[发明专利]基于LORA技术的煤矿采空区无线传感装置及通讯方法

说明书

本发明涉及一种基于LORA技术的煤矿采空区无线传感装置及通讯方法，属于无线传感和网络通讯领域，在采空区和工作面之间设置M个工作面无线传感装置，对应M个工作面无线传感装置在采空区分别设置N个无线传感采集装置，无线传感采集装置包括处理器，处理器通过电源开关电路连接电池，处理器的通信端口连接气体传感器和温湿度传感器，气体传感器通过电压变换电路连接电源开关电路，处理器还连接存储器和无线传感LORA模块，无线传感LORA模块连接电池，所述的N个无线传感采集装置通过无线传感采集装置的无线传感LORA模块实现无线通讯连接。本发明有效保证了煤矿采空区环境监测数据的实时性和准确性，具有较强的实用性。

技术领域

本发明涉及一种基于LORA技术的煤矿采空区无线传感装置及通讯方法，属于无线传感和网络通讯领域。

背景技术

矿井火灾是煤矿的主要灾害之一，其中，比较突出的为自然发火的问题，且采空区的自然发火占主体地位，因此实时掌握采空区自燃火灾数据，对预防采空区煤炭自燃发火具有重要意义。目前，为了解决上述问题，设计了一种基于ZIGBEE的无线自组网设备，该设备可实时采集煤矿采空区温度和气体浓度，但是ZIGBEE技术容易受到煤柱、矸石等障碍物遮挡，绕射能力弱，通讯距离短，稳定性差，并且ZIGBEE采用无线网格mesh组网，能耗高，在电池供电情况下工作时间有限。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的问题是：提供一种结构设计合理，通讯稳定性好，能够保证设备长期稳定运行，有效保证煤矿采空区环境监测数据的实时性和准确性的基于LORA技术的煤矿采空区无线传感装置及通讯方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的基于LORA技术的煤矿采空区无线传感装置，在靠近工作面的进风巷区域设置网关，在采空区和工作面之间设置M个工作面无线传感装置，网关通过485线连接M个工作面无线传感装置，对应M个工作面无线传感装置在采空区分别设置N个无线传感采集装置，无线传感采集装置包括处理器，处理器通过电源开关电路连接电池，处理器的通信端口连接气体传感器和温湿度传感器，气体传感器通过电压变换电路连接电源开关电路，处理器还连接存储器和无线传感LORA模块，无线传感LORA模块连接电池，所述的N个无线传感采集装置通过无线传感采集装置的无线传感LORA模块实现无线通讯连接。

基于LORA技术的煤矿采空区无线传感装置通过无线传感LORA模块进行通讯，采用SX127X扩频技术，可实现长距离、稳定性通讯，且LORA模块初始化为省电模式，功耗很低，当需要发送数据时，自动配置为唤醒模式，发送完数据后再自动配置为省电模式，满足电池长期工作，本发明能够有效保证煤矿采空区环境监测数据的实时性和准确性，能够及时准确的监测煤矿采空区温湿度及多种气体含量，经地面工作站分析预警，为矿井安全生产提供技术保障，具有较强的实用性。

进一步的优选，处理器通过参数配置电路连接电脑，采用USB端口通讯，既便于工作参数的配置，又便于系统的升级。

进一步的优选，处理器采用STM32L系列单片机，功耗低，适合电池供电，能够保证装置长期稳定运行。

进一步的优选，气体传感器采用一氧化碳传感器、氧气传感器、甲烷传感器和硫化氢传感器中的任意一种或几种的组合。

进一步的优选，电池采用两节锌锰电池串联。

所述的基于LORA技术的煤矿采空区无线传感装置的通讯方法，包括以下步骤：