CN112096352B - 一种煤矿瓦斯抽采智能管网压力调控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种煤矿瓦斯抽采智能管网压力调控系统，包括安设在管网上的M个压力调节阀，分别为第1压力调节阀、第2压力调节阀、第3压力调节阀、……、第M压力调节阀，所述M为大于或者等于1的正整数，第m压力调节阀包括压力传感器、压力阀、控制器和无线收发模块，所述m为小于或者等于M的正整数，压力传感器的压力信号输出端与控制器的压力信号输入端相连，控制器的流量调节端与压力阀的调节输入端相连，无线收发模块的数据收发端与控制器的数据收发端相连。本发明能够在抽采管网负压压力异常时，能够自动确定抽采管网压力异常的管段，并执行相应的操作自动调节管网压力，防止运行效率降低和安全事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿技术领域，特别是涉及一种煤矿瓦斯抽采智能管网压力调控系统。
背景技术
瓦斯是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源。瓦斯是煤炭开采过程的最主要安全隐患之一，煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸等瓦斯事故死亡人数长期占煤矿事故总死亡人数的一半以上。同时瓦斯的热值与天然气相当，是通用煤的2～5倍，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。瓦斯直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。因此，对煤层赋存的瓦斯进行开发和利用，具有保障生产安全、能源供给和环保的多重意义。
瓦斯抽采是防治瓦斯事故、开发瓦斯资源的最主要手段。煤矿瓦斯抽采利用抽采泵产生负压，由瓦斯抽采管网将负压传递至钻孔，并将钻孔抽采的瓦斯输送至地面。调节瓦斯抽采管网的负压在合理的区间内，对于提高整个瓦斯抽采系统运行效率、经济性和安全性具有重要意义。但是当前煤矿瓦斯抽采管网的负压调节依赖人工调节，亟需一种智能管网压力调控系统，可以通过对管网运行参数的自动监测与判断，对判断为压力异常的管路实施自动调节压力。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种煤矿瓦斯抽采智能管网压力调控系统。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种煤矿瓦斯抽采智能管网压力调控系统，包括安设在管网上的M个压力调节阀，分别为第1压力调节阀、第2压力调节阀、第3压力调节阀阀、……、第M压力调节阀，所述M为大于或者等于1的正整数，第m压力调节阀包括压力传感器、压力阀、控制器和无线收发模块，所述m为小于或者等于M的正整数，压力传感器的压力信号输出端与控制器的压力信号输入端相连，控制器的流量调节端与压力阀的调节输入端相连，无线收发模块的数据收发端与控制器的数据收发端相连；
还包括云端服务器，云端服务器向每个压力调节阀发送压力监测值，该压力监测值包括压力第一监测值和压力第二监测值，所述压力第二监测值大于压力第一监测值，控制器通过无线收发模块接收云端服务器发送的压力监测值作为压力预设阈值；该压力预设阈值包括压力预设第一阈值和压力预设第二阈值，所述压力预设第二阈值大于压力预设第一阈值；
当其压力传感器监测的压力值小于或者等于压力预设第一阈值，或者压力传感器监测的压力值大于或者等于压力预设第二阈值，则控制器通过无线收发模块向云端服务器发送压力传感器监测的压力值，云端服务器接收到该压力值后，云端服务器判断接收到的压力值与向压力调节阀发送的压力监测值间的关系：
若云端服务器接收到的压力值小于或者等于向压力调节阀发送的压力第一监测值，则云端服务器向管网总控阀发送调节信号，使其管网压力值增大；
若云端服务器接收到的压力值大于或者等于向压力调节阀发送的压力第二监测值，则云端服务器向管网总控阀发送调节信号，使其管网压力值减小。
当其压力传感器监测的压力值大于压力预设第一阈值且小于压力预设第二阈值，则控制器向压力阀发送开度调节命令。
在本发明的一种优选实施方式中，第m压力调节阀还包括温度传感器，温度传感器的温度信号输出端与控制器的温度信号输入端相连。
