基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種空氣質量監測系統，特別涉及一種基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監測系統。
【背景技術】
[0002]我國煤礦大多分布在交通和信息不便的偏遠丘陵山區，同時礦井內有著特殊的作業環境，瓦斯煤塵爆炸，一氧化碳中毒，火災等事故制約著煤礦的安全生產。傳統的礦井安全監測系統的組網大多是采用有線的方式傳輸信號，然而光纜、電纜在礦井中布線不方便，費用較高，容易損壞，由于距離遠，信息不能及時準確的反饋，并且監控范圍小。
[0003]隨著計算機、自動化、電子技術的不斷發展，無線網絡傳感器網絡技術被應用到礦井安全監測系統中。通常情況下，無線傳感器節點由電池供電，在監測范圍較廣的無線傳感器網絡中，通常有成百上千個節點，當在惡劣的礦井環境下，增加了更換電池的難度大和成本。
【發明內容】
[0004]本發明是針對礦井內空氣監測存在的問題，提出了一種基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監測系統，無源無線通訊技術，基于Enocean—WiFi雙重網絡，解決礦下空氣監測系統采用傳統的有線和無線方式帶來的問題。
[0005]本發明的技術方案為:一種基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監測系統，包括Enocean無源無線通訊模塊、空氣質量傳感模塊、空氣檢測傳感器中心節點、WiFi模塊、云端、上位機；所述空氣質量傳感模塊包括數種空氣檢測傳感器節點，空氣檢測傳感器至少有一氧化碳傳感器、甲烷傳感器、溫度傳感器、風壓傳感器、粉塵傳感器5種傳感器，其中各個空氣檢測傳感器節點設置在礦井下，通過Enocean無源無線網絡將信息匯總到空氣檢測傳感器中心節點，再由空氣檢測傳感器中心節點將信息通過WiFi送到礦井上的云端，云端通過網絡與上位機通訊。
[0006]所述空氣檢測傳感器中心節點包括Enocean模塊和WiFi模塊，對Enocean模塊和WiFi模塊進行二次封裝形成EnOcean-WiFi轉換模塊，EnOcean-WiFi轉換模塊采用C0RTEX-M0芯片驅動，構建Enocean和WiFi混合型通信協議，EnOcean-WiFi轉換模塊包括Enocean、WiFi兩個射頻系統和天線，Enocean射頻系統實現遠距離射頻識別，WiFi射頻系統實現數據傳輸和網絡交換。
[0007]系統還包括語音播報模塊、報警裝置、移動終端，上位機對云端數據分析，定時通過語音播報模塊播報，當空氣質量有問題時，送報警信號到報警裝置報警，移動終端通過WiFi或3G流量與上位機進行遠程控制和查看空氣質量監測的信息。
[0008]本發明的有益效果在于:本發明基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監測系統，基于Enocean—WiFi雙重網絡的礦井空氣智能監測系統，礦井下無線傳感器節點通過Enocean無線無源技術通訊，不需要電池為傳感器節點供電，降低了成本！Enocean轉WiFi模塊二次封裝后體積小、功耗低、應用范圍廣，實現遠程的控制和數據監測；語音播報和短信推送為監控人員提供了便利，同時通過移動終端也可以進行遠程控制和查看空氣質量監測的信息，無需監控人員實時查看電腦顯示數據。該監測系統靈活性和穩定性好、監測范圍廣，具有智能、節能、低功耗的特點。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明礦井空氣智能監測系統網絡結構框圖；
圖2是本發明無線傳感器網絡總體結構圖；
圖3是本發明空氣檢測傳感器中心節點示意圖；
圖4是本發明監控系統工作流程圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示礦井空氣智能監測系統網絡結構框圖，系統包括Enocean無源無線通訊模塊、井下空氣質量傳感模塊、空氣檢測傳感器中心節點、WiFi模塊、云端、上位機(PC機/移動終端)、語音播報模塊以及監控人員的移動終端；所述空氣質量傳感模塊包括數種空氣檢測傳感器節點，空氣檢測傳感器至少有一氧化碳傳感器、甲烷傳感器、溫度傳感器、風壓傳感器、粉塵傳感器等5種傳感器。其中各個空氣檢測傳感器節點設置在礦井下，通過Enocean無源無線網絡將信息匯總到空氣檢測傳感器中心節點，再由空氣檢測傳感器中心節點將信息送到礦井上的云端，云端通過網絡與上位機通訊。
