1 系統(tǒng)組成

無線電收發(fā)模塊組成的礦工定位與報警系統(tǒng)的總體方案如圖1所示。每個礦工隨身攜帶一個無線電發(fā)送模塊，適時檢測工作地點(diǎn)的瓦斯和粉塵濃度，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送到無線電接收模塊。在礦井下按一定的方位設(shè)置無線電接收模塊，這些模塊通過有線傳輸?shù)姆绞綄⒌V工檢測到的信息適時傳送到礦山指揮中心，礦山指揮中心可以在計(jì)算機(jī)屏幕上及時了解井下的工作狀態(tài)。遇到突發(fā)事故時，根據(jù)無線電發(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，礦工也可通過無線電發(fā)送模塊向礦山指揮中心發(fā)送報警信號。

2 無線電發(fā)送模塊

每個礦工攜帶的由單片機(jī)控制的無線電發(fā)射模塊如圖2所示。各種傳感器的輸出信號經(jīng)AD8051型運(yùn)算放大器放大后，送到內(nèi)含數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的MC68HC908LJ12型單片機(jī)。在單片機(jī)中，輸入信號與基準(zhǔn)比較，如果輸入信號低于基準(zhǔn)值，單片機(jī)輸出信號驅(qū)動綠色發(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(zhǔn)值附近，單片機(jī)輸出信號驅(qū)動黃色發(fā)光二極管，指示瓦斯?jié)舛忍幱谂R界狀態(tài)；如果輸入信號高于基準(zhǔn)值，單片機(jī)輸出信號驅(qū)動紅色發(fā)光二極管，指示瓦斯?jié)舛忍幱谂R界狀態(tài)；如果輸入信號高于基準(zhǔn)值，單片機(jī)輸出信號驅(qū)動紅色發(fā)光二極管，指示瓦斯?jié)舛忍幱谖ｋU狀態(tài)。此時，紅色發(fā)光管不停閃爍。同時該模塊不停振動，便于礦工及時發(fā)覺。

    所有檢測數(shù)據(jù)還可由單片機(jī)的I/O口輸出到MC13192型無線電發(fā)送模塊，該模塊又將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送到礦井內(nèi)的無線電接收模塊。各個接收模塊又通過總線將檢測數(shù)據(jù)送到井上的礦山監(jiān)控指揮中心。

所有檢測數(shù)據(jù)都以數(shù)字值存儲在單片機(jī)內(nèi)的EEPROM中，萬一發(fā)生事故，這些數(shù)據(jù)可作為判斷事故原因的參考。

礦山監(jiān)控指揮中心通過井字格布置的無線電發(fā)送模塊選擇監(jiān)測點(diǎn)（礦工）的位置，用圖表顯示所有監(jiān)測點(diǎn)（礦工）的檢測參數(shù)及每個礦工的位置，發(fā)生突發(fā)事故時，以圖形和聲音報警。

3 主要優(yōu)點(diǎn)

（1）礦井下采用無線和有線2種傳輸方式，監(jiān)控指揮中心可實(shí)現(xiàn)了解井下各種動態(tài)參數(shù)和每個礦工的位置。

（2）單片機(jī)控制的無線電發(fā)送模塊具有振動和發(fā)光等告警顯示，礦工容易及時發(fā)現(xiàn)告警信號。

（3）發(fā)生突發(fā)事故時，所有檢測數(shù)據(jù)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(jī)處理，可以監(jiān)控多種參數(shù)且功耗很低。