在本发明的一种优选实施方式中，压力传感器包括：电阻R15的第一端与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极与电源地相连，三极管Q3的集电极分别与电阻R13的第一端和电阻R14的第一端相连，电阻R14的第二端分别与+12V电源电压和场效应管Q1的漏极相连，电阻R13的第二端与场效应管Q1的栅极相连，场效应管Q1的源极分别与电阻R6的第一端和二极管D1的负极相连，电阻R6的第二端分别与三极管Q2的发射极和放大器U1A的反相输入端相连，三极管Q2的集电极与压力探测元件U2的电源输入端，三极管Q2的基极与电阻R5的第一端相连，电阻R6的第二端与放大器U1A的输出端相连，放大器U1A的正相输入端分别与二极管D1的正极和电阻R16的第一端相连，电阻R16的第二端分别与二极管D2的负极和二极管D3的正极相连，二极管D2的正极与电源地相连，二极管D3的负极分别与电阻R1的第一端和电阻R2的第一端相连，电阻R1的第二端与电源地相连，电阻R2的第二端分别与可调电阻R4的第一端和放大器U1B的反相输入端相连，可调电阻R4的第二端分别与放大器U1B的输出端和放大器U1D的正相输入端相连，放大器U1B的正相输入端与电阻R3的第一端相连，电阻R3的第二端与电源地相连；压力探测元件U2的电源地端与电源地相连，压力探测元件U2的第一信号输出端与电阻R7的第一端相连，压力探测元件U2的第二信号输出端与电阻R8的第一端相连，电阻R7的第二端分别与放大器U1C的反相输入端和电阻R10的第一端相连，电阻R8的第二端分别与放大器U1C的同相输入端和电阻R9的第一端相连，电阻R9的第二端与电源地相连，电阻R10的第二端分别与放大器U1C的输出端和电阻R11的第一端相连，电阻R11的第二端分别与可调电阻R12的第一端和放大器U1D的反相输入端相连，可调电阻R12的第二端和放大器U1D的输出端分别与控制器的压力信号输入端相连，电阻R15的第二端与控制器的压力工作输出端相连。利用稳压管D1、放大器U1A、电阻R5、电阻R6和三极管Q2构成电流源，向压力探测元件U2提供稳定的电流输入；其放大器U1C、电阻R7～电阻R10构成的一级放大电路对压力探测元件U2输出的压力信号进行初步放大；放大器U1B、二极管D3、电阻R1～电阻R3和可调电阻R4构成的温度补偿电路对放大器进行零位温度补偿，降低放大器的误差，放大器U1D、电阻R11和电阻R12构成二级放大电路对压力信号的放大和调整，便于控制器接收。
在本发明的一种优选实施方式中，无线收发模块包括：无线收发芯片U9的电源端VBAT1分别与电容C45的第一端、电阻R144的第一端、电容C65的第一端、电容C66的第一端和电压转换芯片U11的电压输出端OUTPUT相连，电容C45的第二端、电容C65的第二端和电容C66的第二端分别与电源地相连，电阻R144的第二端与电源指示灯LED3的正极相连，电源指示灯LED3的负极与电源地相连；电压转换芯片U11的电源电压输入端INPUT分别与电容C64的第一端、电容C65的第一端和电压端VDD相连，电容C64的第二端、电容C65的第二端和电压转换芯片U11的接地端分别与电源地相连；无线收发芯片U9的收发信号端RFI_LF分别与电感L10的第一端和电感L11的第一端相连，电感L11的第二端与电源地相连，电感L10的第二端分别与电容C40的第一端和电容C42的第一端相连，电容C42的第二端与电源地相连，电容C40的第二端与电容C41的第一端相连，电容C41的第二端与收发切换器U7的信号端RF1相连；无线收发芯片U9的收发信号端RFO_LF与电感L13的第一端相连，电感L13的第二端分别与电感L17的第一端、电感L18的第一端、电容C51的第一端和电容C55的第一端相连，电容C55的第二端与电源地相连，电容C51的第二端与电感L14的第一端相连，电感L14的第二端分别与电容C50的第一端、电容C52的第一端和电感L15的第一端相连，电容C52的第二端与电源地相连，电容C50的第二端和电感L15的第二端分别与电容C49的第一端、电容C53的第一端和电感L16的第一端相连，电容C53的第二端与电源地相连，电容C49的第二端和电感L16的第二端分别与电容C54的第一端和收发切换器U7的信号端RF2相连，电容C54的第二端与电源地相连；电感L18的第二端分别与电容C57的第一端、电容C58的第一端、电容C59的第一端和无线收发芯片U9的稳压电源端VR_PA，电容C57的第二端、电容C58的第二端和电容C59的第二端分别与电源地相连；收发切换器U7的电源电压端VDD分别与电容C39的第一端和电压端VDD相连，电容C39的第二端与电源地相连，收发切换器U7的信号收发端RFC与电容C46的第一端相