基于Enocean—WiFi的矿井空气智能监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空气质量监测系统，特别涉及一种基于Enocean—WiFi的矿井空气智能监测系统。
【背景技术】
[0002]我国煤矿大多分布在交通和信息不便的偏远丘陵山区，同时矿井内有着特殊的作业环境，瓦斯煤尘爆炸，一氧化碳中毒，火灾等事故制约着煤矿的安全生产。传统的矿井安全监测系统的组网大多是采用有线的方式传输信号，然而光缆、电缆在矿井中布线不方便，费用较高，容易损坏，由于距离远，信息不能及时准确的反馈，并且监控范围小。
[0003]随着计算机、自动化、电子技术的不断发展，无线网络传感器网络技术被应用到矿井安全监测系统中。通常情况下，无线传感器节点由电池供电，在监测范围较广的无线传感器网络中，通常有成百上千个节点，当在恶劣的矿井环境下，增加了更换电池的难度大和成本。
【发明内容】
[0004]本发明是针对矿井内空气监测存在的问题，提出了一种基于Enocean—WiFi的矿井空气智能监测系统，无源无线通讯技术，基于Enocean—WiFi双重网络，解决矿下空气监测系统采用传统的有线和无线方式带来的问题。
[0005]本发明的技术方案为:一种基于Enocean—WiFi的矿井空气智能监测系统，包括Enocean无源无线通讯模块、空气质量传感模块、空气检测传感器中心节点、WiFi模块、云端、上位机；所述空气质量传感模块包括数种空气检测传感器节点，空气检测传感器至少有一氧化碳传感器、甲烷传感器、温度传感器、风压传感器、粉尘传感器5种传感器，其中各个空气检测传感器节点设置在矿井下，通过Enocean无源无线网络将信息汇总到空气检测传感器中心节点，再由空气检测传感器中心节点将信息通过WiFi送到矿井上的云端，云端通过网络与上位机通讯。
[0006]所述空气检测传感器中心节点包括Enocean模块和WiFi模块，对Enocean模块和WiFi模块进行二次封装形成EnOcean-WiFi转换模块，EnOcean-WiFi转换模块采用C0RTEX-M0芯片驱动，构建Enocean和WiFi混合型通信协议，EnOcean-WiFi转换模块包括Enocean、WiFi两个射频系统和天线，Enocean射频系统实现远距离射频识别，WiFi射频系统实现数据传输和网络交换。
[0007]系统还包括语音播报模块、报警装置、移动终端，上位机对云端数据分析，定时通过语音播报模块播报，当空气质量有问题时，送报警信号到报警装置报警，移动终端通过WiFi或3G流量与上位机进行远程控制和查看空气质量监测的信息。
[0008]本发明的有益效果在于:本发明基于Enocean—WiFi的矿井空气智能监测系统，基于Enocean—WiFi双重网络的矿井空气智能监测系统，矿井下无线传感器节点通过Enocean无线无源技术通讯，不需要电池为传感器节点供电，降低了成本！Enocean转WiFi模块二次封装后体积小、功耗低、应用范围广，实现远程的控制和数据监测；语音播报和短信推送为监控人员提供了便利，同时通过移动终端也可以进行远程控制和查看空气质量监测的信息，无需监控人员实时查看电脑显示数据。该监测系统灵活性和稳定性好、监测范围广，具有智能、节能、低功耗的特点。
【附图说明】
[0009]图1是本发明矿井空气智能监测系统网络结构框图；
图2是本发明无线传感器网络总体结构图；
图3是本发明空气检测传感器中心节点示意图；
图4是本发明监控系统工作流程图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示矿井空气智能监测系统网络结构框图，系统包括Enocean无源无线通讯模块、井下空气质量传感模块、空气检测传感器中心节点、WiFi模块、云端、上位机(PC机/移动终端)、语音播报模块以及监控人员的移动终端；所述空气质量传感模块包括数种空气检测传感器节点，空气检测传感器至少有一氧化碳传感器、甲烷传感器、温度传感器、风压传感器、粉尘传感器等5种传感器。其中各个空气检测传感器节点设置在矿井下，通过Enocean无源无线网络将信息汇总到空气检测传感器中心节点，再由空气检测传感器中心节点将信息送到矿井上的云端，云端通过网络与上位机通讯。
