[發(fā)明專利]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鉆井井場(chǎng)安全輔助裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310411243.X
• 申請(qǐng)日: 2013-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN103437815A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)學(xué)忠;于鐵成;于鏑;唐磊;任偉建;邵克勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F17/18
• 分類號(hào): E21F17/18;E21B47/12
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務(wù)所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

?技術(shù)領(lǐng)域：

?本發(fā)明涉及無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鉆井井場(chǎng)安全輔助裝置。

背景技術(shù)：

目前部分系統(tǒng)采用有線或WiFi方式追蹤鉆井井場(chǎng)人員和設(shè)備的位置信息，此類系統(tǒng)安裝復(fù)雜、可移動(dòng)性差。系統(tǒng)雖然可以幫助定位和聯(lián)系井場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)的人員，了解人員和設(shè)備的身份，但是采用WiFi方式的缺點(diǎn)是點(diǎn)與點(diǎn)之間傳輸距離近，而且不能實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)，極大的限制了此類系統(tǒng)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鉆井井場(chǎng)安全輔助裝置，它采用先進(jìn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)—ZigBee，來實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井井場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并且能夠?qū)畧?chǎng)人員進(jìn)行定位，容納的節(jié)點(diǎn)多，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，同時(shí)利用GPRS將井場(chǎng)數(shù)據(jù)上傳給控制中心，還能夠接收控制中心發(fā)送的命令，從而使井場(chǎng)的生產(chǎn)和管理更加智能化、人性化。使用ZigBee技術(shù)，也提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩浴?/p>

為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案：它包含數(shù)個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)1、數(shù)個(gè)人員檢測(cè)節(jié)點(diǎn)2、數(shù)個(gè)環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)3、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)4、主監(jiān)控中心5，所述的數(shù)個(gè)人員檢測(cè)節(jié)點(diǎn)2、數(shù)個(gè)環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)3通過無線與數(shù)個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)1，路由器節(jié)點(diǎn)1通過無線與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)4連接，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)4通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與主監(jiān)控中心5連接。

系統(tǒng)工作原理：系統(tǒng)中的人員檢測(cè)節(jié)點(diǎn)或環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)發(fā)送到最近的路由器節(jié)點(diǎn)，路由器節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后向下一個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織及多跳傳輸?shù)奶匦詫?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到位于井場(chǎng)總值班室的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)器對(duì)接收到的多組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，去除掉無用數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新融合打包，通過GPRS將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心將相應(yīng)數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)，以備后續(xù)查詢及生成報(bào)表等，并對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，生成相應(yīng)的顯示界面，包括工人的具體位置、特定位置的危險(xiǎn)氣體含量等，當(dāng)檢測(cè)到鉆井井場(chǎng)某個(gè)部位危險(xiǎn)氣體超標(biāo)或調(diào)度中心認(rèn)為需要井下人員撤離時(shí)，監(jiān)控中心可通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)向鉆井井場(chǎng)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送撤離命令，使工人的安全帽產(chǎn)生聲光報(bào)警，提醒礦工撤離危險(xiǎn)區(qū)域。一旦井場(chǎng)發(fā)生井噴等嚴(yán)重突發(fā)事故，系統(tǒng)可自動(dòng)判斷人員的位置，自動(dòng)計(jì)算出最近的安全區(qū)域，并通過節(jié)點(diǎn)的液晶顯示屏給出相應(yīng)的撤離指示，趕在通訊系統(tǒng)完全失效前，指導(dǎo)井下人員進(jìn)入安全地帶。

所述的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)4包含有MC13213主控制器6和GPRS無線模塊7，MC13213主控制器6與GPRS無線模塊7相互連接。

所述的數(shù)個(gè)環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)3包含有MC13213主控制器6、溫度檢測(cè)傳感器一8、可燃?xì)怏w傳感器9、語(yǔ)音模塊10、有毒氣體檢測(cè)傳感器11，MC13213主控制器6分別與溫度檢測(cè)傳感器一8、可燃?xì)怏w傳感器9、語(yǔ)音模塊10、有毒氣體檢測(cè)傳感器11相互連接。

所述的數(shù)個(gè)人員檢測(cè)節(jié)點(diǎn)2包含有MC13213主控制器6、溫度檢測(cè)傳感器二12、顯示模塊13、人體紅外檢測(cè)器14、聲光傳感器15、備用供電裝置16，MC13213主控制器6分別與溫度檢測(cè)傳感器二12、顯示模塊13、人體紅外檢測(cè)器14、聲光傳感器15、備用供電裝置16相互連接。

本發(fā)明具有以下有益效果：它采用先進(jìn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)—ZigBee，來實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井井場(chǎng)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并且能夠?qū)畧?chǎng)人員進(jìn)行定位，容納的節(jié)點(diǎn)多，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，同時(shí)利用GPRS將井場(chǎng)數(shù)據(jù)上傳給控制中心，還能夠接收控制中心發(fā)送的命令，從而使井場(chǎng)的生產(chǎn)和管理更加智能化、人性化。使用ZigBee技術(shù)，也提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院桶踩浴?/p>

附圖說明：

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)4結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)3結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明人員檢測(cè)節(jié)點(diǎn)2結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式：

參看圖1-圖4，本具體實(shí)施方式采用以下技術(shù)方案：它包含數(shù)個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)1、數(shù)個(gè)人員檢測(cè)節(jié)點(diǎn)2、數(shù)個(gè)環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)3、協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)4、主監(jiān)控中心5，所述的數(shù)個(gè)人員檢測(cè)節(jié)點(diǎn)2、數(shù)個(gè)環(huán)境檢測(cè)節(jié)點(diǎn)3通過無線與數(shù)個(gè)路由器節(jié)點(diǎn)1，路由器節(jié)點(diǎn)1通過無線與協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)4連接，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)4通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與主監(jiān)控中心5連接。