连，电容C46的第二端分别与电容C47的第一端和电感L12的第一端相连，电容C47的第二端与电源地相连，电感L12的第二端分别与电容C48的第一端和天线焊盘SMA相连，电容C48的第二端与电源地相连，收发切换器U7的控制端CTRL分别与电阻R9的第一端和电容C56的第一端相连，电容C56的第二端与电源地相连，电阻R9的第二端与控制器的收发控制端PB5相连；无线收发芯片U9的电源电压端VBAT2分别与电容C60的第一端、电容C61的第一端和电压端VDD_RFS相连，无线收发芯片U9的接地端端GND分别与电容C60的第二端和电容C61的第二端和电源地相连；无线收发芯片U9的收发信号端RFO_HF和无线收发芯片U9的收发信号端RFI_LF分别与电源地相连；无线收发芯片U9的电源电压端VBAT3分别与电容C62的第一端和电压端VDD_RFS相连，电容C62的第二端与电源地相连；无线收发芯片U9的数字电源电压端VR_DIG与电容C44的第一端相连，电容C44的第二端与电源地相连；无线收发芯片U9的模拟电源电压端VR_ANA与电容C43的第一端相连，电容C43的第二端与电源地相连；无线收发芯片U9的时钟端SCK与控制器的时钟端PB13相连，无线收发芯片U9的串行数据输出端MISO与控制器的串行数据输入端PB14相连，无线收发芯片U9的串行数据输入端MOSI与控制器的串行数据输出端PB15相连，无线收发芯片U9的模式选择输入端NSS与控制器的模式选择输出端PB12相连，无线收发芯片U9的收发控制输入端RXTX/RFMOD与控制器的收发控制输出端PA7相连，无线收发芯片U9的复位触发输入端NRESET与控制器的复位触发输出端PA6相连。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明能够在抽采管网负压压力异常时，能够自动确定抽采管路压力发生异常的管段，并执行相应的操作实施抽采管网压力自动调节，防止运行效率降低和发生安全事故。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明连接示意框图。
图2是本发明压力传感器电路连接示意图。
图3是本发明无线收发模块电路连接示意图。
图4是本发明控制器连接示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供了一种煤矿瓦斯抽采智能管网压力调控系统，如图1所示，包括安设在管网上的M个压力调节阀，分别为第1压力调节阀、第2压力调节阀、第3压力调节阀、……、第M压力调节阀，所述M为大于或者等于1的正整数，第m压力调节阀包括压力传感器、压力阀、控制器和无线收发模块，所述m为小于或者等于M的正整数，压力传感器的压力信号输出端与控制器的压力信号输入端相连，控制器的流量调节端与压力阀的调节输入端相连，无线收发模块的数据收发端与控制器的数据收发端相连；
还包括云端服务器，云端服务器向每个压力调节阀发送压力监测值，该压力监测值包括压力第一监测值和压力第二监测值，所述压力第二监测值大于压力第一监测值，控制器通过无线收发模块接收云端服务器发送的压力监测值作为压力预设阈值；该压力预设阈值包括压力预设第一阈值和压力预设第二阈值，所述压力预设第二阈值大于压力预设第一阈值；
当其压力传感器监测的压力值小于或者等于压力预设第一阈值，或者压力传感器监测的压力值大于或者等于压力预设第二阈值，则控制器通过无线收发模块向云端服务器发送压力传感器监测的压力值，云端服务器接收到该压力值后，云端服务器判断接收到的压力值与向压力调节阀发送的压力监测值间的关系：
若云端服务器接收到的压力值小于或者等于向压力调节阀发送的压力第一监测值，则云端服务器向管网总控阀发送调节信号，使其管网压力值增大；
若云端服务器接收到的压力值大于或者等于向压力调节阀发送的压力第二监测值，则云端服务器向管网总控阀发送调节信号，使其管网压力值减小。
当其压力传感器监测的压力值大于压力预设第一阈值且小于压力预设第二阈值，则控制器向压力阀发送开度调节命令。
在本发明的一种优选实施方式中，第m压力调节阀还包括温度传感器，温度传感器的温度信号输出端与控制器的温度信号输入端相连。