[0011]如圖2所示無線傳感器網絡總體結構圖，數種空氣檢測傳感器節點采用EnOcean協議進行通訊，EnOcean無源無線通訊模塊傳輸，傳感器節點無需使用電池供電，而且抗干擾能力強，適用礦下環境；經過Enocean — WiFi轉換模塊，將節點數據傳輸到云端，通過上位機通過Internet分析云端數據，分析結果通過WiFi發送到移動終端。
[0012]如圖3所示空氣檢測傳感器中心節點示意圖，把EnOcean和WiFi技術優勢相結合，采用C0RTEX-M0芯片驅動，構建混合型通信協議，對Enocean模塊和WiFi模塊進行二次封裝(形成EnOcean轉WiFi模塊)進行二次封裝，減小體積和功耗。Enocean—WiFi轉換模塊具有Enocean和WiFi兩個射頻系統和天線，Enocean部分實現遠距離射頻識別，WiFi部分實現數據傳輸和網絡交換，C0RTEX-M0芯片上無縫連接A/D轉換器，傳感器模塊通過Enocean無源無線通信無需電源供電，EnOcean-WiFi轉換模塊用C0RTEX-M0芯片驅動，需要電源供電，電源模塊給封裝模塊供電。
[0013]如圖4所示監控系統工作流程圖，傳感器節點動作后，空氣檢測傳感器中心節點接收各種傳感器采集的所有信息，此后將數據發送到云端，云端可以存儲大量的數據，上位機對云端數據分析，定時推送短信、語音播報，當空氣質量有問題時，進行報警和推送短信告警，移動終端可以通過WiFi或3G流量與上位機進行遠程控制和查看空氣質量監測的信息。短信發送到手機上的，可隨時查看。
【主權項】
1.一種基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監測系統，其特征在于，包括Enocean無源無線通訊模塊、空氣質量傳感模塊、空氣檢測傳感器中心節點、WiFi模塊、云端、上位機；所述空氣質量傳感模塊包括數種空氣檢測傳感器節點，空氣檢測傳感器至少有一氧化碳傳感器、甲烷傳感器、溫度傳感器、風壓傳感器、粉塵傳感器5種傳感器，其中各個空氣檢測傳感器節點設置在礦井下，通過Enocean無源無線網絡將信息匯總到空氣檢測傳感器中心節點，再由空氣檢測傳感器中心節點將信息通過WiFi送到礦井上的云端，云端通過網絡與上位機通訊。2.根據權利要求1所述基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監測系統，其特征在于，所述空氣檢測傳感器中心節點包括Enocean模塊和WiFi模塊，對Enocean模塊和WiFi模塊進行二次封裝形成EnOcean-WiFi轉換模塊，EnOcean-WiFi轉換模塊采用C0RTEX-M0芯片驅動，構建Enocean和WiFi混合型通信協議，EnOcean-WiFi轉換模塊包括EnocearuWiFi兩個射頻系統和天線，Enocean射頻系統實現遠距離射頻識別，WiFi射頻系統實現數據傳輸和網絡交換。3.根據權利要求1所述基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監測系統，其特征在于，系統還包括語音播報模塊、報警裝置、移動終端，上位機對云端數據分析，定時通過語音播報模塊播報，當空氣質量有問題時，送報警信號到報警裝置報警，移動終端通過WiFi或3G流量與上位機進行遠程控制和查看空氣質量監測的信息。
【專利摘要】本發明涉及一種基于Enocean—WiFi的礦井空氣智能監測系統，其特征在于，包括Enocean無源無線通訊模塊、空氣質量傳感模塊、空氣檢測傳感器中心節點、WiFi模塊、云端、上位機；所述空氣質量傳感模塊包括設置在礦井下的數種空氣檢測傳感器節點，通過Enocean無源無線網絡將信息匯總到空氣檢測傳感器中心節點，再將信息通過WiFi送到礦井上的云端，云端通過網絡與上位機通訊。通過Enocean無線無源技術通訊，不需要電池為傳感器節點供電Enocean轉WiFi模塊二次封裝后體積小、功耗低；同時通過移動終端也可以進行遠程控制和查看空氣質量監測的信息，語音播報和短信推送為監控人員提供了便利，無需監控人員實時查看電腦顯示數據。
【IPC分類】E21F17/18
【公開號】CN105134295
【申請號】CN201510583958
【發明人】錢平, 安艷萍, 陳超群, 薛亮, 李偉, 賈璐
【申請人】上海應用技術學院
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月15日