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)控煤礦瓦斯狀態(tài)是解決煤礦瓦斯隱患、實現(xiàn)煤礦安全生產的關鍵環(huán)節(jié)。煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是提升煤礦安全等級，實現(xiàn)煤炭行業(yè)管理部門和煤礦安全生產門對煤礦安全生產狀況的實時監(jiān)測和監(jiān)控的重要技術手段。
煤礦地理位置偏僻，地形復雜，采用有線網(wǎng)絡通訊網(wǎng)絡建設投資大，網(wǎng)絡布線困難，維護成本高。而采用微波，數(shù)傳電臺等方式，網(wǎng)絡覆蓋差，距離短，用戶投入大，維護困難。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，用戶終端（瓦斯傳感器）在環(huán)境參數(shù)超過閾值報警時，能夠將報警信息通過SMS的方式通知相關管理人員，以便及時采取措施，排除隱患。
- KB3030-N GPRS DTU特點
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)絡的數(shù)據(jù)傳輸具有通信范圍廣、傳輸穩(wěn)定、可靠等特點，KB3030-N GPRS DTU 專為工業(yè)集成設計，在使用的溫度范圍、震動、電磁兼容性和接口多樣性等方面均采用特殊設計，保證了惡劣環(huán)境下的工作穩(wěn)定性，在無人值守、遠程設備監(jiān)控、遠程數(shù)據(jù)采集、遠程抄表以及遠程調度等領域得到了廣泛的應用。考慮到用戶組網(wǎng)方面的需要，支持虛擬數(shù)據(jù)專用網(wǎng)。適合中心對多點、點多分散的中小數(shù)據(jù)量的傳輸。
- 標準工業(yè)級產品，EMC抗干擾設計，適應環(huán)境能力強；
- 自主研發(fā)，帶有實時操作系統(tǒng)的嵌入式32位ARM7- CPU；
- 內嵌Watchdog芯片，提供多種復位機制，可軟件控制，實現(xiàn)工業(yè)保障機制；
- 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）；
- *而嚴格的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，自帶糾錯與加密，數(shù)據(jù)傳輸從不丟包；
- 支持多種方式自動組網(wǎng)：可與串口-網(wǎng)絡轉換產品KB2000組網(wǎng)，KB3030-N也可與KB3030-N同類型產品組網(wǎng)（方便無互聯(lián)網(wǎng)條件下使用GPRS），可實現(xiàn)一對一，一對多組網(wǎng)；
- 即插即用功能：當與本公司KB2000或KB3030-N自身組網(wǎng)時，此時無需任何軟件硬件開發(fā)，即可構建大型SCADA系統(tǒng)；
- IP自動注冊機制，可實現(xiàn)多種服務模式，構建完整的超大規(guī)模無線應用系統(tǒng)；
- 遠程休眠與喚醒： 可使用號碼的手機拔打DTU號碼對DTU 進行休眠與喚醒，方便用戶在不使用DTU時使其休眠大大節(jié)省流量費；
- 遠程修改DTU參數(shù)：支持短信修改DTU參數(shù)，以及網(wǎng)絡修改DTU參數(shù)；
- IO開關量功能：具有兩路開關量輸入，兩路開關量輸出。可以通過gprs網(wǎng)絡或短信的方式來控制開關量輸入或查詢開關量輸入的狀態(tài)。可以遠程開啟報警和設 置輸入報警方式：GPRS報警和SMS報警，且可設置報警狀態(tài)閥值（為低電平報警或高電平報警），此外用戶還可以自定義報警信息內容；
- 強大的通訊備用功能：若開啟了備用服務功能，主服務器與備用服務器的連接可以自動切換，一旦主服務器出現(xiàn)問題，自動連接到備用服務器；
- 功能強大的服務器軟件支持，服務器軟件應用多年，功能強大，成熟完善；
- 支持固定IP與動態(tài)域名解析、支持專用APN；
- 支持最多4個服務器同步的功能，若開啟GPRS服務器同步功能，KB3030-N可同時注冊4個服務器，并與之通信；
- 支持多達20個短信控制號碼；
- 工業(yè)級溫度范圍：工作溫度：-40℃-80℃，在-40℃時通訊不受影響。
三、系統(tǒng)構成
（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、及時有效的傳輸匯總到地面監(jiān)控中心，通過GPRS無線網(wǎng)絡傳輸至網(wǎng)絡中心，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)絡平臺，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)絡平臺：GSM網(wǎng)絡，互聯(lián)網(wǎng)（VPN），服務器。
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。