在本发明的一种优选实施方式中，如图2所示，压力传感器包括：电阻R15的第一端与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极与电源地相连，三极管Q3的集电极分别与电阻R13的第一端和电阻R14的第一端相连，电阻R14的第二端分别与+12V电源电压和场效应管Q1的漏极相连，电阻R13的第二端与场效应管Q1的栅极相连，场效应管Q1的源极分别与电阻R6的第一端和二极管D1的负极相连，电阻R6的第二端分别与三极管Q2的发射极和放大器U1A的反相输入端相连，三极管Q2的集电极与压力探测元件U2的电源输入端，三极管Q2的基极与电阻R5的第一端相连，电阻R6的第二端与放大器U1A的输出端相连，放大器U1A的正相输入端分别与二极管D1的正极和电阻R16的第一端相连，电阻R16的第二端分别与二极管D2的负极和二极管D3的正极相连，二极管D2的正极与电源地相连，二极管D3的负极分别与电阻R1的第一端和电阻R2的第一端相连，电阻R1的第二端与电源地相连，电阻R2的第二端分别与可调电阻R4的第一端和放大器U1B的反相输入端相连，可调电阻R4的第二端分别与放大器U1B的输出端和放大器U1D的正相输入端相连，放大器U1B的正相输入端与电阻R3的第一端相连，电阻R3的第二端与电源地相连；压力探测元件U2的电源地端与电源地相连，压力探测元件U2的第一信号输出端与电阻R7的第一端相连，压力探测元件U2的第二信号输出端与电阻R8的第一端相连，电阻R7的第二端分别与放大器U1C的反相输入端和电阻R10的第一端相连，电阻R8的第二端分别与放大器U1C的同相输入端和电阻R9的第一端相连，电阻R9的第二端与电源地相连，电阻R10的第二端分别与放大器U1C的输出端和电阻R11的第一端相连，电阻R11的第二端分别与可调电阻R12的第一端和放大器U1D的反相输入端相连，可调电阻R12的第二端和放大器U1D的输出端分别与控制器的压力信号输入端相连，电阻R15的第二端与控制器的压力工作输出端相连。在本实施方式中，电阻R1的阻值为20K，电阻R2的阻值为25K，电阻R3的阻值为1.8K，可调电阻R4的阻值为5K，电阻R5的阻值为1K，电阻R6的阻值为810Ω，电阻R7、电阻R8的阻值为3K，电阻R9、电阻R10的阻值为30K，电阻R11的阻值为2K，可调电阻R12的阻值为20K，电阻R13的阻值为1K，电阻R14的阻值为5K，电阻R15的阻值为1.5K，电阻R8的阻值为10K，二极管D1和二极管D2为稳压二极管，其二极管D1型号为1N4106，其二极管D2型号为1N4625，二极管D3为开关二极管，其型号为l1ss355，三极管Q2为PNP三极管，三极管Q3为NPN三极管，场效应管Q1为N沟道增强型场效应管，放大器U1A、放大器U1B、放大器U1C和放大器U1D采用四运放大器，其型号可以采用LM324。
在本发明的一种优选实施方式中，如图3和4所示，无线收发模块包括：无线收发芯片U9的电源端VBAT1分别与电容C45的第一端、电阻R144的第一端、电容C65的第一端、电容C66的第一端和电压转换芯片U11的电压输出端OUTPUT相连，电容C45的第二端、电容C65的第二端和电容C66的第二端分别与电源地相连，电阻R144的第二端与电源指示灯LED3的正极相连，电源指示灯LED3的负极与电源地相连；电压转换芯片U11的电源电压输入端INPUT分别与电容C64的第一端、电容C65的第一端和电压端VDD相连，电容C64的第二端、电容C65的第二端和电压转换芯片U11的接地端分别与电源地相连；无线收发芯片U9的收发信号端RFI_LF分别与电感L10的第一端和电感L11的第一端相连，电感L11的第二端与电源地相连，电感L10的第二端分别与电容C40的第一端和电容C42的第一端相连，电容C42的第二端与电源地相连，电容C40的第二端与电容C41的第一端相连，电容C41的第二端与收发切换器U7的信号端RF1相连；无线收发芯片U9的收发信号端RFO_LF与电感L13的第一端相连，电感L13的第二端分别与电感L17的第一端、电感L18的第一端、电容C51的第一端和电容C55的第一端相连，电容C55的第二端与电源地相连，电容C51的第二端与电感L14的第一端相连，电感L14的第二端分别与电容C50的第一端、电容C52的第一端和电感L15的第一端相连，电容C52的第二端与电源地相连，电容C50的第二端和电感L15的第二端分别与电容C49的第一端、电容C53的第一端和电感L16的第一端相连，电容C53的第二端与电源地相连，电容C49的第二端和电感L16的第二端分别与电容C54的第一端和收发切换器U7的信号端RF2相连，电容C54的第二端与电源地相连；电感L18的第二端分别与电容C57的第一端、电容C58的第一端、电容C59的第一端和无线收发芯片U9的稳压电源端VR_PA，电容C57的第二端、电容C58的第二端和电容C59的第二端分别与电源地相连；收发切换器