專利名稱：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)事故預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于安全監(jiān)測系統(tǒng)。
技術(shù)背景隨著各國工業(yè)化的發(fā)展，重大生產(chǎn)事故的預(yù)警成為人們廣泛關(guān)注 課題。中國作為世界上工業(yè)化發(fā)展最迅速的國家，這方面的需求更為 迫切。特別是近年來，我國的煤礦，化工等工業(yè)基地重大事故頻發(fā)， 給人民的健康、生命和財產(chǎn)造成了巨大的損失。如全國煤礦年事故死 亡人數(shù)在六千人左右的高位上徘徊。目前在市場上和工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中用于安全監(jiān)測的系統(tǒng)主要由獨(dú) 立的模擬式傳感探測器組成。監(jiān)測結(jié)果通常通過聲音或人工目測讀取 方式取得。.比較先進(jìn)的系統(tǒng)加入了模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，并通過連線的 方式將結(jié)果輸送到處理中心進(jìn)行再處理。這樣的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)比單一 的模擬式傳感器更多功能，并有更高的準(zhǔn)確率和實(shí)時監(jiān)控能力。但是， 所有這些現(xiàn)有的系統(tǒng)都有著如下缺點(diǎn)布線成本高，明線鋪設(shè)費(fèi)工費(fèi) 料；有時無法在極端條件下實(shí)現(xiàn)，比如周邊環(huán)境不允許連線；難以維 護(hù)和更新，尤其是比較惡劣的條件下；另外功耗較高。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)事故預(yù)警系統(tǒng)， 以解決目前安全監(jiān)測系統(tǒng)存在的布線成本高、明線鋪設(shè)費(fèi)工費(fèi)料、且有時無法在極端條件下實(shí)現(xiàn)、難以維護(hù)和更新、功耗高的問題。本實(shí) 用新型采取的技術(shù)方案是傳感器與帶有無線微波發(fā)射接收裝置的節(jié) 點(diǎn)計算機(jī)集成為一體，該帶有節(jié)點(diǎn)計算機(jī)的傳感器相互間組成無線傳 感器網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)與主控中心計算機(jī)連接。本實(shí)用新型中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中還包括路由器。本實(shí)用新型中傳感器包括氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、 氣壓傳感器、光敏傳感器或磁場傳感器，傳感器通過計算機(jī)接口集成 在節(jié)點(diǎn)計算機(jī)上。本實(shí)用新型中氣體傳感器包括甲垸氣體傳感器， 一氧化碳?xì)怏w傳 感器，硫化氫氣體傳感器，氨氣傳感器。本實(shí)用新型中節(jié)點(diǎn)計算機(jī)采用微型處理芯片，帶有無線射頻發(fā)射 接收裝置，利用電池做能源。本實(shí)用新型提供了更優(yōu)越、更符合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的安全監(jiān)測系 統(tǒng)。具體的實(shí)現(xiàn)思路是通過基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用，利用無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以上傳統(tǒng)解決方案的缺點(diǎn)便迎刃而解。通過微波 傳輸，無需布線。顯著降低布線成本和安全隱患。可以在極其復(fù)雜的 環(huán)境下安裝。甚至可以利用播撒方式。網(wǎng)絡(luò)具有自組織，自我修復(fù)功 能。明顯降低了維護(hù)成本。通常采用干電池，鈕扣電池驅(qū)動，電池使 用壽命一般為一年至幾年。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎、無需布線，以電池做為能源，夠 支持幾個月到幾年的使用；部件可隨時更換，報廢部件不需更換，全 數(shù)字控制，網(wǎng)絡(luò)可自行修復(fù)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？扇我夥趴s。


圖l是本實(shí)用新型原理框圖；圖中以8個節(jié)點(diǎn)計算機(jī)為例，簡稱節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)l-8是單處理器，有傳感器接口，具有微波天線的微計算 機(jī)。圖中傳感器l-8是與節(jié)點(diǎn)集成的多種傳感器。路由器可以采用和節(jié)點(diǎn)相同的設(shè)備。因路由器不起監(jiān)測作用，因 此不需要集成傳感器，路由器是可選設(shè)備，其作用可以由傳感器節(jié)點(diǎn) 計算機(jī)代替。圖2:網(wǎng)絡(luò)自我修復(fù)情形l;由于微波屏蔽路由器3和節(jié)點(diǎn)4的通訊中斷；節(jié)點(diǎn)4自行要求與節(jié)點(diǎn)5連接，并恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)通訊。圖3:網(wǎng)絡(luò)自我修復(fù)情形2;由于某種原因節(jié)點(diǎn)3失效，原先通過該節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)通路中斷，節(jié) 點(diǎn)5自行要求與路由器3連接，并恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)通訊。
