[发明专利]一种矿井智能远程监控云系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井智能远程监控云系统，尤其是基于Wi-Fi无线传感网的矿井智能远程监控云系统。

背景技术

近年来，随着国民经济的快速发展，矿井的开发也日趋频繁，能够对矿井环境中的各种状态进行实时监测和预报，显得尤为重要。由于矿井的特殊环境，传统的有线网络监测手段存在安装不便、维护不便的问题并且监控系统容易损坏，维修起来非常困难，越来越不能满足需求。

Zigbee 技术作为一种成熟的短距离、低速率无线网络技术，在无线传感器网络技术中得到了广泛的应用。然而近几年，Wi-Fi (Wireless Fidelity，无线保真)技术得到了迅速的推广，我们不难发现，在众多短距离无线组网技术中，基于Wi-Fi 的WLAN 解决方案是一种必然的趋势。这一切都要归功于Wi-Fi 技术的传输速率高、可靠性强、建网快捷、可移动性好、网络结构弹性化、组网灵活、组网价格较低等特点。

由 Intel 投资的子公司GainSpan 历时6 年之久研发出的高度集成、超低功耗的Wi-Fi 无线片上系统GS1010 芯片，被称为是第一个应用Wi-Fi 技术于无线传感器网络领域的设计。GS1010 SoC是一个超低功耗解决方案，利用目前已经广泛部署的Wi-Fi（IEEE 802.11）网络这一基础设施，可以任意部署我们的Wi-Fi传感器节点，而这些传感器节点与现有的管理系统都可以无缝集成，包括企业网络管理系统，以及现有的SCADA工业和建设自动化系统等。此外，芯片的电源管理功能提供多年的电池寿命，这样就为 Wi-Fi 许多新的应用产品打开大门，因为可以降低成本，提高运营效率，符合目前行业市场发展趋势。

发明内容

本发明的目的是针对矿井下现有监控系统存在的问题，提出一种低成本、系统功耗低、信息交互方便、决策可靠性高、监控地点灵活的基于Wi-Fi无线传感网的矿井智能远程监控云系统。

本发明的技术方案是：

一种矿井智能远程监控云系统，它主要包括多个数据采集终端、多个AP节点、云计算平台以及矿井专家系统，所述的数据采集终端用于采集矿井及矿工的各种数据参数，以供监控与决策；所述的数据采集终端通过Wi-Fi无线网络与AP节点连接， AP节点与AP节点之间通过Wi-Fi无线连接，AP节点中的至少一个充当网关节点，并通过以太网与云计算平台有线连接；所述的云计算平台与矿井专家系统相对接。

本发明的数据采集终端包括传感器模块、处理器模块、无线传输模块以及电源供应模块，所述的传感器模块作为矿井远程监控系统的信号输入，用于采集待监测矿井系统的各项参数，所述的传感器模块的信号输出端与处理器模块的对应信号输入端相连，处理器模块的信号输出端与无线传输模块的信号输入端相连，无线传输模块将信号发送至AP节点，电源供应模块负责为传感器模块，处理器模块及无线传输模块提供运行所需要的能量。

本发明的数据采集终端包括矿井参数采集终端和矿工参数采集终端。

本发明的矿井参数终端带有多种传感器，用于采集矿井内部的环境参数，包括甲烷传感器、CO传感器、风速传感器、温度传感器、烟雾传感器、负压传感器中的任意多个。

本发明的矿工参数终端的传感器用于检测矿工身体各项指标和实时定位，以示警及提高救援效率。

本发明的云计算平台可与各种矿井专家系统相对接，并可以随时切换不同的专家系统。

本发明的处理器模块为高度集成、超低功耗的无线片上系统，如GS1010 SoC。

本发明的软件监控平台为B/S构架，前台运用Ajax框架Ext JS，后台使用轻量级Java EE框架SSH ( Struts + Spring+ Hibernate)。

本发明的有益效果:

1. 本发明实现了对井下环境的自动监测，传感器每隔一定的时间就会采集数据通过处理器、无线传输模块、AP节点、以太网传送至云计算平台；

2. 提高了系统应用的灵活性，用户随时随地只要能接入以太网皆能对矿井进行监控；

3. 减少了井下环境监控系统现场布线带来的各种问题，本系统运用Wi-Fi无线传感网络，矿井内无需布线，避免了对施工的不利影响及维护不方便等问题；

4. 基于Wi-Fi技术传输速率高、可靠性强、建网快捷、可移动性好、网络结构弹性化、组网灵活、组网价格较低等特点，本发明具有成本低，自组织，系统功耗低，信息交互方便等优点；

5. 借助Wi-Fi无线传感系统的实时调度功能，将Wi-Fi无线传感网络很好地在矿井环境中得到了应用；