[發明專利]一種用于煤礦井下的安全監控方法

有效

• 申請號: 201210388183.X
• 申請日: 2012-10-13
• 公開（公告）號: CN102900469A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 張子為;許都;廖丹;董青
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F11/00
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 張楊

技術領域

本發明涉及無線傳感器技術，特別涉及一種用于煤礦井下的安全監控方法。

背景技術

煤礦井下安全監控系統已成為煤礦井下安全管理、生產與設備管理的重要手段。煤礦井下安全監控系統主要由傳感器、傳感器基站、面監控中心及傳輸信道組成。煤礦井下常用的傳感器種類主要有：環境參數傳感器、生產參數傳感器、設備工況及故障保護傳感器和電量傳感器。傳感器相當于安全監控系統的神經末梢，負責測量煤礦井下各種參數；其他部分負責將傳感器測量得到的參數進行正確的傳輸和利用。因此，傳感器能夠獲得正確的測量信號是煤礦井下安全監控系統正常發揮作用的基礎。

傳感器測量得到的信號通過煤礦井下的傳感器基站經信道傳輸到地面監控中心，一個煤礦井下的傳感器基站可以連接一個或多個傳感器，傳感器基站充當傳感器與地面監控中心之間通信的基站，傳感器基站與地面監控中心之間采用有線連接方式。通常，煤礦井下的傳感器基站因為體積較大、需要特殊供電為固定安裝，不易移動，而傳感器體積較小、供電靈活，因此安裝方便，很容易移動。因而有人就利用傳感器可移動的特點，將傳感器節點放置在安全的環境中，從而使得在日常監控時，將非真實的煤礦井下信息傳輸給地面監控中心，以規避安全監控，進行違規操作。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種用于煤礦井下的能對無線傳感器節點進行定位監控的安全監控方法。

本發明的安全監控方法包括下列步驟：

a、在被監測點設置無線傳感器基站、無線傳感器節點，相對所述基站移動節點，在節點相對基站的不同位置坐標點上，檢測并記錄基站接收到當前節點的信號強度，構建信號強度和位置坐標映射表，并存儲于基站；

b、在節點工作時，基站獲取的節點信號強度，根據信號強度和位置坐標映射表定位節點的當前位置坐標；

c、當判斷節點當前位置坐標超過設定閾值時，所述基站向地面監控系統發送告警信息。

本發明在常見的無線傳感收發裝置的基礎上，將無線信號傳輸損耗轉化為距離的經驗模型應用到煤礦井下的安全監管系統中，基站通過其接收到無線傳感器節點的信號強度實現對煤礦井下中的節點的定位功能，當節點被移動使其相對于基站的位置坐標超過設定閾值時，則基站向地面監控系統發送告警信息，防止了將傳感器節點放置在安全的環境中的規避安全監控的違規操作，能有效的杜絕了煤礦井下的安全隱患，防范煤礦井下安全事故的發生，且本發明的安全監控方法的實現無需額外硬件設施，兼容性好、成本低廉。

本發明的用于煤礦井下的安全監控方法，所述步驟b中，基站根據獲取的信號強度的最小均方差，與信號強度和位置坐標映射表中匹配的位置坐標為節點的當前位置坐標。

本發明的用于煤礦井下的安全監控方法，所述步驟a中，構建信號強度和位置坐標映射表為：

根據信號強度值S與節點與基站的相對距離d間的數學模型：S=-(10n·lg(d)+A)+45，計算節點的當前位置坐標點，其中，所述A為基站與節點相距1米時S的絕對值，n為無線信號傳播指數。通過上述步驟，可進一步精細化本發明的信號強度和位置坐標映射表，在節點與基站的相對路徑上，可取多個測量記錄節點的信號強度的測量點，可取各測量點的間隔距離等同，通過上述的數學模式快速計算出節點與基站的相對距離d，從而使得映射表更精細化，從而使得基站對工作時的節點的定位更準確。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：低成本的實現了對煤礦井下的無線傳感器節點的位置監測，防止了將傳感器節點放置在安全的環境中的規避安全監控的違規操作，能有效的杜絕煤礦井下的安全隱患，防范煤礦井下安全事故的發生。

附圖說明

本發明將通過實施例并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發明中無線傳感器節點的結構示意圖。

圖2是本發明中無線傳感器基站的結構示意圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個實施例而已。

實施例

參見圖1，本發明中的無線傳感器節點由MC9S12NE64單片機（包括處理器和存儲器單元）、Zigbee模塊CC2420E-M（包括網絡和收發器單元）、瓦斯氣體傳感器模塊（包括傳感器和數模轉換單元）、電力供應模塊和聲光報警模塊構成。