矿井多环境参数无线监测定位装置.pdf

一种矿井多环境参数无线监测定位装置，该装置主要由前端采集节点I、无线中继节点II、无线监测节点III组成，前端采集节点I、无线中继节点II及无线监测节点III均通过无线传输连接。该矿井多环境参数无线监测及定位装置可以同时监测矿井中的多种环境参数，以无线通迅的方式进行数据传输，方便监测装置在矿井中的部署，此外，前端采集节点之间可以相互定位，以便工作人员可以准确的获知险情出现的准确区域。

1.  一种矿井多环境参数无线监测及定位装置，主要由前端采集节点(I)、无线中继节点(II)、无线监测节点(III)组成，其特征是：前端采集节点(I)、无线中继节点(II)及无线监测节点(III)均通过无线传输连接。

2.  根据权利要求1所述的矿井多环境参数无线监测及定位装置，其特征是：所述前端采集节点(I)主要由温度传感器(1)、湿度传感器(2)、瓦斯传感器(3)、天线(6)、电源(11)及节点主控芯片CC2431(5)组成；温度(1)、湿度(2)及瓦斯传感器(3)通过传感器接口电路(4)与主控芯片CC2431(5)连接，电源(11)通过供电电路(10)与主控芯片CC2431(5)连接；天线(6)与主控芯片CC2431(5)直接连接。

3.  根据权利要求1所述的矿井多环境参数无线监测定位装置，其特征是；无线中继节点(II)主要由主控芯片CC2431(5)、天线(6)、电源(11)组成；电源(11)通过供电电路(10)与主控芯片CC2431(5)连接；天线(6)与主控芯片CC2431(5)直接连接。

4.  根据权利要求1所述的矿井多环境参数无线监测定位装置，其特征是：所述无线监测节点(III)主要由主控芯片CC2431(5)、天线(6)、电源(11)、蜂鸣器(12)及液晶显示模块(9)组成，液晶显示模块(9)通过LCD接口电路(8)与主控芯片CC2431(5)连接；蜂鸣器(12)与主控芯片CC2431(5)连接；电源(11)通过供电电路(10)与主控芯片CC2431(5)连接；天线(6)与主控芯片CC2431(5)直接连接。

