专利名称：矿用本安型无线自组网感知装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采集、处理、i i 、中转其它感知， 包并将 &皿出去 的设备，具体是一种矿用本安型^^戋自组网感知，。用于实现矿井下的，信衝输，尤其适合 在,井下含瓦斯 ^较多的危险易燃易爆的环饋中{顿。
目前，井下安全监测系统中，对感知装S^的信息1^ffl有线^lr的方式，但是W 矿井下鹏錢，有些区^5法布置有线网络，以^x寸单一环^m的l!Se不旨扱时反^^W 的安全状况问题。
无线自组网的特点是可以在粗可时刻樹可地方构建，而不需^J见有的信息基础网络设施的支 持，就可以形j^l信网络。当网络中一个^L个感知體不倉江作时，職自组网感知驢会自动 地繊且网。
发明内容
本实用新型掛共一种矿用本安型，自组网感知^a，用，决目前isr^^i^系统中
有线传输的弊端和无法对井下含瓦斯及IS^较多的危险易燃易;l^^S行实时监控和处理这一制
约鮮井下的)i^页问题。它不但可以用在"iEt汤所，而且可以用^r井下^^要求的场所。可-
以对井下无线自组网信U4行采集、处理，传输到汇皿置，最终得到 "环境的实时状况。自
到輒井下，舰各种传繊实时采敏井的环境信息，由TinyOS操作系鄉寸其进行雌。自组
织无线网络以单瑕域多蹈冲继方力别言息^tr到井上的鹏终端，实王MT井下环境信息的实时监 控。
本实用新型是以如下技术方案实现的 一种矿用本质娃30^l自组网感知装置，辦征在
于电路主要包括传^i块U2、微处理器U1、 t^存储機央U4、 ^5tlffl信模块U3和电源管 理模块U5;使用TinyOS实日彌作系统，支持802.15.4/ZigBee助议；微处理器U1经传繊接口与
3传S^莫块U2相连，微舰器U1舰SPI、状^S制总线接口与^l信模块U3i^S行魏 M、 m^令；Ul舰串行接口与娜存储模块U4相连，暂存不能实时转发出去的 ;系 劍每所有的外围模i^l3i总线的诚与微处理器Ul相连;电源管理模块U5均与微^Stlt莫块Ul 、 传^t莫块U2、形戋通信模块U3、繊存储徵央U4相连，供电电源湖本质娃型。
本实用新型无线自组网感知装置可以榭专S^采穀啲翻臓，鹏以及将其它感知装置
的 进《亍汇聚，ftmi^^^自组网汇^g。
本实用新型的有益效果是矿用本安翻线自组网感知體是一种新型的网络通信设备，产 品为本安型，用于^井下的各种^#1^行实时监测和鹏，iS^性强，可以取传见有的井下
分站g^井下中心站，解餅下^^环境的it^布凝n形夷自组网i[^言息^tf和转发的问题。无
线自组网感知錢和汇驟置可以自组织應^1信网络，感知縫以单瑕喊多瑕沖继方力各M发
湖汇驟置，大大提高了井下通信系统的鲁棒性和信息糊的有效性，对,娃妒具有鹏 的意义。
以下结合附图和实施例对本实用新鹏一對兑明。
图1是本实用新型电原理框图； 图2是本实用新型顿各图。
具体实航式
如图1戶标，矿用本安M^自组网感知體主要由微处理器U1、夕瞎的传^I^块U2、无 线通信微U3、存储親莫块U4和电源管理模士央U5等几个主要部鄉成。舰rinyOS操作系统，
将采集到的翻进行压縮，处理以及中转其它感知装置的娜并进行汇聚，最刻t^合汇i^a。
如图2所示的实施例，本实施例各主要芯片細的元器件及在扭各中的主要功能是 微处理器电路U1，采用的是Atmd公司的ATmegal28微控帝i勝，是电路的杨O部分，主要实
测每外围模±対妾收到的薩转换为适舒线网謝翁俞的信号。
传^lt莫块U2，主要与微处理器Ul的传^T展接口芯片DF9-50相连，根据需求挂接不同