[0011]如图2所示无线传感器网络总体结构图，数种空气检测传感器节点采用EnOcean协议进行通讯，EnOcean无源无线通讯模块传输，传感器节点无需使用电池供电，而且抗干扰能力强，适用矿下环境；经过Enocean — WiFi转换模块，将节点数据传输到云端，通过上位机通过Internet分析云端数据，分析结果通过WiFi发送到移动终端。
[0012]如图3所示空气检测传感器中心节点示意图，把EnOcean和WiFi技术优势相结合，采用C0RTEX-M0芯片驱动，构建混合型通信协议，对Enocean模块和WiFi模块进行二次封装(形成EnOcean转WiFi模块)进行二次封装，减小体积和功耗。Enocean—WiFi转换模块具有Enocean和WiFi两个射频系统和天线，Enocean部分实现远距离射频识别，WiFi部分实现数据传输和网络交换，C0RTEX-M0芯片上无缝连接A/D转换器，传感器模块通过Enocean无源无线通信无需电源供电，EnOcean-WiFi转换模块用C0RTEX-M0芯片驱动，需要电源供电，电源模块给封装模块供电。
[0013]如图4所示监控系统工作流程图，传感器节点动作后，空气检测传感器中心节点接收各种传感器采集的所有信息，此后将数据发送到云端，云端可以存储大量的数据，上位机对云端数据分析，定时推送短信、语音播报，当空气质量有问题时，进行报警和推送短信告警，移动终端可以通过WiFi或3G流量与上位机进行远程控制和查看空气质量监测的信息。短信发送到手机上的，可随时查看。
【主权项】
1.一种基于Enocean—WiFi的矿井空气智能监测系统，其特征在于，包括Enocean无源无线通讯模块、空气质量传感模块、空气检测传感器中心节点、WiFi模块、云端、上位机；所述空气质量传感模块包括数种空气检测传感器节点，空气检测传感器至少有一氧化碳传感器、甲烷传感器、温度传感器、风压传感器、粉尘传感器5种传感器，其中各个空气检测传感器节点设置在矿井下，通过Enocean无源无线网络将信息汇总到空气检测传感器中心节点，再由空气检测传感器中心节点将信息通过WiFi送到矿井上的云端，云端通过网络与上位机通讯。2.根据权利要求1所述基于Enocean—WiFi的矿井空气智能监测系统，其特征在于，所述空气检测传感器中心节点包括Enocean模块和WiFi模块，对Enocean模块和WiFi模块进行二次封装形成EnOcean-WiFi转换模块，EnOcean-WiFi转换模块采用C0RTEX-M0芯片驱动，构建Enocean和WiFi混合型通信协议，EnOcean-WiFi转换模块包括EnocearuWiFi两个射频系统和天线，Enocean射频系统实现远距离射频识别，WiFi射频系统实现数据传输和网络交换。3.根据权利要求1所述基于Enocean—WiFi的矿井空气智能监测系统，其特征在于，系统还包括语音播报模块、报警装置、移动终端，上位机对云端数据分析，定时通过语音播报模块播报，当空气质量有问题时，送报警信号到报警装置报警，移动终端通过WiFi或3G流量与上位机进行远程控制和查看空气质量监测的信息。
【专利摘要】本发明涉及一种基于Enocean—WiFi的矿井空气智能监测系统，其特征在于，包括Enocean无源无线通讯模块、空气质量传感模块、空气检测传感器中心节点、WiFi模块、云端、上位机；所述空气质量传感模块包括设置在矿井下的数种空气检测传感器节点，通过Enocean无源无线网络将信息汇总到空气检测传感器中心节点，再将信息通过WiFi送到矿井上的云端，云端通过网络与上位机通讯。通过Enocean无线无源技术通讯，不需要电池为传感器节点供电Enocean转WiFi模块二次封装后体积小、功耗低；同时通过移动终端也可以进行远程控制和查看空气质量监测的信息，语音播报和短信推送为监控人员提供了便利，无需监控人员实时查看电脑显示数据。
【IPC分类】E21F17/18
【公开号】CN105134295
【申请号】CN201510583958
【发明人】钱平, 安艳萍, 陈超群, 薛亮, 李伟, 贾璐
【申请人】上海应用技术学院
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月15日