U7的电源电压端VDD分别与电容C39的第一端和电压端VDD相连，电容C39的第二端与电源地相连，收发切换器U7的信号收发端RFC与电容C46的第一端相连，电容C46的第二端分别与电容C47的第一端和电感L12的第一端相连，电容C47的第二端与电源地相连，电感L12的第二端分别与电容C48的第一端和天线焊盘SMA相连，电容C48的第二端与电源地相连，收发切换器U7的控制端CTRL分别与电阻R9的第一端和电容C56的第一端相连，电容C56的第二端与电源地相连，电阻R9的第二端与控制器的收发控制端PB5相连；无线收发芯片U9的电源电压端VBAT2分别与电容C60的第一端、电容C61的第一端和电压端VDD_RFS相连，无线收发芯片U9的接地端端GND分别与电容C60的第二端和电容C61的第二端和电源地相连；无线收发芯片U9的收发信号端RFO_HF和无线收发芯片U9的收发信号端RFI_LF分别与电源地相连；无线收发芯片U9的电源电压端VBAT3分别与电容C62的第一端和电压端VDD_RFS相连，电容C62的第二端与电源地相连；无线收发芯片U9的数字电源电压端VR_DIG与电容C44的第一端相连，电容C44的第二端与电源地相连；无线收发芯片U9的模拟电源电压端VR_ANA与电容C43的第一端相连，电容C43的第二端与电源地相连；无线收发芯片U9的时钟端SCK与控制器的时钟端PB13相连，无线收发芯片U9的串行数据输出端MISO与控制器的串行数据输入端PB14相连，无线收发芯片U9的串行数据输入端MOSI与控制器的串行数据输出端PB15相连，无线收发芯片U9的模式选择输入端NSS与控制器的模式选择输出端PB12相连，无线收发芯片U9的收发控制输入端RXTX/RFMOD与控制器的收发控制输出端PA7相连，无线收发芯片U9的复位触发输入端NRESET与控制器的复位触发输出端PA6相连。在本实施方式中，电阻R155的第一端与电压端VDD_RFS相连，电阻R155的第二端与工作指示灯LED4的正极相连，工作指示灯LED4的负极与控制器的工作指示输出端PA8/T1C1/MCO相连，控制器的晶振端OSC_IN分别与晶振XTAL2的第一端和电容C71的第一端相连，控制器的晶振端OSC_OUT分别与晶振XTAL2的第二端和电容C72的第一端相连，电容C71的第二端和电容C72的第二端分别与电源地相连，控制器的重置端NRST分别与电阻R166的第一端、电容C70的第一端和重置开关S2的第一端相连，电容C70的第二端和重置开关S2的第二端分别与电源地相连，电阻R166的第二端与电压端VDD_RFS相连。其中，电容C37、电容C38的容值为12pF，晶振Xtal为32MHz晶振，电容C43、电容C44、电容C45、电容C60、电容C61、电容C62、电容C64的容值为100nF，电容C63、电容C65的容值为100uF，电压转换芯片U11的型号为ASM1117，电阻R144、电阻R155的阻值为1K，电容C71、电容C72的容值为18pF，电阻R111、电阻R100的阻值为10K，电阻R166的阻值为4.7K，电容C70的容值为0.1uF，控制器采用STM32F系列单片机，具体可以采用stm32f103c8t6，无线收发芯片U9采用NB-IOT系列芯片，具体可以采用sx1288，收发切换器U7为单刀双掷射频RF开关，具体可以采用PE4259。
本发明还公开了一种煤矿瓦斯抽采智能管网压力调控工作方法，包括以下步骤：
S1，云端服务器与第m压力调节阀通讯；
S2，云端服务器向第m压力调节阀发送压力监测值，该压力监测值包括压力第一监测值和压力第二监测值，所述压力第二监测值大于压力第一监测值，控制器通过无线收发模块接收云端服务器发送的压力监测值，将接收的压力监测值更新为当前的压力监测值；记录更新时间；
S3，控制器采集压力传感器采集的压力值，比较采集的压力值与当前的压力监测值：
若采集的压力值小于或者等于压力第一监测值，或者采集的压力值大于或者等于压力第二监测值，则控制器通过无线收发模块向云端服务器发送压力传感器采集的压力值；
若采集的压力值小于或者等于压力第一监测值，或者采集的压力值大于或者等于压力第二监测值，则控制器通过无线收发模块向云端服务器发送压力传感器采集的压力值；
若采集的压力值大于压力第一监测值，且小于压力第二监测值，则不向云端服务器发送采集的压力值；
S4，云端服务器接收到控制器通过无线收发模块发送的压力传感器采集的压力值后，云端服务器判断接收到的压力值与向第m压力调节阀发送的压力监测值间的关系：
