[实用新型]一种用于煤矿井下的无线传感器基站及安全监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线传感器技术，特别涉及一种用于煤矿井下的无线传感器基站及安全监控系统。

背景技术

煤矿井下安全监控系统已成为煤矿井下安全管理、生产与设备管理的重要手段。煤矿井下安全监控系统主要由传感器、传感器基站、面监控中心及传输信道组成。煤矿井常用的传感器种类主要有：环境参数传感器、生产参数传感器、设备工况及故障保护传感器和电量传感器。传感器相当于安全监控系统的神经末梢，负责测量煤矿井下各种参数；其他部分负责将传感器测量得到的参数进行正确的传输和利用。因此，传感器能够获得正确的测量信号是煤矿井安全监控系统正常发挥作用的基础。

传感器测量得到的信号通过煤矿井下的传感器基站经信道传输到地面监控中心，一个煤矿井下的传感器基站可以连接一个或多个传感器，传感器基站充当传感器与地面监控中心之间通信的基站，传感器基站与地面监控中心之间采用有线连接方式。通常，煤矿井下的传感器基站因为体积较大、需要特殊供电为固定安装，不易移动，而传感器体积较小、供电灵活，因此安装方便，很容易移动。因而有人就利用传感器可移动的特点，将传感器节点放置在安全的环境中，从而使得在日常监控时，将非真实的煤矿井下信息传输给地面监控中心，以规避安全监控，进行违规操作。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种用于煤矿井下的能对无线传感器节点进行定位监控的无线传感器基站及安全监控系统。

本实用新型的用于煤矿井下的无线传感器基站，包括分别与控制器相连的无线收发模块、有线通信模块、告警模块，其特征在于，还包括位置坐标监测模块，用于根据所述无线收发模块根据接收来自无线传感器节点发送的信号强度检测所述节点相对所述基站的当前位置坐标，当判断当前位置坐标超过设定阈值，则所述位置坐标监测模块向控制器输出信号，启动告警模块。

本实用新型是基于现用于煤矿井下的无线传感器基站的改进，通过将无线信号传输损耗转化为距离的经验模型应用到本实用新型中，实现了基站能对煤矿井中的无线传感器节点的定位功能，并当节点的位置坐标超过设定阈值时，启动告警，防止了将传感器节点放置在安全的环境中的规避安全监控的违规操作，能有效的杜绝了煤矿井的安全隐患，防范煤矿井安全事故的发生，且本实用新型的无线传感器基站的实现无需额外硬件设施，成本低廉。而已知的无线传感网络实现定位的方式（红外线、GPS、超声波和TOA等）并不适合于煤矿井这种有着特殊需求的应用场景中：因红外线的测距误差较大，且受气温、湿度等的影响较大，不适合在煤矿井下使用；而GPS无法在煤矿井下使用；虽然超声波的测距很精确，但是需要添加硬件、增加系统实现的及节点尺寸；TOA(Time of Arrival)，是利用节点信号到达不同基站的时间差来估计节点与基站的距离，该方式须赖附加硬件，成本比较高，其应用场景为比较大的空间尺度，不适合在煤矿井下使用。

基于本实用新型的用于煤矿井下的无线传感器基站，本实用新型还公开了一种用于煤矿井下的安全监控系统，包括无线传感器基站、无线传感器、地面监控中心，其特征在于，所述传感器基站还包括位置坐标监测模块，用于根据所述无线收发模块根据接收来自无线传感器节点发送的信号强度检测所述节点相对所述基站的当前位置坐标，当判断当前位置坐标超过设定阈值，则所述位置坐标监测模块向控制器输出信号，启动告警模块向地面监控中心发出报警。

综上，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：低成本的实现了对煤矿井中的无线传感器节点的位置监测，防止了将传感器节点放置在安全的环境中的规避安全监控的违规操作，能有效的杜绝煤矿井的安全隐患，防范煤矿井安全事故的发生。

附图说明

图1是本实用新型中无线传感器基站的结构框图。

图2是本实用新型实施例中无线传感器节点的结构图。

图3是本实用新型实施例中无线传感器基站的结构图。

具体实施方式

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

参见图1，由控制器、无线收发模块、有线通信模块、告警模块、传感器模块，位置坐标监测模块构成了本实用新型的用于煤矿井的无线传感器基站，其中，位置坐标监测模块与控制器可由单片机集成构成，完成对无线传感器节点的定位检测及监控；无线收发模块用于完成基站和节点之间的无线通信；有线通信模块用于实现基站与地面监控中心的通信；传感器模块用于检测基站所处的环境参数。