基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別涉及一種基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)煤礦大多分布在交通和信息不便的偏遠(yuǎn)丘陵山區(qū)，同時(shí)礦井內(nèi)有著特殊的作業(yè)環(huán)境，瓦斯煤塵爆炸，一氧化碳中毒，火災(zāi)等事故制約著煤礦的安全生產(chǎn)。傳統(tǒng)的礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組網(wǎng)大多是采用有線的方式傳輸信號(hào)，然而光纜、電纜在礦井中布線不方便，費(fèi)用較高，容易損壞，由于距離遠(yuǎn)，信息不能及時(shí)準(zhǔn)確的反饋，并且監(jiān)控范圍小。
[0003]隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、電子技術(shù)的不斷發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被應(yīng)用到礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。通常情況下，無線傳感器節(jié)點(diǎn)由電池供電，在監(jiān)測(cè)范圍較廣的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，通常有成百上千個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)在惡劣的礦井環(huán)境下，增加了更換電池的難度大和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是針對(duì)礦井內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)存在的問題，提出了一種基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，無源無線通訊技術(shù)，基于Enocean—WiFi雙重網(wǎng)絡(luò)，解決礦下空氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的有線和無線方式帶來的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括Enocean無源無線通訊模塊、空氣質(zhì)量傳感模塊、空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)、WiFi模塊、云端、上位機(jī)；所述空氣質(zhì)量傳感模塊包括數(shù)種空氣檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)，空氣檢測(cè)傳感器至少有一氧化碳傳感器、甲烷傳感器、溫度傳感器、風(fēng)壓傳感器、粉塵傳感器5種傳感器，其中各個(gè)空氣檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)置在礦井下，通過Enocean無源無線網(wǎng)絡(luò)將信息匯總到空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)，再由空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)將信息通過WiFi送到礦井上的云端，云端通過網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)通訊。
[0006]所述空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)包括Enocean模塊和WiFi模塊，對(duì)Enocean模塊和WiFi模塊進(jìn)行二次封裝形成EnOcean-WiFi轉(zhuǎn)換模塊，EnOcean-WiFi轉(zhuǎn)換模塊采用C0RTEX-M0芯片驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建Enocean和WiFi混合型通信協(xié)議，EnOcean-WiFi轉(zhuǎn)換模塊包括Enocean、WiFi兩個(gè)射頻系統(tǒng)和天線，Enocean射頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別，WiFi射頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)交換。
[0007]系統(tǒng)還包括語音播報(bào)模塊、報(bào)警裝置、移動(dòng)終端，上位機(jī)對(duì)云端數(shù)據(jù)分析，定時(shí)通過語音播報(bào)模塊播報(bào)，當(dāng)空氣質(zhì)量有問題時(shí)，送報(bào)警信號(hào)到報(bào)警裝置報(bào)警，移動(dòng)終端通過WiFi或3G流量與上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和查看空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的信息。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，基于Enocean—WiFi雙重網(wǎng)絡(luò)的礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，礦井下無線傳感器節(jié)點(diǎn)通過Enocean無線無源技術(shù)通訊，不需要電池為傳感器節(jié)點(diǎn)供電，降低了成本！Enocean轉(zhuǎn)WiFi模塊二次封裝后體積小、功耗低、應(yīng)用范圍廣，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；語音播報(bào)和短信推送為監(jiān)控人員提供了便利，同時(shí)通過移動(dòng)終端也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和查看空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的信息，無需監(jiān)控人員實(shí)時(shí)查看電腦顯示數(shù)據(jù)。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)靈活性和穩(wěn)定性好、監(jiān)測(cè)范圍廣，具有智能、節(jié)能、低功耗的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)圖；
圖3是本發(fā)明空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)示意圖；
圖4是本發(fā)明監(jiān)控系統(tǒng)工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖，系統(tǒng)包括Enocean無源無線通訊模塊、井下空氣質(zhì)量傳感模塊、空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)、WiFi模塊、云端、上位機(jī)(PC機(jī)/移動(dòng)終端)、語音播報(bào)模塊以及監(jiān)控人員的移動(dòng)終端；所述空氣質(zhì)量傳感模塊包括數(shù)種空氣檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)，空氣檢測(cè)傳感器至少有一氧化碳傳感器、甲烷傳感器、溫度傳感器、風(fēng)壓傳感器、粉塵傳感器等5種傳感器。其中各個(gè)空氣檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)置在礦井下，通過Enocean無源無線網(wǎng)絡(luò)將信息匯總到空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)，再由空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)將信息送到礦井上的云端，云端通過網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)通訊。