具體實(shí)施方式
首先對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介如下。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是近 年來計算機(jī)工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本部件節(jié)點(diǎn)計算機(jī)已經(jīng)有了質(zhì)量穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品，如Mica系列產(chǎn)品和 Imote2系列產(chǎn)品。這一網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)通訊由無線射頻傳輸 方式實(shí)現(xiàn)；節(jié)點(diǎn)計算機(jī)有傳感器擴(kuò)展槽可與各種傳感器集成；支持網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件采用點(diǎn)對點(diǎn)(P2P)組網(wǎng)方式，可有效 的支持任何規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，充分利用網(wǎng)絡(luò)帶寬；并可實(shí)現(xiàn)動態(tài)組網(wǎng)，自 我修復(fù)等功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件同時支持傳統(tǒng)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)平滑連接。傳感器與帶有無線微波發(fā)射接收裝置的節(jié)點(diǎn)計算機(jī)集成為一體， 該帶有節(jié)點(diǎn)計算機(jī)的傳感器相互間組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)與主 控中心計算機(jī)連接。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中還包括路由器。傳感器包括氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、 光敏傳感器或磁場傳感器，傳感器通過計算機(jī)接口集成在節(jié)點(diǎn)計算機(jī) 上。氣體傳感器包括甲烷氣體傳感器， 一氧化碳?xì)怏w傳感器，硫化氫 氣體傳感器，氨氣傳感器。節(jié)點(diǎn)計算機(jī)釆用微型處理芯片，帶有無線射頻發(fā)^f接收裝置，利 用電池做能源。
權(quán)利要求1、一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)事故預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于傳感器與帶有無線微波發(fā)射接收裝置的節(jié)點(diǎn)計算機(jī)集成為一體，該帶有節(jié)點(diǎn)計算機(jī)的傳感器相互間組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)與主控中心計算機(jī)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)事故預(yù)警 系統(tǒng)，其特征在于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中還包括路由器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)事故 預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于傳感器包括氣體傳感器、溫度傳感器、濕度 傳感器、氣壓傳感器、光敏傳感器或磁場傳感器，傳感器通過計算機(jī) 接口集成在節(jié)點(diǎn)計算機(jī)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)事故預(yù)警 系統(tǒng)，其特征在于氣體傳感器包括甲垸氣體傳感器， 一氧化碳?xì)怏w 傳感器，硫化氫氣體傳感器，氨氣傳感器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)事故 預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于節(jié)點(diǎn)計算機(jī)采用微型處理芯片，帶有無線射 頻發(fā)射接收裝置，利用電池做能源。
專利摘要本實(shí)用新型涉及基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生產(chǎn)事故預(yù)警系統(tǒng)，屬于安全監(jiān)測系統(tǒng)。傳感器與帶有無線微波發(fā)射接收裝置的節(jié)點(diǎn)計算機(jī)集成為一體，該帶有節(jié)點(diǎn)計算機(jī)的傳感器相互間組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)與主控中心計算機(jī)連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎、無需布線，以電池做為能源，夠支持幾個月到幾年的使用；部件可隨時更換，報廢部件不需更換，全數(shù)字控制，網(wǎng)絡(luò)可自行修復(fù)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？扇我夥趴s。
文檔編號G08C17/00GK201174165SQ20072009411
公開日2008年12月31日 申請日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
發(fā)明者傅滿正 申請人:傅滿正