若云端服务器接收到的压力值小于或者等于向压力调节阀发送的压力第一监测值，则云端服务器向管网总控阀发送调节信号，使其管网压力值增大；
若云端服务器接收到的压力值大于或者等于向压力调节阀发送的压力第二监测值，则云端服务器向管网总控阀发送调节信号，使其管网压力值减小；
当其压力传感器监测的压力值大于压力预设第一阈值且小于压力预设第二阈值，则控制器向压力阀发送开度调节命令。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S2中，云端服务器向第m压力调节阀发送压力监测值包括以下步骤：
S21，云端服务器将待发送的压力监测值进行加密后，得到云端服务器加密值；其对待发送的压力监测值进行加密的方法为：
ζ(r)＝HashSHA1(r)，
其中，HashSHA1()表示采用SHA1的哈希算法，r表示待发送的压力监测值；ζ(r)表示云端服务器加密值；
S22，将云端服务器得到的云端服务器加密值与待发送的压力监测值压缩后，得到压力监测值；将压力监测值发送至第m压力调节阀。其压力监测值的获得方法为：
o＝r&HashSHA1(r)，
其中，r表示待发送的压力监测值；&表示文件连接符；HashSHA1(r)表示待发送的压力监测值r采用SHA1的哈希算法后得到的云端服务器加密值；
Oo＝TCOMP(o)，
其中，o表示文件夹中的数据；TCOMP()表示采用ZIP、RAR、7Z之一格式的压缩方式；Oo表示压力监测值。通过加密增强数据的安全性，压缩数据起到减小压力调节阀数据接收量。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S2中，控制器通过无线收发模块接收云端服务器发送的压力监测值，对接收的压力监测值包括以下步骤：
S211，对压力监测值进行解压缩操作：
若步骤S22中采用的是ZIP格式的压缩方式，则对压力监测值采用与步骤S22中ZIP格式一致的解压缩方式；
若步骤S22中采用的是RAR格式的压缩方式，则对压力监测值采用与步骤S22中RAR格式一致的解压缩方式；
若步骤S22中采用的是7Z格式的压缩方式，则对压力监测值采用与步骤S22中7Z格式一致的解压缩方式；
S212，提取解压缩后中的第一数据信息和第二数据信息，对提取的解压缩后中的第一数据信息进行加密操作，其对提取的解压缩后中的第一数据信息进行加密操作的方法为：
ζ′(r′)＝HashSHA1(r′)，
其中，HashSHA1()表示采用SHA1的哈希算法，r′表示第一数据信息；ζ′(r′)表示第一数据信息进行加密操作后的数据；
S213，第一数据信息进行加密操作后的数据ζ′(r′)与第二数据信息是否一致：
若第一数据信息进行加密操作后的数据ζ′(r′)与第二数据信息不一致，则重新向云端服务器获取；
若第一数据信息进行加密操作后的数据ζ′(r′)与第二数据信息一致，则将第一数据信息中的压力第一监测值和压力第二监测值写入并更新到存储器中。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S3中，控制器通过无线收发模块向云端服务器发送压力传感器采集的压力值包括以下步骤：
S31，控制器将待发送的采集的压力值进行加密后，得到控制器加密值；其对待发送的采集的压力值进行加密的方法为：
ζ(g)′＝HashSHA1(g)，
其中，HashSHA1()表示采用SHA1的哈希算法，g表示待发送的采集的压力值；ζ(g)′表示控制器加密值；
S32，将得到的控制器加密值与待发送的采集的压力值压缩后，得到压力值；将压力值发送至云端服务器。其压力值的获得方法为：
o′＝g&HashSHA1(g)，
其中，g表示待发送的采集的压力值；&表示文件连接符；HashSHA1(g)表示待发送的采集的压力值g采用SHA1的哈希算法后得到的控制器加密值；
Oo′＝TCOMP(o′)，
其中，o′表示文件夹中最终的数据；TCOMP()表示采用ZIP、RAR、7Z之一格式的压缩方式；Oo′表示压力值。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤S4中，云端服务器对接收的压力值包括以下步骤：
S211，对压力值进行解压缩操作：
若步骤S32中采用的是ZIP格式的压缩方式，则对压力监测值采用与步骤S32中ZIP格式一致的解压缩方式；
若步骤S32中采用的是RAR格式的压缩方式，则对压力监测值采用与步骤S32中RAR格式一致的解压缩方式；
若步骤S32中采用的是7Z格式的压缩方式，则对压力监测值采用与步骤S32中7Z格式一致的解压缩方式；
