[发明专利]矿井环境无线探测系统

权利要求书

1.矿井环境无线探测系统，其特征是，包括：

用于对矿井环境进行监测的无线传感器网络；

用于接收来自无线传感器网络所传输数据的网络服务器；

用于存储矿井环境监控终端监控时所需数据的存储器；

用于根据网络服务器及存储器的数据实时监控、并通过无线传感器网络发送各种指令到传感器节点的矿井环境监控终端；

所述无线传感器网络通过光纤调制解调器接入井上的网络交换机，由网络交换机分别接入网络服务器、存储器和矿井环境监控终端。

2.根据权利要求1所述的矿井环境无线探测系统，其特征是，所述的无线传感器网络包括传感器节点、数据处理节点、通信节点和汇聚节点，其中汇聚节点通过光纤调制解调器接入井上的网络交换机；传感器节点用于对矿井环境监测数据进行采集，并将采集的矿井环境监测数据发送至其通信范围内的一个数据处理节点；数据处理节点对矿井环境监测数据进行压缩处理后将压缩后的矿井环境监测数据发送给其通信范围内的一个通信节点，通信节点用于收集多个数据处理节点的矿井环境监测数据，并将收集的矿井环境监测数据沿最优路由路径发送至汇聚节点。

3.根据权利要求2所述的矿井环境无线探测系统，其特征是，所述的传感器节点内置有环境传感器。

4.根据权利要求3所述的矿井环境无线探测系统，其特征是，所述环境传感器包括传感器探头，环境传感器为温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、一氧化碳传感器、甲烷传感器、氧气传感器中的一种或任几种，所述环境传感器节点检测到数据超过阈值时加快上报频率。

5.根据权利要求1-4任一项所述的矿井环境无线探测系统，其特征是，矿井环境监控终端包括通信模块、数据处理模块、数据显示模块、指令发送模块，其中数据显示模块、指令发送模块皆与数据处理模块的输出端通信连接，数据处理模块的输入端与通信模块通信连接，通信模块通信连接网络服务器。

6.根据权利要求2-4任一项所述的矿井环境无线探测系统，其特征是，数据处理节点将压缩后的矿井环境监测数据发送给其通信范围内的一个通信节点，具体包括：

(1)初始化时，数据处理节点与其通信范围内的各个通信节点进行信息交互，从而获取其通信范围内的各通信节点的信息，根据获得的信息计算各通信节点的权值；

其中，设D_ab表示通信节点的权值，D_ab的计算公式为：

式中，L(a,b)为数据处理节点a与其通信范围内的通信节点b之间的距离，V_a为数据处理节点a的通信距离，E_ab为设定量的矿井环境监测数据从数据处理节点a到通信节点b的能量开销，W_ab0为该通信节点b的当前剩余能量，q₁、q₂为预设的权重系数；

(2)根据权值由大到小的顺序对各通信节点进行排序，生成邻居通信节点列表；

(3)在将矿井环境监测数据进行压缩后，确定邻居通信节点列表中排序最前的通信节点是否满足能量要求，若满足，则将该通信节点作为目的节点，若不满足，则按照排序选择下一个通信节点，直至选出一个满足能量要求的通信节点作为目的节点，其中满足能量要求为当前剩余能量大于预设的最小能量值；

(4)将压缩后的矿井环境监测数据持续发送至目的节点，直至目的节点不满足能量要求，返回(3)。