[发明专利]一种基于Wi-Fi MESH技术的煤矿本安型多功能水文监测平台

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿水文监测领域，是一种基于Wi-Fi MESH技术的煤矿本安型水文多功能监测平台。该平台主要针对当前水文监测的实时、远程和大面积的要求，以无线MESH网络为构架，利用Wi-Fi技术与水温传感器、液位传感器、PH值传感器、浊度传感器、电导率传感器、水化学系列水质传感器相结合，实现对目标水域水文状况的远程实时监测。 

背景技术

随着传感器技术和数据通讯技术的发展，一个精度更高、实时性更强、运行更可靠、自动化程度更高，能够连续长期测量并利用计算机分析、辅助决策的，适用各种不同环境的水位（水压）数据进行时实测量和采集，对矿井水害进行及时预报的矿井水文动态智能监测系统，对于及时掌握地下水动态、保证矿井的安全具有重要的现实意义。在日常工作中，该系统通过观测孔水位的变化可以进行矿井涌水量的预计，对矿井规划、发展具有重要指导意义；开采过程中，可以进行采、掘、开工作面涌水量预计，对合理布置排水系统，保证安全生产具有重要作用；突水发生后，可以通过该系统及时掌握地下水位动态变化，对突水水源进行迅速准确的分析、判断，有针对地进行防治水工作，最大限度的减少损失。但目前煤矿井下的水压数据一般是通过有线（RS485或者频率信号）进行数据传输，在发生事故导致断网或者停电情况下，井下的水压数据就不能传输到地面，无从了解现场情况，给排水和施救带来很大的问题。日新月异的现代通信技术可以解决一些普通的通信问题，但是煤矿井下属于恶劣的爆炸性气体环境，所以实现通信前为了保证安全，设备的防爆处理尤为重要。 

 无线网状网(Wi-Fi Mesh)，是一种基于Wi-Fi技术而发展出来的一种新型的无线城域网解决方案，由于其具有自组网,自修复,自平衡,自动扩展等特点,目前正在世界范围内尤其是欧美等发达国家掀起应用热潮。与传统无线网络完全不同，Wi-Fi-Mesh大幅降低运营商对网络部署的成本和复杂程度，具有如下特点：

(1)是一种新型无线技术，提供无线路由功能，可扩展Wi-Fi形成无线城域网；

(2)单节点无线性能比Wi-Fi有很大增强，满足构建无线城域网的要求；

(3)网络拓扑成网状；

(4)具备多跳功能；

(5)网络具有自组织能力；

(6)网络具有自修复能力；

(7)网络具有自平衡能力；

(8)高带宽，低成本。

发明内容

本发明提供了一种在煤矿井下的特殊环境中，不仅能够实现水温、液位、PH值、浊度、电导率、水化学系列水质数据采集，还可以实时配合其他通信设备通过有线和无线多种方式传送数据信息，并在掉电时存储各种数据信息的基于Wi-Fi MESH技术的煤矿本安型水文多功能监测平台，本技术方案不仅扩展了功能、降低了成本造价、安装简单、维护方便、而且彻底杜绝了安全隐患。 

所述的基于Wi-Fi MESH技术的煤矿本安型水文监测平台，由多个无线水文监测节点构成，每个节点的主要功能模块包括电源模块、处理器模块、无线收发模块、存储模块、水温传感器、液位传感器、PH值传感器、浊度传感器、电导率传感器、水化学系列水质传感器等。

所述的一种基于Wi-Fi MESH技术的煤矿本安型水文监测平台，基于Wi-Fi技术标准，通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络，实现对目标水域的实时远程监测。

所述的电源模块拥有蓄电池、太阳能电池、风能转换器和AC/DC电源转换器四重保障，保证平台充足而安全的电源供应。

每个监测节点监测的数据可以沿着其他传感器节点逐跳地进行数据传输，在传输过程中监测数据可被多个节点处理，经过多跳后路由到会聚结点，最后到达调度中心计算机。用户通过调度中心计算机对Wi-Fi MESH网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。

所述的一种基于Wi-Fi MESH技术的煤矿本安型水文监测平台内部的电路全部为本质安全电路,既可以保证在煤矿井上环境应用，也可以保证在煤矿井下爆炸性环境进行应用。