基于无线传感器网络的矿山环境监测系统

917 编辑：管理员来源：甘肃建投矿业有限公司

2021-11-04 14:03:32

权利要求

1.基于无线传感器网络的矿山环境监测系统，其特征在于，包括：

环境监测终端(1)，所述环境监测终端(1)用于采集并发送矿山环境数据；

智能终端(2)，所述智能终端(2)与所述环境监测终端(1)无线连接，用于接收、发送以及管理监测所述矿山环境数据；

用户终端(3)，所述用户终端(3)与所述智能终端(2)无线连接，用于查看所述矿山环境数据；

其中，所述环境监测终端(1)还包括：环境信息采集终端(11)以及无线发送模块(12)，所述环境信息采集终端(11)与所述无线发送模块(12)连接；

所述无线发送模块(12)还包括：第一zigbee传输单元(121)、第一蓝牙传输单元(122)以及智能调度单元(123)；所述智能调度单元(123)分别与所述第一zigbee传输单元(121)、所述第一蓝牙传输单元(122)连接。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的矿山环境监测系统，其特征在于，所述智能调度单元(123)还包括处理器(01)以及切换开关(02)，所述处理器(01)用于根据所述环境信息采集终端(11)对应的负载数量与所述第一zigbee传输单元(121)以及所述第一蓝牙传输单元(122)预设的对应切换阈值进行判断；

所述切换开关(02)用于根据所述处理器(01)的判断结果，对所述第一zigbee传输单元(121)以及所述第一蓝牙传输单元(122)进行切换。

3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的矿山环境监测系统，其特征在于，所述环境信息采集终端(11)还包括：瓦斯传感器、粉尘传感器、温湿度传感器、CO传感器以及风压传感器中的任一种或任几种。

4.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的矿山环境监测系统，其特征在于，所述智能终端(2)还包括：无线传输模块(21)以及数据管理模块(22)，所述无线传输模块(21)与数据管理模块(22)连接。

5.根据权利要求4所述的基于无线传感器网络的矿山环境监测系统，其特征在于，所述无线传输模块(21)还包括：第二zigbee传输单元(211)、第二蓝牙传输单元(212)以及GPRS传输单元(213)，所述第二zigbee传输单元(211)以及所述第二蓝牙传输单元(212)与所述第一zigbee传输单元(121)和第一蓝牙传输单元(122)之间无线连接。

6.根据权利要求4所述的基于无线传感器网络的矿山环境监测系统，其特征在于，所述数据管理模块(22)还包括：更新单元(221)以及存储单元(222)，所述更新单元(221)与所述存储单元(222)连接。

7.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的矿山环境监测系统，其特征在于，所述用户终端(3)还包括：显示模块(31)以及报警模块(32)。

说明书

技术领域

本实用新型涉及矿山环境监测技术领域，更具体的说是涉及一种基于无线传感器网络的矿山环境监测系统。

背景技术

目前，在矿山开采活动中，因大量采掘井巷破坏和岩土体变形以及矿区、水文条件与自然环境发生严重变化，危害人类生命财产安全，破坏采矿工程设备和矿区资源环境，影响采矿生产，为矿山减少施工过程中可能诱发的灾害及矿山本身可能遭受的环境灾害的危险，通常会对矿山环境进行监测工作，分析其稳定性，超前做出预测预报，以减少和避免矿山重大事故。

但是，针对矿山环境检测终端，大多直接采用有线或无线的方式进行数据传输的方式来掌握灾害体变形动态，但是，直接采用有线或无线的方式进行数据传输，会造成接收端会长时间处于高负载状态，降低数据处理速度，影响工作效率，且现有无线传感器网络的环境监测仍然需要将收集的信息统一进行输出处理，此方法仍会造成接收端的信息处理不及时，严重造成数据滞后，降低数据真实性，无法保证矿山灾害临灾预警的准确性、时效性，使受灾群众的生命财产和国家矿产资源造成不同程序的破坏。

因此，如何提供一种基于无线传感器网络的矿山环境监测系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于无线传感器网络的矿山环境监测系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于无线传感器网络的矿山环境监测系统，包括：

