礦井超寬帶無線傳感器網(wǎng)絡的系統(tǒng)方案設計

   鎢礦礦井超寬帶無線傳感器網(wǎng)絡環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)由傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點、 H27UAG8T2BTR-BC地面監(jiān)控中心組成,其系統(tǒng)結構如圖410所示。

    從圖4.10可以看出,大量傳感器節(jié)點部署在鎢礦礦井下的監(jiān)測區(qū)域,通過白組織方式構成無線網(wǎng)絡,傳感器節(jié)點監(jiān)測鎢礦礦井下的環(huán)境參數(shù),如o2、Cα、溫濕度等,經(jīng)過多跳傳輸后路山到匯聚節(jié)點,然后山匯聚節(jié)點對數(shù)據(jù)信息進行分析、融合以及協(xié)議轉換與重新封裝處理后,將數(shù)據(jù)發(fā)送到地面監(jiān)控中心,用戶可以通過監(jiān)控中心的管理平臺上系統(tǒng)軟件對傳感器網(wǎng)絡進行配置與管理以及對發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息進行分析、處理等工作,鎢礦礦井下所有的網(wǎng)絡節(jié)點之間數(shù)據(jù)通信全部采用UWB無線通信模塊來進行佶息傳輸。

   傳感器節(jié)點主要由傳感器模塊、UWB通信模塊、微處理器模塊以及電源模塊組成,其具體的體系結構如圖4,11所示。

   圖411 傳感器節(jié)點(匯聚節(jié)點)結構圖

   其中傳感器模塊負責采集鎢礦礦井下的o2、Cα、溫濕度等數(shù)據(jù)信息;微處埋器模塊負責對整個節(jié)點所采集的數(shù)據(jù)信息進行處理和存儲;UWB通信模塊負責與其他傳感器節(jié)點進行交換控制信息和收發(fā)采集的數(shù)據(jù);而電源模塊為節(jié)點各部分提供運行所需的能量。匯聚節(jié)點實現(xiàn)兩個通信網(wǎng)絡之間數(shù)據(jù)交換,以及實現(xiàn)兩種協(xié)議棧之間的通信協(xié)議轉換、發(fā)布管理節(jié)點的所有監(jiān)測任務,把所收集到的數(shù)據(jù)信息轉發(fā)到外部網(wǎng)絡上。