矿井多环境参数无线监测定位装置
技术领域
本发明涉及一种监测矿井安全生产的装置，尤其是一种矿井多环境参数无线监测定位装置。
背景技术
矿井工作中，安全问题是重中之重，矿井中环境复杂多变，需要对多种环境参数进行监测。目前，矿井中的环境监测仪器多数只能单一的监测某一种环境参数，不能同时对多种环境参数进行监测，并通过线缆的方式传送数据，使得监测仪器的放置区域受到很大的限制，而且，这些监测仪器不能对环境参数超标的区域进行定位，使得矿井工作人员无法及时获知险情出现的准确区域。
发明内容
为了克服现有仪器不能同时对矿井多种环境参数进行监测的问题，本发明提供了一种矿井多环境参数无线监测定位装置，该装置不仅能够同时监测矿井中温度、湿度、瓦斯等多环境参数，以无线通迅的方式来传递监测数据，并且还可以对环境参数超标的区域进行定位。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该矿井多环境参数无线监测及定位装置主要包括三部分，一是用于对煤矿多环境参数进行收集、处理，通过无线发射器进行发送数据并参与定位的前端采集节点；二是用于对前端采集节点的信号进行接力传递的无线中继节点；三是用于对无线中继节点的信号进行接收并显示的无线监测节点，前端采集节点、无线中继节点及无线监测节均通过无线传输连接。
前端采集节点主要由温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器、天线、电源及节点主控芯片CC2431组成；温度、湿度及瓦斯传感器通过传感器接口电路与主控芯片CC2431连接，电源通过供电电路与主控芯片CC2431连接；天线与主控芯片CC2431直接连接。
放置在巷道中的用于对前端采集节点的信号进行接力传递的无线中继节点，该无线中继节点主要由主控芯片CC2431、天线、电源组成，电源通过供电电路与主控芯片CC2431连接；天线与主控芯片CC2431直接连接。
放置在监测区域的，用于对无线中继节点的信号进行接收并显示的无线监测节点III，该无线监测节点主要由主控芯片CC2431、天线、电源、蜂鸣器及液晶显示模块组成。液晶显示模块通过LCD接口电路与主控芯片CC2431连接；蜂鸣器与主控芯片CC2431连接；电源通过供电电路与主控芯片CC2431连接；天线与主控芯片CC2431直接连接。
工作时，前端采集节点中的温度传感器、湿度传感器、瓦斯传感器监测矿井采掘面的多种环境参数，并通过数模转换电路把监测数据传送到主控芯片CC2431中，由主控芯片CC2431负责对监测数据和常规数据指标进行比较，如果发现当前矿井中多种环境参数中的某种参数超标时，并依据收到周围前端采集节点的无线信号强度和各自方位对其进行定位，把该前端采集节点的位置信息及超标参数信息以无线传输的形式发送给无线中继节点；
无线中继节点收到前端采集节点发送的位置信息和超标参数信息时，对这些信息进行处理、转发，其可以转发到下一无线中继节点或无线监测节点；
当无线监测节点收到无线中继节点转发的位置信息和超标参数信息时，对这些信息进行处理并分别将其送至蜂鸣器进行报警和液晶显示模块进行显示输出。
本发明的有益效果是：该矿井多环境参数无线监测及定位装置可以同时监测矿井中的多种环境参数，以无线通迅的方式进行数据传输，方便监测装置在矿井中的部署，此外，前端采集节点之间可以相互定位，以便工作人员可以准确的获知险情出现的准确区域。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
附图为本发明矿井多环境参数无线监测定位装置的结构原理示意图。
图中，I.前端采集节点，II.无线中继节点，III.无线监测节点，1.温度传感器，2.湿度传感器，3.瓦斯传感器，4.传感器接口电路，5.主控芯片CC2431，6.天线，7.无线连接，8.LCD接口电路，9.液晶显示模块，10.供电电路，11.电源，12.蜂鸣器。
具体实施方式：
该矿井多环境参数无线监测及定位装置主要包括三部分，一是用于对煤矿多环境参数进行收集、处理，通过无线发射器进行发送数据并参与定位的前端采集节点I；二是用于对前端采集节点I的信号进行接力传递的无线中继节点II；三是用于对无线中继节点II的信号进行接收并显示的无线监测节点III，前端采集节点I、无线中继节点II及无线监测节III均通过无线传输连接。
前端采集节点I主要由温度传感器1、湿度传感器2、瓦斯传感器3、天线6、电源11及节点主控芯片CC24315组成；温度1、湿度2及瓦斯传感器3通过传感器接口电路4与主控芯片CC24315连接，电源11通过供电电路10与主控芯片CC24315连接；天线6与主控芯片CC24315直接连接。
放置在巷道中的用于对前端采集节点I的信号进行接力传递的无线中继节点II，该无线中继节点II主要由主控芯片CC24315、天线6、电源11组成，电源11通过供电电路10与主控芯片CC24315连接；天线6与主控芯片CC24315直接连接。
放置在监测区域的，用于对无线中继节点II的信号进行接收并显示的无线监测节点III，该无线监测节点III主要由主控芯片CC24315、天线6、电源11、蜂鸣器12及液晶显示模块9组成；液晶显示模块9通过LCD接口电路8与主控芯片CC24315连接；蜂鸣器12与主控芯片CC24315连接；电源11通过供电电路与主控芯片CC24315连接；天线与主控芯片CC24315直接连接。
工作时，前端采集节点I中的温度传感器1、湿度传感器2、瓦斯传感器3监测矿井采掘面的多种环境参数，并通过数模转换电路把监测数据传送到主控芯片CC24315中，由主控芯片CC24315负责对监测数据和常规数据指标进行比较，如果发现当前矿井中多种环境参数中的某种参数超标时，并依据收到周围前端采集节点I的无线信号强度和各自方位对其进行定位，把该前端采集节点I的位置信息及超标参数信息以无线传输的形式发送给无线中继节点II；
无线中继节点收到前端采集节点I发送的位置信息和超标参数信息时，对这些信息进行处理、转发，其可以转发到下一无线中继节点II或无线监测节点III；
当无线监测节点III收到无线中继节点I转发的位置信息和超标参数信息时，对这些信息进行处理并分别将其送至蜂鸣器12进行报警和液晶显示模块9进行显示输出。