环境监测终端，所述环境监测终端用于采集并发送矿山环境数据；

智能终端，所述智能终端与所述环境监测终端无线连接，用于接收、发送以及管理监测所述矿山环境数据；

用户终端，所述用户终端与所述智能终端无线连接，用于查看所述矿山环境数据；

其中，所述环境监测终端还包括：环境信息采集终端以及无线发送模块，所述环境信息采集终端与所述无线发送模块连接；

所述无线发送模块还包括：第一zigbee传输单元、第一蓝牙传输单元以及智能调度单元；所述智能调度单元分别与所述第一zigbee传输单元、所述第一蓝牙传输单元连接。

优选的，所述智能调度单元还包括处理器以及切换开关，所述处理器用于根据所述环境信息采集终端对应的负载数量与所述第一zigbee传输单元以及所述第一蓝牙传输单元预设的对应切换阈值进行判断，所述切换开关用于根据所述处理器的判断结果对所述第一zigbee传输单元以及所述第一蓝牙传输单元进行切换。

优选的，所述环境信息采集终端还包括：瓦斯传感器、粉尘传感器、温湿度传感器、CO传感器以及风压传感器中的任一种或任几种，用于采集矿山现场瓦斯气体、粉尘、温度、湿度、一氧化碳、以及风压一种或任几种的实时数据。

优选的，所述智能终端还包括：无线传输模块以及数据管理模块，所述无线传输模块与数据管理模块连接。

优选的，所述无线传输模块还包括：第二zigbee传输单元、第二蓝牙传输单元以及GPRS传输单元，所述第二zigbee传输单元以及所述第二蓝牙传输单元与所述第一zigbee传输单元和第一蓝牙传输单元之间无线连接。

更优的，所述GPRS传输单元用于搭建远距离无线数据传输平台，直接与所述用户终端无线连接。

优选的，所述数据管理模块还包括：更新单元以及存储单元，所述更新单元与所述存储单元连接。

优选的，所述用户终端还包括：显示模块以及报警模块。

更优的，所述显示模块用于显示所述智能终端发送的矿山环境数据信息，所述报警模块用于当所述智能终端发送的矿山环境数据值超过设定的数值时，发出警报。

优选的，所述环境监测终端的数量可以按需选择。

优选的，所述用户终端为移动终端，数量可以按需选择，方便用户携带，实现随时随地查看矿山环境数据。

优选的，所述模块及配套电路、传感器选择均为现有技术。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种基于无线传感器网络的矿山环境监测系统，通过对传感器进行统一管理，设置环境监测终端和智能终端，通过蓝牙以及zigbee将环境监测终端和智能终端无线连通，实现网络之间的相互连接，并将传感器产生的检测信息通过无线网络输出到智能终端，通过智能终端中的数据管理模块对接收到的信息进行更新并存储，再通过无线传输模块中的GPRS传输单元输出到用户终端，减少用户端同时处理大量数据造成的数据延迟等情况发生，提高数据处理实时性，同时减少用户端处理数据时所造成的误差，防止误报，提高报警准确性，并且，移动用户终端方便用户携带，可随时随地查看矿山环境数据，当监测到矿山环境出现问题可立即发出警报，方便用户第一时间采取相应措施因此，本实用新型有利于数据信息快速收发以及精准处理发出报警，保证了矿山环境灾害临灾预警的准确性、时效性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的矿山环境监测系统的结构示意图；

图2附图为本实用新型实施例提供的无线发送模块的结构示意图；

图3附图为本实用新型实施例提供的智能调度单元结构示意图；

图4附图为本实用新型实施例提供的无线传输模块的结构示意图；

图5附图为本实用新型实施例提供的数据管理模块的结构示意图。

在图1中：

1-环境监测终端、2-智能终端、3-用户终端、11-环境信息采集终端、12- 无线发送模块、21-无线传输模块、22-数据管理模块、31-显示模块、32-报警模块、121-第一zigbee传输单元、122-第一蓝牙传输单元、123-智能调度单元、 211-第二zigbee传输单元、212-第二蓝牙传输单元、213-GPRS传输单元、221、更新单元、222-存储单元、01-处理器、02-切换开关

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见附图1所示，本实用新型实施例公开了一种基于无线传感器网络的矿山环境监测系统，包括：

环境监测终端1，环境监测终端1用于采集并发送矿山环境数据；

智能终端2，智能终端2与环境监测终端1无线连接，用于接收、发送以及管理监测矿山环境数据；

用户终端3，用户终端3与智能终端2无线连接，用于查看矿山环境数据；

其中，环境监测终端1还包括：环境信息采集终端11以及无线发送模块 12，环境信息采集终端11与无线发送模块12连接；

无线发送模块12还包括：第一zigbee传输单元121、第一蓝牙传输单元 122以及智能调度单元123；智能调度单元123分别与第一zigbee传输单元 121、第一蓝牙传输单元122连接。

