[实用新型]基于物联网用于煤矿瓦斯监测的智能移动Sink节点及其系统

说明书

技术领域

本实用新型属于物联网技术领域，特别涉及一种基于物联网用于煤矿瓦斯监测的智能移动Sink节点及其系统。

背景技术

瓦斯灾害是煤矿中最严重的灾害之一。由于煤矿生产环境复杂，采掘工作面的变化移动和地质条件的不断改变，使得单一瓦斯传感器不能对煤矿瓦斯浓度的变化情况实施全方位监控，导致瓦斯监测监控存在盲区，另外由于瓦斯状态参数信息与巷道的风速、粉尘和温度等其他参数关联度较大，由此带来的各种干扰必定会对监测系统产生严重的影响，使得监测数据具有模糊性、不确定性、不精确性，从而产生了极大的安全隐患。

传统的采用固定Sink节点的无线传感器网络布置方式存在很多不足，而且不具备信息融合和故障诊断的功能，难以适应物联网感知技术的应用要求。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中存在的问题，特别提出一种基于物联网用于煤矿瓦斯监测的智能移动Sink节点及其系统，用以实现信息互补与协同感知，提高了信息的收集效率和系统的容错能力。

本实用新型的详细技术方案如下：

一种基于物联网用于煤矿瓦斯监测的智能移动Sink节点，包括微处理器模块、路由管理模块、存储器模块和数据接口模块，还包括分别与所述微处理器模块连接的故障诊断模块、信息融合模块和无线网络模块，以及分别与所述故障诊断模块和信息融合模块相连接的数据接口模块；

所述数据接口模块，用于接收数据，并将所述数据输出至所述故障诊断模块及所述信息融合模块；

所述故障诊断模块，用于实时解析所述数据，读取所述数据中各传感器的状态信息，根据预设信息判断各传感器的运行状态，将判断结果发送至所述微处理器模块；

所述信息融合模块，用于分析所述数据，根据预设规则，判断所监测煤矿巷道当前的瓦斯安全等级，并将判断结果发送至所述微处理器模块；

所述无线网络模块，用于根据所述微处理器模块的指令，接收监测数据，发出控制信息及调度信息。

较佳地，所述无线网络模块为ZigBee无线网络模块。

较佳地，所述数据接口模块为无线数据接口模块。

其中，所述预设信息及所述预设规则均存储于所述存储器内。

一种基于物联网用于煤矿瓦斯监测的智能移动Sink系统，包括分为若干簇的物联网感知域，其中每个簇均含有若干无线传感器和一个簇头节点，还包括Sink节点，其分别与各簇头节点连接，用于在每个采样周期中，分别接收各簇头节点上传的本簇内若干无线传感器的数据，经过分析、处理后，发出控制信息及调度信息；

其中，所述智能移动Sink节点，包括微处理器模块、路由管理模块、存储器模块和数据接口模块，还包括分别与所述微处理器模块连接的故障诊断模块、信息融合模块和无线网络模块，以及分别与所述故障诊断模块和信息融合模块相连接的数据接口模块；

所述数据接口模块，用于接收各传感器发出的监测数据，并将所述数据输出至所述故障诊断模块及所述信息融合模块；

所述故障诊断模块，用于实时解析所述数据，读取所述数据中各传感器的状态信息，根据预设信息判断各传感器的运行状态，将判断结果发送至所述微处理器模块；

所述信息融合模块，用于分析所述数据，根据预设规则，判断所监测煤矿巷道当前的瓦斯安全等级，并将判断结果发送至所述微处理器模块；

所述无线网络模块，用于根据所述微处理器模块的指令，接收监测数据，发出控制信息及调度信息。

较佳地，还包括与所述智能移动Sink节点连接的显示模块，用于实时将所述控制信息、故障诊断信息及所述调度信息分类显示。

较佳地，所述每个簇的若干无线传感器节点均围绕所述簇头节点呈星状布置。

本实用新型通过智能移动Sink节点把信息融合、故障诊断和路由管理功能集于一身，从而把智能化的物联网感知技术应用于煤矿瓦斯监控，能够全方位地感知矿山灾害征兆，对瓦斯、温度、风量、风速等信号数据采样，提取它们的特征量，运用相应的信息融合技术，实现了信息互补与协同感知，并运用传感器故障诊断功能实时感知无线传感器节点的运行状态。本装置的开发能够充分发挥物联网感知技术在煤矿井下应用的优势，正确感知煤矿瓦斯灾害状况，感知节点设备的健康状态，为煤矿的安全监测应用物联网提供了一个很好的感知层解决方案，较大提升了对煤矿瓦斯的实时监测和预警预报能力，为提高煤矿生产效率和加大安全管理提供了一个全新的综合信息化平台。

附图说明

图1为本实用新型实施例智能移动Sink节点示意图；

图2为本实用新型实施例智能移动Sink节点电路连接示意图；