基于无线传感器网络的矿井粉尘浓度监测系统

摘要

本发明公开一种基于无线传感器网络的矿井粉尘浓度监测系统，包括：若干个传感器检测节点群，每个传感器检测节点群设置有若干个基本传感器节点，各基本传感器节点包括粉尘浓度传感器、末级微控制器及末级ZigBee收发器；路由器节点群，其中的路由器节点包括二级微控制器与三级ZigBee收发器；汇集结点，包括一级微控制器与二级ZigBee收发器或总线驱动模块；上位机系统，包括PC机或可持移动PDA设备、一级ZigBee收发器或总线驱动模块。本发明不需要任何固定网络的支持，具有快速展开、抗毁性强等特点；能够使用户在任何时间、地点和任何环境条件下获取大量详实而可靠的粉尘浓度信息。

主权项

一种基于无线传感器网络的矿井粉尘浓度监测系统，特征在于其包括：布置在井下监测范围内不同区域的若干个传感器检测节点群，每个传感器检测节点群设置有若干个基本传感器节点，各基本传感器节点包括粉尘浓度传感器、末级微控制器及末级ZigBee收发器，末级ZigBee收发器平时处于休眠状态，粉尘浓度传感器间断地采集粉尘浓度信息，并将采集信号进行A/D转换后，通过末级微控制器进行判断处理，一旦判断得知某个基本传感器节点所在区域的粉尘浓度超过标准值，则通过中断机制将末级ZigBee收发器唤醒，并开始向下述路由节点群发送数据，发送数据包含粉尘浓度信息及该基本传感器节点所在区域的地址信息；用于接收及转发数据信号的路由器节点群，路由器节点群包括处于始发位置的路由器节点与处于中继位置的路由器节点，一个处于始发位置的路由器节点对应一个传感器检测节点群，各路由器节点包括二级微控制器与三级ZigBee收发器，各路由器节点平时处于休眠状态，当有来自基本传感器节点处或下述汇集节点处的数据信号时，即被完全唤醒进入正常工作模式，并根据路由算法进行信号传输；用于接收来自路由器节点群处数据信号的汇集节点，汇集结点包括一级微控制器与二级ZigBee收发器或总线驱动模块，由一级微控制器对接收到数据信号进行筛选，筛除无用数据信号，同时对保留数据信号进行功率放大；用于接收来自汇集节点处数据信号的上位机系统，上微机系统包括PC机或可持移动PDA设备、一级ZigBee收发器或总线驱动模块，上位机系统对接收到的数据进行最后的处理，据此作出判断、显示及报警。