S212，提取解压缩后中的第一解压数据信息和第二解压数据信息，对提取的解压缩后中的第一解压数据信息进行加密操作，其对提取的解压缩后中的第一解压数据信息进行加密操作的方法为：
ζ(g′)′＝HashSHA1(g′)，
其中，HashSHA1()表示采用SHA1的哈希算法，g′表示第一解压数据信息；ζ(g′)′表示第一解压数据信息进行加密操作后的数据；
S213，第一解压数据信息进行加密操作后的数据ζ(g′)′与第二解压数据信息是否一致：
若第一解压数据信息进行加密操作后的数据ζ(g′)′与第二解压数据信息是否一致，则重新向第m压力调节阀获取；
若第一解压数据信息进行加密操作后的数据ζ(g′)′与第二解压数据信息一致，则将第一解压数据信息中的采集的压力值更新到更新到云端服务器。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种煤矿瓦斯抽采智能管网压力调控系统，其特征在于，包括安设在管网上的M个压力调节阀，分别为第1压力调节阀、第2压力调节阀、第3压力调节阀阀、……、第M压力调节阀，所述M为大于或者等于1的正整数，第m压力调节阀包括压力传感器、压力阀、控制器和无线收发模块，所述m为小于或者等于M的正整数，压力传感器的压力信号输出端与控制器的压力信号输入端相连，控制器的流量调节端与压力阀的调节输入端相连，无线收发模块的数据收发端与控制器的数据收发端相连；
还包括云端服务器，云端服务器向每个压力调节阀发送压力监测值，该压力监测值包括压力第一监测值和压力第二监测值，所述压力第二监测值大于压力第一监测值，控制器通过无线收发模块接收云端服务器发送的压力监测值作为压力预设阈值；该压力预设阈值包括压力预设第一阈值和压力预设第二阈值，所述压力预设第二阈值大于压力预设第一阈值；
当其压力传感器监测的压力值小于或者等于压力预设第一阈值，或者压力传感器监测的压力值大于或者等于压力预设第二阈值，则控制器通过无线收发模块向云端服务器发送压力传感器监测的压力值，云端服务器接收到该压力值后，云端服务器判断接收到的压力值与向压力调节阀发送的压力监测值间的关系：
若云端服务器接收到的压力值小于或者等于向压力调节阀发送的压力第一监测值，则云端服务器向管网总控阀发送调节信号，使其管网压力值增大；
若云端服务器接收到的压力值大于或者等于向压力调节阀发送的压力第二监测值，则云端服务器向管网总控阀发送调节信号，使其管网压力值减小；
当其压力传感器监测的压力值大于压力预设第一阈值且小于压力预设第二阈值，则控制器向压力阀发送开度调节命令。
2.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯抽采智能管网压力调控系统，其特征在于，第m压力调节阀还包括温度传感器，温度传感器的温度信号输出端与控制器的温度信号输入端相连。
3.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯抽采智能管网压力调控系统，其特征在于，压力传感器包括：电阻R15的第一端与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的发射极与电源地相连，三极管Q3的集电极分别与电阻R13的第一端和电阻R14的第一端相连，电阻R14的第二端分别与+12V电源电压和场效应管Q1的漏极相连，电阻R13的第二端与场效应管Q1的栅极相连，场效应管Q1的源极分别与电阻R6的第一端和二极管D1的负极相连，电阻R6的第二端分别与三极管Q2的发射极和放大器U1A的反相输入端相连，三极管Q2的集电极与压力探测元件U2的电源输入端，三极管Q2的基极与电阻R5的第一端相连，电阻R6的第二端与放大器U1A的输出端相连，放大器U1A的正相输入端分别与二极管D1的正极和电阻R16的第一端相连，电阻R16的第二端分别与二极管D2的负极和二极管D3的正极相连，二极管D2的正极与电源地相连，二极管D3的负极分别与电阻R1的第一端和电阻R2的第一端相连，电阻R1的第二端与电源地相连，电阻R2的第二端分别与可调电阻R4的第一端和放大器U1B的反相输入端相连，可调电阻R4的第二端分别与放大器U1B的输出端和放大器U1D的正相输入端相连，放大器U1B的正相输入端与电阻R3的第一端相连，电阻R3的第二端与电源地相连；压力探测元件U2的电源地端与电源地相连，压力探测元件U2的第一信号输出端与电阻R7的第一端相连，压力探测元件U2的第二信号输出端与电阻R8的第一端相连，电阻R7的第二端分别与放大器U1C的反相输入端和电阻R10的第一端相连，电阻R8的第二端分别与放大器U1C的同相输入端和电阻R9的第一端相连，电阻R9的第二端与电源地相连，电阻R10的第二端分别与放大器U1C的输出端和电阻R11的第一端相连，电阻R11的第二端分别与可调电阻R12的第一端和放大器U1D的反相输入端相连，可调电阻R12的第二端和放大器U1D的输出端分别与控制器的压力信号输入端相连，电阻R15的第二端与控制器的压力工作输出端相连。
