[發明專利]基于無線傳感器網絡的礦井粉塵濃度監測系統

無效

• 申請號: 201010227027.6
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN101906992A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 程學珍;李文宏;張麗麗;郭秀芬;王秀芳;田偉;孫正鳳;張修華
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;H04W84/18;G01N15/06
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

1.一種基于無線傳感器網絡的礦井粉塵濃度監測系統，特征在于其包括：

布置在井下監測范圍內不同區域的若干個傳感器檢測節點群，每個傳感器檢測節點群設置有若干個基本傳感器節點，各基本傳感器節點包括粉塵濃度傳感器、末級微控制器及末級ZigBee收發器，末級ZigBee收發器平時處于休眠狀態，粉塵濃度傳感器間斷地采集粉塵濃度信息，并將采集信號進行A/D轉換后，通過末級微控制器進行判斷處理，一旦判斷得知某個基本傳感器節點所在區域的粉塵濃度超過標準值，則通過中斷機制將末級ZigBee收發器喚醒，并開始向下述路由節點群發送數據，發送數據包含粉塵濃度信息及該基本傳感器節點所在區域的地址信息；

用于接收及轉發數據信號的路由器節點群，路由器節點群包括處于始發位置的路由器節點與處于中繼位置的路由器節點，一個處于始發位置的路由器節點對應一個傳感器檢測節點群，各路由器節點包括二級微控制器與三級ZigBee收發器，各路由器節點平時處于休眠狀態，當有來自基本傳感器節點處或下述匯集節點處的數據信號時，即被完全喚醒進入正常工作模式，并根據路由算法進行信號傳輸；

用于接收來自路由器節點群處數據信號的匯集節點，匯集結點包括一級微控制器與二級ZigBee收發器或總線驅動模塊，由一級微控制器對接收到數據信號進行篩選，篩除無用數據信號，同時對保留數據信號進行功率放大；

用于接收來自匯集節點處數據信號的上位機系統，上微機系統包括PC機或可持移動PDA設備、一級ZigBee收發器或總線驅動模塊，上位機系統對接收到的數據進行最后的處理，據此作出判斷、顯示及報警。

2.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的礦井粉塵濃度監測系統，其特征在于：所述處于始發位置的路由器節點，在其對應的一個傳感器檢測節點群中若有多個基本傳感器節點同時向該路由器節點發送數據信號，則由該路由器節點首先求取各個基本傳感器節點發送數值的平均值后，然后連同所在區域的地址信息一起發往下一處于中繼位置的路由器節點。

3.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的礦井粉塵濃度監測系統，其特征在于：所述上位機系統，還能根據判斷結果作出相應的控制信號，通過匯集節點與路由器節點群回傳給相應的基本傳感器節點。

4.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的礦井粉塵濃度監測系統，其特征在于：所述各基本傳感器節點還包括瓦斯濃度傳感器，和/或溫度傳感器，和/或濕度傳感器。

5.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的礦井粉塵濃度監測系統，其特征在于：所述末級ZigBee收發器與三級ZigBee收發器各設置有獨立的供電電源。

6.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的礦井粉塵濃度監測系統，其特征在于：所述各傳感器檢測節點群還設置有若干個備用傳感器節點，正常情況下由基本傳感器節點進行檢測，一旦有某個基本傳感器節點失效，與之最相鄰的一個備用傳感器節點被喚醒替代該基本傳感器。