专利名称：基于无线传感网络的煤场安全监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钢铁冶金、电力、煤炭、煤化工、码头等地封闭式煤场的安全监控领域。
背景技术：
全封闭式的贮煤场(主要是封闭式圆形煤场、干煤棚等)是近年来发展起来的新型贮煤形式，其布置结构形式虽较为复杂，但自动化程度较高，且粉尘污染很小，目前已得到了广泛的应用。封闭煤场有其优点，但同时也存在一些问题，尤其是圆形煤场内的煤堆自燃现象时有发生，且发生频率明显高于普通露天煤场，给エ厂的安全运行带来了隐患。 传统的煤场安全监控系统是以电线和电缆作为主要传输介质组成的数据采集系统。目前，最常见的方法是将传感器布置在现场需要监测的关键位置，将各个传感器采集到的信号通过电缆传输到中央处理器，由中央处理器将采集的信号集中处理后再发送到上位机，通过此种方式进行实时数据采集。但是，如果被监测的区域很大，就会需要很多传感器，而且监测点也会相対的分散，传统的布线方式就会存在线路复杂、接线繁琐、安装造价高、后期电缆维护成本高等一系列问题。此外，传统的串行集中式监控系统在很大程度上影响了系统的处理速度以及系统的可靠性和灵活性。鉴于上述种种弊端，煤场的安全监控系统设计已逐渐趋向于无线监控方式，用分布式的无线技术来代替传统的集中式有线技术，实现传感器和数据采集系统之间的直接通讯。无线传感网络的出现和发展为解决这个问题提供了一个新的途径。ZigBee技术是ー种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要工作在无需注册的エ业、科学和医药频段，传输范围可达100米以上。GPRS是ー种以分组交換技术为基础，传输数据及信令的高效数据传输网络。与电路交換相比，引入了分组交换能力，具有数据传输速率高、“永远在线”和费用低等特点。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于无线传感网络的煤场安全监控系统，在保证数据传输及时、准确的前提下将系统的运行费用降到了最低。本实用新型为解决上述技术问题所采取的技术方案为一种基于无线传感网络的煤场安全监控系统，其特征在于它由无线传感器子网、安防控制子网、监控主机、GPRS模块和手机用户组成；其中无线传感器子网和安防控制子网通过网络与监控主机连接，监控主机通过GPRS模块与手机用户连接。按上述方案，所述的无线传感器子网由无线传感器通过ZigBee网络按星型拓扑结构连接而成，所述的无线传感器为带有微处理器的智能测量仪表。按上述方案，所述的安防控制子网包括喷淋水系统、遥控消防水炮和报警装置通过ZigBee网络按星型拓扑结构连接而成。按上述方案，所述的无线传感器子网和安防控制子网通过ZigBee网络按网状拓扑结构与监控主机连接。按上述方案，根据实际需要增设ZigBee无线传感基站模块。本实用新型的有益效果为I、本实用新型采用无线传感网络，无需布线，使用安装方便，成本低，监控不受距离、地域、时间的限制，运行可靠，数据采集实时性强，漏码误码率极少，系统扩展性极强，在保证数据传输及时、准确的前提下将系统的运行费用降到了最低。2、利用ZigBee和GPRS两种成熟的无线网络，无需修改协议，方便可靠。
·[0014]3、为保证网络的稳定性和可靠性，可根据现场的实际需要，在特殊需要的定位点安装ZigBee无线传感基站模块，这样整个煤场就被多个ZigBee传感模块所组成的网络所覆盖。
图I为本实用新型一实施例的结构示意图。
具体实施方式
