[发明专利]一种井壁检测终端的低功耗无线通讯系统及检测通讯方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低功耗无线通讯技术领域，具体涉及一种井壁检测终端的低功耗无线通讯装置及检测通讯方法。

背景技术

煤矿井筒是煤矿生产的咽喉要道，为保证井壁的施工质量，有必要对筑壁过程中井壁的相关工作状况进行监测，如混凝土浇注后壁内及壁后冻土的温度变化、井壁内应力、井壁位移等；筑壁完成后仍有必要对井壁的工作状况进行长期的监测。

与其它领域的监测技术相比，实施井壁监测面临着一些特殊的困难。

1)不便引入供电线路，尤其在筑壁期间；

2)井壁内暴露的线缆不易保护，如因吊盘升降刮断、放炮时冲击受损等；

3)监测终端安装后，一旦吊盘落下或升起，就无法接近，而吊盘升降的作业成本很高；

4)筑壁的作业周期时间较长，如建设一个600米的井筒，筑壁时间往往在一年以上，因此要求监测终端能够长时间地运行；

5)监测终端应体积小、便于安装、防水防潮、安全。

针对上述情况，有必要对监测终端进行开发，使其具有电池供电、无线通讯、自动定时采集与记录等功能。并利用一种便携式无线采集装置与无线监测终端通讯，在吊桶或其它提升装置的移动过程中，与多个无线监测终端进行通讯，即时提取各无线监测终端内所记录的监测信息，从而克服井壁监测所面临的困难。这一手段可称之为便携式无线采集技术。

中国专利ZL201410100335.0公开了一种立井井壁变形分布式光纤检测方法，将传感光纤按检测路线铺设在井壁混凝土表面，用粘结剂进行打底和封槽，使传感光纤与井壁混凝土同步协调变形，当立井井壁受冻结压力、含水层水压力及注浆压力等压力作用而发生变形时，测试立井受外界压力作用下井壁轴向和环向应变值。分布式光纤传感技术为通过整个光纤长度上对沿光纤几何路径分布的变化量进行连续测量，得到后向布里渊散射光频率的漂移量，分析光纤周围应变的分布变化。根据立井井壁变形前后的应变值变化，探测井壁变形的损伤识别，实现对立井井壁检测的目的。该方法具有分布式、精度高、安装简便及成本低廉等特点，可适用于各种施工工艺下立井井壁的变形检测。但该测量法不适用于长时间经常性的测量。

发明内容

本发明目的在于，克服现有技术中的缺陷，降低监测终端的功耗，使其凭借有限的电池容量完成整个筑壁期间乃至更长时间的监测任务。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：提供一种井壁检测终端的低功耗无线通讯系统，所述系统包括设置在井壁上的若干个无线监测终端装置和便携式无线采集装置，每个所述无线监测终端装置包括与第一单片机最小系统连接的第一无线通讯组件、实时时钟模块、第一电池供电模块、监测驱动模块和外接传感器，便携式无线采集装置包括与第二单片机最小系统连接的第二无线通讯组件、存储器模块、第二电池供电模块与键盘液晶显示模块。

一种采用上述井壁检测终端的低功耗无线通讯系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：

步骤1，无线监测终端在实时时钟模块的控制下，定时唤醒第一单片机最小系统，当定时监测时间间隔到时，建立监测状态标志并进入监测状态；

步骤2，在监测状态下，通过监测驱动模块和外接传感器监测并记录井壁参数；

步骤3，完成监测任务后，通过软件控制使第一单片机最小系统进入休眠状态以降低其功耗。

一种采用上述井壁检测终端的低功耗无线通讯系统的通讯方法，所述通讯方法包括如下步骤：

步骤1，无线监测终端在实时时钟模块的控制下，当达到通讯唤醒时间时，建立唤醒标志，从而进入通讯唤醒状态；

步骤2，在唤醒状态下，无线监测终端每当1秒定时时间到即启动无线通讯组件，并使无线通讯组件进入无线发送模式，然后通过无线通讯组件发出一次短促的呼叫信息，利用CSMA/CD机制检测是否收到便携式无线采集装置的应答信息，如未收到应答信息，则立即关闭无线通讯组件，进而使第一单片机最小系统进入休眠状态，直到下一秒定时时间到时重复这一过程；

步骤3，当便携式无线采集装置移动至有效通讯距离之内时，将会捕捉到无线监测终端发出的呼叫信息并立即予以应答；无线监测终端收到这一应答信息后，即转入无线接收模式，以接收便携式无线采集装置发出数据采集命令；

如果无线监测终端收到便携式无线采集装置发出的数据采集命令，首先对命令进行解析，检查是否需要更新定时工作参数与唤醒时间间隔参数，如有需要则对其进行更新，从而使无线监测装置按新的工作参数运行；然后无线监测终端将转为发送方式，并将其所记录的全部采集信息通过第一无线通讯模块发出；