在一个具体的实施例中，智能调度单元123还包括处理器01以及切换开关02，处理器01用于根据环境信息采集终端11对应的负载数量与第一zigbee 传输单元121以及第一蓝牙传输单元122预设的对应切换阈值进行判断，切换开关02用于根据处理器01的判断结果，对第一zigbee传输单元121以及第一蓝牙传输单元122进行切换。

在一个具体的实施例中，环境信息采集终端11还包括：瓦斯传感器、粉尘传感器、温湿度传感器、CO传感器以及风压传感器任一种或任几种，用于采集矿山现场瓦斯气体、粉尘、温度、湿度、一氧化碳、以及风压一种或任几种的实时数据。

在一个具体的实施例中，智能终端2还包括：无线传输模块21以及数据管理模块22，无线传输模块21与数据管理模块22连接。

在一个具体的实施例中，无线传输模块21还包括：第二zigbee传输单元 211、第二蓝牙传输单元212以及GPRS传输单元213，第二zigbee传输单元 211以及第二蓝牙传输单元212与第一zigbee传输单元121和第一蓝牙传输单元122之间无线连接；GPRS传输单元213用于搭建远距离无线数据传输平台，直接与用户终端3无线连接。

在一个具体的实施例中，数据管理模块22还包括：更新单元221以及存储单元222，更新单元221与存储单元222连接。

在一个具体的实施例中，用户终端3还包括：显示模块31以及报警模块 32。

具体的，显示模块31用于显示智能终端2发送的矿山环境数据信息；

具体的，报警模块32用于当智能终端2发送的矿山环境数据值超过设定的数值时，发出警报。

具体的，环境监测终端的数量可以按需选择。

具体的，用户终端为移动终端，数量可以按需选择，方便用户携带，实现随时随地查看矿山环境数据。

具体的，模块及配套电路、传感器选择均为现有技术。

具体工作原理如下：通过环境信息采集终端11中的瓦斯传感器、粉尘传感器、温湿度传感器、CO传感器以及风压传感器任一种或任几种，采集矿山现场瓦斯气体、粉尘、温度、湿度、一氧化碳、以及风压的任一种或任几种实时数据；将采集的矿山环境数据通过无线发送模块12中的第一zigbee传输单元121以及第一蓝牙传输单元122发送至智能终端2中对应的第二zigbee 传输单元221以及第二蓝牙传输单元222，其中，无线发送模块12中的处理器01根据环境信息采集终端11对应的负载数量与第一zigbee传输单元以及第一蓝牙传输单元预设的对应切换阈值进行判断，切换单元根据判断结果，对第一zigbee传输单元以及第一蓝牙传输单元进行切换，从而保证智能终端能快速准确的接收到矿山环境数据；智能终端2将接收到的矿山环境数据更新及存储，并将矿山环境数据通过GPRS传输单元213搭建的远距离无线数据传输平台直接发送至用户终端3；用户终端3可以随时查看矿山环境数据，并实时监测矿山环境数据，当矿山环境数据值超过设定的数值时，第一时间发出警报。

可以得出结论，本实用新型公开提供了一种基于无线传感器网络的矿山环境监测系统，通过对传感器进行统一管理，设置环境监测终端和智能终端，通过蓝牙以及zigbee将环境监测终端和智能终端无线连通，实现网络之间的相互连接，并根据接通负载数量实现蓝牙以及zigbee之间的切换，将传感器产生的检测信息输出到智能终端，通过智能终端中的数据管理模块对接收到的信息进行更新并存储，再通过无线传输模块中的GPRS传输单元输出到用户终端，减少用户端同时处理大量数据造成的数据延迟等情况发生，提高数据处理实时性，同时减少用户端处理数据时所造成的误差，防止误报，提高报警准确性，并且，移动用户终端方便用户携带，可随时随地查看矿山环境数据，当监测到矿山环境出现问题可立即发出警报，方便用户第一时间采取相应措施，因此，本实用新型有利于数据信息快速收发以及精准处理发出报警，保证了矿山环境灾害临灾预警的准确性、时效性。

需要说明的是，本说明书中实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。