应用研究
无线传感器网络在煤矿瓦斯监测系统中的应用
孙英娟郭联志
(漳州师范学院福建漳州363000)
摘要：针对近些年煤媒矿瓦斯监测不够精确等同题，本文结合无线传感器网络技术，提出了基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统的设计方法。根据该设计恶想将系统分为信息采集、传逐、监控和路由设计等几部分。针对现场实际的需求，提出固定节点和移动节点的实现方法并对两关传感器结点进行了软硬件设计。结点硬件部分主要包括：控制模块、传感器模块、无线通信模块和电源模块。软件部分主要包括数据采集采集模块与处理模块和数据传输模块，并给出了各模块的流程图，
关键调：甲烷监测无线传感器网络节点中图分类号：TP274
文献标识码：A
1引言
文章编号：1007-9416(2013)01-0076-02
3瓦斯数据采集软件的设计
我国煤炭资源丰富，但是煤炭开采却面临诸多困难，近年全国各地煤炭瓦斯事故不断发生，如何准确有效的监测瓦斯浓度成为煤炭安全生产的主要问题。本文主要对当前瓦斯气体监测有线方式布线难，检测效率不高、无人值守、检测设备携带不方便等问题，提出
了设计基于无线传感器网络煤矿瓦斯气体监测系统。 2传感器结点硬件电路的设计
传感器结点电路的设计主要包括两类结点的设计，分别是移动结点和固定结点。移动传感器结点负责现场的信息感知，并将现场的信息通过自组网的方式传送到所在簇的簇头。移动结点是根据通信空间的关系或者地理位置的不同分成若于个簇，每个键以固定结点为簇头，簇头作为路由将信息实时的传送到地面监控中心的网关服务器部分，然后网关服务器将再将接收到的信息传送给瓦斯监控平台，经过处理后实时显示监测区域的瓦斯浓度，图2为节点关系图。
2.1移动节点与固定节点硬件组成结构
移动节点结构主要由四部分组成：传感器模块、无线通信模块，控制器模块和电源模块。图3为传感器移动节点模块结构图。
考虑系统的性能要求及性价比我们选择加密性强，运行速度快抗干扰能力超强（高抗静电ESD保护、EFI测试轻松过2KV/4KV快速脉冲干扰、宽电压，不怕电源抖动、款温度范围、芯片电源经过特殊处理）、超低功耗的STC12C5A60S2单片机芯片，无线通讯模块我们这里采用射频芯片nRF905，该芯片广泛应用的射频收发通讯中。
对于固定结点是传感器结点汇聚信息的纽带，在设计中使用了和移动节点一样的硬件结构，唯一不同的是固定结点中的汇聚结点增加了RS一485接口通信，使于与地面进行有线通信，
目标
Q
汇案结点
监控中心！
感知现场
传感节点
图1传盛器网络结构图
无线通信模块
控制器模块个电源模块
图3移动节点硬件结构
传感器模块个
瓦斯传感器结点需要实时采集监测区域瓦斯的浓度，然后将采集的数据信息进行相应的处理后，使其构成无线传感器网络，并将数据信息传输到监控和管理系统。
在并下监控区域内需要建立合适的无线传感器网络系统，按照功能可分为瓦斯数据采集和瓦斯数据传输两个模块。瓦斯数据采集模块中又包含了瓦斯数据采集和处理。瓦斯数据采集模块流程图如图5-6所示。
瓦斯信息采集后还需要瓦斯处理，瓦斯数据处理流程图如下。 4瓦斯数据传输模块软件的设计
瓦斯数据传输模块主要负责通过控制模块处理后进行数据通信。通信设备有两部分组成，一部分是发射器，一部分是接收器。图 7为传输模块流程图。
5网络的建立与新结点入网
在自组织的无线传感器网络中，网络的性能主要依赖于拓扑控制。如何有效的满足网络置盖和连通度，去除结点不需要的通信链路，是传感器网络拓扑控制的主要目的，这样可以形成一个数据转发的优化的网络结构，最终延长网络的生存周期。一个好的拓扑结构可以增加路由协议和MAC协议的传输效率。本设计是运用层次型无线传感器网络的拓扑控制，依据分護的方法形成一个处理并转
主控测价
报管投据
照摄接电同
广移动酷点服邮
Da
STC12CS.A6082 热588
"移动收点技警器分
Da
SC
t Dan
主拍s
无
收发模荐
国定点
发格3
客器
资据块
TE12CSA565
收发费块
图2结点关系图
作者简介：孙英娟，女，1983年7月生，山东省泰安人。漳州师范学院计算机应用技术研完生
品分
邪联志，男，教投，1953年8月出生，福建省福州市人，现任漳州师院计算机应用研究所制所长、计算机科学与工程系系统结构教研室主任。