CN202534129U - 基于无线传感网络的煤场安全监控*** - Google Patents

基于无线传感网络的煤场安全监控*** Download PDF

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尚文杰
陈鹏
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Abstract

本实用新型提供一种基于无线传感网络的煤场安全监控***，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，***扩展性极强，在保证数据传输及时、准确的前提下将***的运行费用降到了最低。

Description

基于无线传感网络的煤场安全监控***
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，给工厂的安全运行带来了隐患。
传统的煤场安全监控***是以电线和电缆作为主要传输介质组成的数据采集***。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，而且监测点也会相对的分散，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***在很大程度上影响了***的处理速度以及***的可靠性和灵活性。鉴于上述种种弊端，煤场的安全监控***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***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技术是一种近距离、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工业、科学和医药频段，传输范围可达100米以上。GPRS是一种以分组交换技术为基础，传输数据及信令的高效数据传输网络。与电路交换相比，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***，在保证数据传输及时、准确的前提下将***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***，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***、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：
1、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，***扩展性极强，在保证数据传输及时、准确的前提下将***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。
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。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1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***，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-A01B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***、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SIMENS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***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***的状态；监控主机在监控***状态的同时，通过GPRS模块与用户手机通信，发送***状态信息和接收用户的指令，并在***出现异常现象时迅速短信通知用户。
当***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***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，***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***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***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。

Claims (5)

1.一种基于无线传感网络的煤场安全监控***，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1所述的基于无线传感网络的煤场安全监控***，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1所述的基于无线传感网络的煤场安全监控***，其特征在于：所述的安防控制子网包括喷淋水***、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1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***，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***，其特征在于：根据实际需要增设ZigBee无线传感基站模块。
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