的传繊莫块。^^M信模块U3:采用的是^^戋射频CC2420模块。它是CMpcon公司推出的一事嫌容2.4GHz 802.15.4/ZigBee标准的无线收发模块，可以确保短距离通信的有效性和可靠性。CC2420使用 RESETn弓卿复位， <顿VREG—EN引脚使能U1的电压调整器，使其产生U1所需要的腿，从 而^^il信模i^4A正常的工作状态。^f細SFD、 FIFO、 FIFOP和CCA四个引脚gife^g 的状态，舰SPI接口 (CSn、 SO、 SI、 SCLK)与处理器交M^S，由ARM ^bS器来^^^ 的处虹作。
繊存储模块U4:采用的是512K串行FLASHAT45DB041芯片存储i^。 电路主要細微^ta器Ul舰总线与外围徵刺专^^莫块U2、職通信t對央U3、繊存储 模块U4和电源管理模块U5相连。处理器Ul的8个10位ADC(ADC[O...T])弓脚与DF9-50芯片 的ADC[O.. .7]弓卿相连，U1的8个GPI0 PW[O.. .7]，INT[0.. .3]引脚分别与DF9-50芯片的PW[0.. .7]， INT[O.. .3]弓脚相连，Ul的I2C CLK， EC DATA与DF9-50芯片的对应弓脚相连。Ul的PAO， PA1 ， PA2接LED显示模块。U3的SPI CSn， SPI SCK， SPISI， SPI SO弓脚与Ul的SPI接口对应的弓| 脚PB0， PB1， PB2， PB3相连。U1的XTAL1， XrAL2弓脚与晶振相连。U3的FIFO， FIFOP， CCA， SFD引脚与U1的PB7， ADC1与INT2， PD6， PD4相连。鄉存储器U4的SO， SI， SCK 和CS分别与U1的USART1RXD(PD2)， USART1TXD(PD3)， PD5， PA3相连。
权利要求1、一种矿用本安型无线自组网感知装置，其特征在于电路主要包括传感器模块U2、微处理器U1、数据存储模块U4、无线通信模块U3和电源管理模块U5；使用TinyOS实时操作系统，支持802.15.4/ZigBee协议；微处理器U1经传感器接口与传感器模块U2相连，处理器U1通过SPI、状态控制总线接口与无线通信模块U3连接进行交换数据、发送命令；U1通过串行接口与数据存储器U4相连，暂存不能实时转发出去的数据；系统将所有的外围模块通过总线的方式与微处理器U1相连；电源管理模块U5均与微处理器模块U1、传感器模块U2、无线通信模块U3、数据存储器模块U4相连，供电电源采用本质安全型。
2、 禾鹏权利要求1戶脱W用本安M^自组网感知體，辩寺征在于所l顿的微^l^器 Ul翻Atmel公司ATmegal28鹏制器，5^i信丰娥U3湖纖射频CC2420丰势央，娜存 储模±央U4杨。、芯片細AT45DB041型，RS232控帝離核心芯片細MAX3232型，传^tU广展 接口，DF9-50型。
专利摘要本实用新型公开了一种矿用本安型无线自组网感知装置。属无线传输设备，主要由传感器模块、微处理器、存储器、无线通信模块和电源管理电路组成，使用TinyOS实时操作系统，支持802.15.4/ZigBee协议；实现无线通信、传感、数据处理功能。完成煤矿井下采集、处理、压缩数据及中转其它无线自组网感知装置的数据包并将数据包发送出去。优点是，以自组织形式构成网络、每个感知装置都可以自主采集数据，数据通过单跳或多跳中继方式送到无线自组网汇聚装置(Sink)。汇聚装置将收集到的数据送到远程控制中心，或通过RS232接口把数据发送给PC机进行数据处理和存储。无线自组网感知装置为本质安全型，可以用于煤矿井下的信息传输、转发以及监控。
文档编号H04W84/18GK201345742SQ20092003650
公开日2009年11月11日 申请日期2009年2月20日 优先权日2009年2月20日
发明者孙彦景, 江海峰, 钱建生, 顾相平 申请人:中国矿业大学