)備發(fā)來的控制信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后，通過CAN通訊模塊或ZigBee通訊模塊傳遞給下級(jí)接收設(shè)備；所述以太網(wǎng)通訊模塊與上級(jí)設(shè)備相連的物理接口可以為由以太網(wǎng)收發(fā)器構(gòu)成的電接口，也可為由光纖收發(fā)器構(gòu)成的光通訊接口。
8.一種基于網(wǎng)絡(luò)的井下隔爆電源監(jiān)控系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為三級(jí)分布式結(jié)構(gòu):第一級(jí)是電源節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，由井下智能隔爆電源或分布式普通電源與電源參數(shù)采集器組成，給相關(guān)設(shè)備供電和采集電源工作狀態(tài)信息；第二級(jí)是井下數(shù)據(jù)通訊主傳輸網(wǎng)絡(luò)，由CAN管理節(jié)點(diǎn)、無(wú)線管理節(jié)點(diǎn) 、中繼器、通訊網(wǎng)關(guān)、井下礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)或礦用以太網(wǎng)交換機(jī)組成，作為通訊數(shù)據(jù)流的主干道，將CAN通訊網(wǎng)絡(luò)、ZigBee通訊網(wǎng)絡(luò)和井下以太網(wǎng)連接起來形成一個(gè)較大的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)；第三級(jí)是井上網(wǎng)，由井上以太網(wǎng)交換機(jī)、礦用光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)和地面監(jiān)控相關(guān)設(shè)備組成，通過以太網(wǎng)將電源工作狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送至地面監(jiān)控主機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，由地面監(jiān)控主機(jī)提供數(shù)據(jù)收發(fā)、儲(chǔ)存、分析、發(fā)布等服務(wù)，并提供WEB服務(wù)，將本地監(jiān)控與各遠(yuǎn)程監(jiān)控終端連接起來實(shí)現(xiàn)井下電源實(shí)時(shí)信息的共享。
9.一種基于權(quán)利要求8所述網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，對(duì)井下隔爆電源進(jìn)行監(jiān)控的方法，包括以下步驟: 第I步:系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)各組成設(shè)備進(jìn)行初始化； 第2步:各智能隔爆電源和各電源參數(shù)采集器開始實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各分布式電源工作時(shí)的各種參數(shù)，儲(chǔ)存于各自的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以待上層設(shè)備獲取，并接收上層設(shè)備傳遞來的控制命令； 第3步:各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)向與其相連的各智能隔爆電源或各電源參數(shù)采集器以輪詢的方式發(fā)送數(shù)據(jù)獲取命令，接收返回的應(yīng)答數(shù)據(jù)，并對(duì)各電源的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，存儲(chǔ)于各電源參數(shù)寄存器中，以待其上層設(shè)備獲?。? 第4步:地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)以輪詢的方式向各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)獲取命令，各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)收到命令后，將其管理的各電源狀態(tài)數(shù)據(jù)打包后依次(或經(jīng)過CAN中繼器)發(fā)送至其所連通訊網(wǎng)關(guān)，通訊網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，加上IP地址等信息后再發(fā)送給地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)，地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)對(duì)返回的應(yīng)答數(shù)據(jù)進(jìn)行解包，存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)服務(wù)器中，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷和顯示，繪制數(shù)據(jù)表格、歷史曲線和實(shí)時(shí)狀態(tài)圖等圖表，并根據(jù)電源的狀態(tài)或操作員的要求對(duì)個(gè)電源下發(fā)單個(gè)或批量開啟或關(guān)閉命令； 第5步:如地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)出控制命令，則該命令將被各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)同時(shí)接收，由各CAN管理節(jié)點(diǎn)和各無(wú)線管理節(jié)點(diǎn)對(duì)命令內(nèi)的IP地址進(jìn)行解析，以決定是否繼續(xù)下傳至各目標(biāo)智能隔爆電源和電源參數(shù)采集器，各目標(biāo)智能隔爆電源和電源參數(shù)采集器對(duì)命令進(jìn)行解析后，決定是否執(zhí)行相應(yīng)命令操作。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103926896SQ201410157859
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】藺超文, 汪菊, 侯立兵, 唐翔, 高明俠, 宓國(guó)棟 申請(qǐng)人:徐州工程學(xué)院