4.根据权利要求1所述的煤矿瓦斯抽采智能管网压力调控系统，其特征在于，无线收发模块包括：无线收发芯片U9的电源端VBAT1分别与电容C45的第一端、电阻R144的第一端、电容C65的第一端、电容C66的第一端和电压转换芯片U11的电压输出端OUTPUT相连，电容C45的第二端、电容C65的第二端和电容C66的第二端分别与电源地相连，电阻R144的第二端与电源指示灯LED3的正极相连，电源指示灯LED3的负极与电源地相连；电压转换芯片U11的电源电压输入端INPUT分别与电容C64的第一端、电容C65的第一端和电压端VDD相连，电容C64的第二端、电容C65的第二端和电压转换芯片U11的接地端分别与电源地相连；无线收发芯片U9的收发信号端RFI_LF分别与电感L10的第一端和电感L11的第一端相连，电感L11的第二端与电源地相连，电感L10的第二端分别与电容C40的第一端和电容C42的第一端相连，电容C42的第二端与电源地相连，电容C40的第二端与电容C41的第一端相连，电容C41的第二端与收发切换器U7的信号端RF1相连；无线收发芯片U9的收发信号端RFO_LF与电感L13的第一端相连，电感L13的第二端分别与电感L17的第一端、电感L18的第一端、电容C51的第一端和电容C55的第一端相连，电容C55的第二端与电源地相连，电容C51的第二端与电感L14的第一端相连，电感L14的第二端分别与电容C50的第一端、电容C52的第一端和电感L15的第一端相连，电容C52的第二端与电源地相连，电容C50的第二端和电感L15的第二端分别与电容C49的第一端、电容C53的第一端和电感L16的第一端相连，电容C53的第二端与电源地相连，电容C49的第二端和电感L16的第二端分别与电容C54的第一端和收发切换器U7的信号端RF2相连，电容C54的第二端与电源地相连；电感L18的第二端分别与电容C57的第一端、电容C58的第一端、电容C59的第一端和无线收发芯片U9的稳压电源端VR_PA，电容C57的第二端、电容C58的第二端和电容C59的第二端分别与电源地相连；收发切换器U7的电源电压端VDD分别与电容C39的第一端和电压端VDD相连，电容C39的第二端与电源地相连，收发切换器U7的信号收发端RFC与电容C46的第一端相连，电容C46的第二端分别与电容C47的第一端和电感L12的第一端相连，电容C47的第二端与电源地相连，电感L12的第二端分别与电容C48的第一端和天线焊盘SMA相连，电容C48的第二端与电源地相连，收发切换器U7的控制端CTRL分别与电阻R9的第一端和电容C56的第一端相连，电容C56的第二端与电源地相连，电阻R9的第二端与控制器的收发控制端PB5相连；无线收发芯片U9的电源电压端VBAT2分别与电容C60的第一端、电容C61的第一端和电压端VDD_RFS相连，无线收发芯片U9的接地端端GND分别与电容C60的第二端和电容C61的第二端和电源地相连；无线收发芯片U9的收发信号端RFO_HF和无线收发芯片U9的收发信号端RFI_LF分别与电源地相连；无线收发芯片U9的电源电压端VBAT3分别与电容C62的第一端和电压端VDD_RFS相连，电容C62的第二端与电源地相连；无线收发芯片U9的数字电源电压端VR_DIG与电容C44的第一端相连，电容C44的第二端与电源地相连；无线收发芯片U9的模拟电源电压端VR_ANA与电容C43的第一端相连，电容C43的第二端与电源地相连；无线收发芯片U9的时钟端SCK与控制器的时钟端PB13相连，无线收发芯片U9的串行数据输出端MISO与控制器的串行数据输入端PB14相连，无线收发芯片U9的串行数据输入端MOSI与控制器的串行数据输出端PB15相连，无线收发芯片U9的模式选择输入端NSS与控制器的模式选择输出端PB12相连，无线收发芯片U9的收发控制输入端RXTX/RFMOD与控制器的收发控制输出端PA7相连，无线收发芯片U9的复位触发输入端NRESET与控制器的复位触发输出端PA6相连。
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