[发明专利]无线传感器信息融合的煤矿安全监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿安全监测领域，特别是多无线传感器信息融合的煤矿安全监测系统。

背景技术

煤炭资源是我国能源资源的重要组成部分，煤炭工业的持续、快速、健康发展是我国社会主义经济建设顺利进行的重要保障。然而煤矿生产过程复杂，生产环境恶劣，受到水、火、瓦斯、煤尘和冒顶等多种自然灾害因素的威胁，煤矿安全生产监测一直是制约煤矿发展的一个关键性问题。

目前，煤矿综合监控系统在井下主传输通道采用以光纤为主的工业以太网，设备层采用以现场总线为主的网络结构，传感器采用有线的模拟信号或数字信号传输；基本已监控了煤矿井下几乎所有的静态设备。但是，井下依然有部分移动设备的工况参数及周边环境参数还没有完全纳入到系统监控之中，而这些信息对于平时的安全监测和灾后的救援指挥都是非常重要的。无线接入技术的发展使煤矿井下动态监控已经是煤矿安全监控的发展方向。

因此，有必要结合煤矿生产条件和工艺特征，利用无线传感器网络、多传感器信息融合技术构建煤矿安全监测系统，进行全方位的安全环境信息的监测，提前预防，降低事故发生率。

无线传感器网络中，众多传感器节点采集的数据将十分巨大，不加处理直接进行传输将会给整个网络带来极大的负担，影响网络传输的效率和稳定，所以有必要通过数据压缩算法进行处理，减少数据储存量，降低网络传输率。

发明内容

本发明目的是设计一种无线传感器信息融合的煤矿安全监测终端，主要包括瓦斯、CO、温度及湿度感知，利用利用时空压缩理论压缩处理传感器数据，实现煤矿生产的安全环境信息实时监测。

无线传感器信息融合的煤矿安全监测系统，其特征在于，包括主控MCU，无线通信模块、传感器模块、键盘显示模块、报警模块、系统电量监测模块，主控MCU对采集到的传感器数据采用信息融合技术进行分析处理后，通过无线通信模块与部署在矿井巷道中的传感器节点和基站进行无线通信，将巷道周围的环境信息上传监控中心。

煤矿安全监测终端与部署在矿井巷道中的传感器节点之间采用ZigBee技术形成无线传感器网络。

所述的传感器模块包括瓦斯传感器、CO传感器、温度传感器及湿度传感器。

所述的显示模块包括键盘模块和液晶显示器。

所述的报警模块包括声音和红光报警电路。

无线传感器信息融合的煤矿安全监测系统采用时空压缩传感理论对融合处理瓦斯传感器、CO传感器、温度传感器及湿度传感器数据，即对传感器数据先进行时空压缩后再进行无线网络传输。

本发明采用无线传感器技术，对多参数传感器信息进行融合，对煤矿生产的安全信息感知具有实际意义。

附图说明

图1为本发明无线传感器信息融合的煤矿安全监测系统的结构框图。

图2为本发明无线传感器信息融合的煤矿安全监测系统的传感数据时空压缩感知模型。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明作进一步的说明。

无线传感器信息融合的煤矿安全监测终端，包括主控MCU，无线通信模块、传感器模块、键盘显示模块、报警模块、系统电量监测模块，主控MCU对采集到的传感器数据采用信息融合技术进行分析处理后，通过无线通信模块与部署在矿井巷道中的传感器节点和基站进行无线通信，将巷道周围的环境信息上传监控中心。所述的主控MCU采用MSP430F149单片机，MSP430F149单片机主要硬件性能指标有：闪速存储器容量为60KB+256B、RAM容量为2KB、具有两个16位定时器、一个高速8通道12位A/D转换器、两个USART通用串行同步/异步通信接口。所述的MSP430F149单片机外接无线通信模块、传感器模块、键盘显示模块、报警模块、系统电量监测模块。