[0011]如圖2所示無線傳感器網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)圖，數(shù)種空氣檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)采用EnOcean協(xié)議進(jìn)行通訊，EnOcean無源無線通訊模塊傳輸，傳感器節(jié)點(diǎn)無需使用電池供電，而且抗干擾能力強(qiáng)，適用礦下環(huán)境；經(jīng)過Enocean — WiFi轉(zhuǎn)換模塊，將節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫耍ㄟ^上位機(jī)通過Internet分析云端數(shù)據(jù)，分析結(jié)果通過WiFi發(fā)送到移動(dòng)終端。
[0012]如圖3所示空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)示意圖，把EnOcean和WiFi技術(shù)優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，采用C0RTEX-M0芯片驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建混合型通信協(xié)議，對(duì)Enocean模塊和WiFi模塊進(jìn)行二次封裝(形成EnOcean轉(zhuǎn)WiFi模塊)進(jìn)行二次封裝，減小體積和功耗。Enocean—WiFi轉(zhuǎn)換模塊具有Enocean和WiFi兩個(gè)射頻系統(tǒng)和天線，Enocean部分實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別，WiFi部分實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)交換，C0RTEX-M0芯片上無縫連接A/D轉(zhuǎn)換器，傳感器模塊通過Enocean無源無線通信無需電源供電，EnOcean-WiFi轉(zhuǎn)換模塊用C0RTEX-M0芯片驅(qū)動(dòng)，需要電源供電，電源模塊給封裝模塊供電。
[0013]如圖4所示監(jiān)控系統(tǒng)工作流程圖，傳感器節(jié)點(diǎn)動(dòng)作后，空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)接收各種傳感器采集的所有信息，此后將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，云端可以存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，上位機(jī)對(duì)云端數(shù)據(jù)分析，定時(shí)推送短信、語音播報(bào)，當(dāng)空氣質(zhì)量有問題時(shí)，進(jìn)行報(bào)警和推送短信告警，移動(dòng)終端可以通過WiFi或3G流量與上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和查看空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的信息。短信發(fā)送到手機(jī)上的，可隨時(shí)查看。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括Enocean無源無線通訊模塊、空氣質(zhì)量傳感模塊、空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)、WiFi模塊、云端、上位機(jī)；所述空氣質(zhì)量傳感模塊包括數(shù)種空氣檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)，空氣檢測(cè)傳感器至少有一氧化碳傳感器、甲烷傳感器、溫度傳感器、風(fēng)壓傳感器、粉塵傳感器5種傳感器，其中各個(gè)空氣檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)置在礦井下，通過Enocean無源無線網(wǎng)絡(luò)將信息匯總到空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)，再由空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)將信息通過WiFi送到礦井上的云端，云端通過網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)通訊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)包括Enocean模塊和WiFi模塊，對(duì)Enocean模塊和WiFi模塊進(jìn)行二次封裝形成EnOcean-WiFi轉(zhuǎn)換模塊，EnOcean-WiFi轉(zhuǎn)換模塊采用C0RTEX-M0芯片驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建Enocean和WiFi混合型通信協(xié)議，EnOcean-WiFi轉(zhuǎn)換模塊包括EnocearuWiFi兩個(gè)射頻系統(tǒng)和天線，Enocean射頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別，WiFi射頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)交換。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，系統(tǒng)還包括語音播報(bào)模塊、報(bào)警裝置、移動(dòng)終端，上位機(jī)對(duì)云端數(shù)據(jù)分析，定時(shí)通過語音播報(bào)模塊播報(bào)，當(dāng)空氣質(zhì)量有問題時(shí)，送報(bào)警信號(hào)到報(bào)警裝置報(bào)警，移動(dòng)終端通過WiFi或3G流量與上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和查看空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的信息。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括Enocean無源無線通訊模塊、空氣質(zhì)量傳感模塊、空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)、WiFi模塊、云端、上位機(jī)；所述空氣質(zhì)量傳感模塊包括設(shè)置在礦井下的數(shù)種空氣檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)，通過Enocean無源無線網(wǎng)絡(luò)將信息匯總到空氣檢測(cè)傳感器中心節(jié)點(diǎn)，再將信息通過WiFi送到礦井上的云端，云端通過網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)通訊。通過Enocean無線無源技術(shù)通訊，不需要電池為傳感器節(jié)點(diǎn)供電Enocean轉(zhuǎn)WiFi模塊二次封裝后體積小、功耗低；同時(shí)通過移動(dòng)終端也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和查看空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的信息，語音播報(bào)和短信推送為監(jiān)控人員提供了便利，無需監(jiān)控人員實(shí)時(shí)查看電腦顯示數(shù)據(jù)。
【IPC分類】E21F17/18
【公開號(hào)】CN105134295
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510583958
【發(fā)明人】錢平, 安艷萍, 陳超群, 薛亮, 李偉, 賈璐
【申請(qǐng)人】上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月15日