图I为本实用新型一实施例的结构示意图，它由无线传感器子网、安防控制子网、监控主机、GPRS模块和手机用户组成；其中无线传感器子网和安防控制子网通过网络与监控主机连接，监控主机通过GPRS模块与手机用户连接。无线传感器子网由无线传感器通过ZigBee网络按星型拓扑结构连接而成。这些无线传感器都是带有微处理器的全数字化、智能化、网络化的测量仪表，是一个完整的小型数据采集处理和无线传输系统，主要是由高精度传感器、运算放大器、AD转换电路、CPU微处理器、补偿传感器、无线通讯电路、充电电池及保护电路等组成。其中温度传感器采用SENXTE-100无线智能温度变送器，烟雾传感器采用WL-FD-A型物联无线烟雾(火警)探测器，CO浓度检测传感器采用WL-GD-AOlB型可燃气体探测器，火焰传感器采用40/40UV-IR紫外/红外火焰探测器。传感器在安装的时候进行编号，不同编号的传感器对应不同的区域。安防控制子网包括喷淋水系统、遥控消防水炮和报警装置通过ZigBee网络按星型拓扑结构连接而成。GPRS 模块采用 SMENS 的 MC35i，它支持 GSM900/GSM1800 双频和 GPRS Class8/Class B，体积小，功耗低，能提供数据、语音、短信等功能。无线传感器子网和安防控制子网通过ZigBee网络按网状拓扑结构与监控主机连接。本系统是一种星型和点对点拓扑的混合结构。网络节点控制星型拓扑结构的无线传感器子网和安防控制子网，温度、火焰、CO浓度、烟雾等状态信息通过网络节点传递到网关，网络节点接收网关的控制命令，控制相关节点实现唤醒、查询等操作；网络协调器内嵌入网关中，负责组建网络，通过星型网络连接方式与各个节点进行通信，同时通过USB接口与上位监控主机连接，实时传输整个监控系统的状态；监控主机在监控系统状态的同时，通过GPRS模块与用户手机通信，发送系统状态信息和接收用户的指令，并在系统出现异常现象时迅速短信通知用户。当系统开始工作后，各个无线传感器分别采集封闭煤场内所需监测的信号，经由无线网络传送至监控系统主机进行处理，实时处理的数据在上位机上实时显示。当监控的数据超过限定值时，系统报警，在上位机界面上显示触发报警的传感器位置及相对应的区域，同时系统启动警报器，并将报警的信号类型和事发区域通过GPRS模块发送到相关人员的手机上。如果是温度传感器、烟雾传感器、CO浓度传感器报警，启动相应区域的喷淋系统进行喷水，监测上位机的数据，看是否能解除警报，在规定的时间内解除不了警报则通知相 关人员进行现场处理；如果是火焰传感器报警，则遥控消防水炮对相关区域进行喷水灭火，警报解除后停止喷水。
权利要求1.一种基于无线传感网络的煤场安全监控系统，其特征在于它由无线传感器子网、安防控制子网、监控主机、GPRS模块和手机用户组成；其中无线传感器子网和安防控制子网通过网络与监控主机连接，监控主机通过GPRS模块与手机用户连接。
2.根据权利要求I所述的基于无线传感网络的煤场安全监控系统，其特征在于所述的无线传感器子网由无线传感器通过ZigBee网络按星型拓扑结构连接而成，所述的无线传感器为带有微处理器的智能测量仪表。
3.根据权利要求I所述的基于无线传感网络的煤场安全监控系统，其特征在于所述的安防控制子网包括喷淋水系统、遥控消防水炮和报警装置通过ZigBee网络按星型拓扑结构连接而成。
4.根据权利要求I至3中任意一项所述的基于无线传感网络的煤场安全监控系统，其特征在于所述的无线传感器子网和安防控制子网通过ZigBee网络按网状拓扑结构与监控主机连接。
5.根据权利要求2或3所述的基于无线传感网络的煤场安全监控系统，其特征在于根据实际需要增设ZigBee无线传感基站模块。
专利摘要本实用新型提供一种基于无线传感网络的煤场安全监控系统，其特征在于它由无线传感器子网、安防控制子网、监控主机、GPRS模块和手机用户组成；其中无线传感器子网和安防控制子网通过网络与监控主机连接，监控主机通过GPRS模块与手机用户连接。本实用新型采用无线传感网络，无需布线，使用安装方便，成本低，监控不受距离、地域、时间的限制，运行可靠，数据采集实时性强，漏码误码率极少，系统扩展性极强，在保证数据传输及时、准确的前提下将系统的运行费用降到了最低。
文档编号G08B25/10GK202534129SQ20122008648
公开日2012年11月14日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者尚文杰, 陈鹏 申请人:中冶南方工程技术有限公司