[发明专利]基于云计算的矿井无线传感网络火情远程监控系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于矿井火情监控技术领域，特别是一种基于云计算的矿井无线传感网络火情远程监控系统及方法。

背景技术

矿井里面由于存在大量的煤气等易燃易爆气体，很容易发生火灾，一旦矿井中发生火灾，往往伴随着爆炸和塌方，会给矿工的生命财产带来巨大的威胁，会给国家带来巨大的损失。

人们想了很多办法来监控矿井下的情况，目前人们普遍采用的是利用电缆来铺设检测网络，但是由于矿井里面结构复杂，现有的监控方法和系统存在安装不便、维护不便的问题，并且监控系统容易损坏，维修起来非常困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于云计算的矿井无线传感网络火情远程监控系统及方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于云计算的矿井无线传感网络火情远程监控系统，包括通讯基站、无线传感器网络和云计算平台，所述无线传感器网络通过通讯基站与云计算平台相连接，该无线传感器网络包括用于采集煤矿安全数据的无线传感节点、执行器和用于传输煤矿安全数据的无线网关，所述无线传感节点、执行器和无线网关相连接。

一种基于上述矿井无线传感网络火情远程监控系统的监控方法，包括以下步骤：

步骤1、系统进行初始化，建立新的网络，对各信道进行能量扫描，选择一个空闲信道；

步骤2、为步骤1建立的新网络选择一个网络标识符从而建立新的传感器网络，并允许矿井无线路由节点加入；此时路由总节点和云计算平台进行数据循环对接；

步骤3、扫描是否新的无线路由节点加入网络，如有且确认是矿井无线路由节点，则允许其加入并分配16位的网络地址；否则继续扫描；

步骤4、系统接收矿井无线路由节点发送的信息，并将信息传输给云计算平台，云计算平台处理后将控制信号发送给执行器。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1）本发明借助无线传感操作系统的实时调度功能，将无线传感网络很好在矿井环境中得到了应用，同时将环境的数据能实时传送到云计算平台，从而便于与各种矿井专家系统进行对接，避免了传统的矿井电缆布线监控和本地数据分析的局限性；2）本发明的一种基于无线传感与云计算平台的新型矿井火情环境监控系统，具备低成本、自组织、系统功耗低、信息交互方便的特点。

附图说明

图1是基于无线传感的无线传感网络的矿井环境监控系统示意图。

图2是本发明的无线传感节点硬件原理图。

图3是本发明的无线传感路由节点硬件原理图。

图4是基于无线传感的无线路由的节点软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1~图4，一种基于云计算的矿井无线传感网络火情远程监控系统，包括通讯基站、无线传感器网络和云计算平台，所述无线传感器网络通过通讯基站与云计算平台相连接，该无线传感器网络包括用于采集煤矿安全数据的无线传感节点、执行器和用于传输煤矿安全数据的无线网关，所述无线传感节点、执行器和无线网关相连接。

所述无线传感节点包括无线一氧化碳传感节点、无线风压传感节点和无线温度传感节点；执行器包括温度控制器和一氧化碳控制器。

所述无线一氧化碳传感节点包括一氧化碳传感器、msp430微处理器、CC2530射频模块收发器和RS232收发器，其中一氧化碳传感器、CC2530射频模块收发器和RS232收发器均与msp430微处理器相连接。

所述无线风压传感节点包括风压传感器、msp430微处理器、CC2530射频模块收发器和RS232收发器，其中风压传感器、CC2530射频模块收发器和RS232收发器均与msp430微处理器相连接。

所述无线温度传感节点包括温度传感器、msp430微处理器、CC2530射频模块收发器和RS232收发器，其中温度传感器、CC2530射频模块收发器和RS232收发器均与msp430微处理器相连接。

一种基于上述矿井无线传感网络火情远程监控系统的监控方法，包括以下步骤：

步骤1、系统进行初始化，建立新的网络，对各信道进行能量扫描，选择一个空闲信道；

步骤2、为步骤1建立的新网络选择一个网络标识符从而建立新的传感器网络，并允许矿井无线路由节点加入；此时路由总节点和云计算平台进行数据循环对接；

步骤3、扫描是否新的无线路由节点加入网络，如有且确认是矿井无线路由节点，则允许其加入并分配16位的网络地址；否则继续扫描；