礦井超寬帶無線傳感器網絡的系統方案設計

   鎢礦礦井超寬帶無線傳感器網絡環境監測系統由傳感器節點、匯聚節點、 H27UAG8T2BTR-BC地面監控中心組成,其系統結構如圖410所示。

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

   傳感器節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 傳感器節點(匯聚節點)結構圖

   其中傳感器模塊負責采集鎢礦礦井下的o2、Cα、溫濕度等數據信息;微處埋器模塊負責對整個節點所采集的數據信息進行處理和存儲;UWB通信模塊負責與其他傳感器節點進行交換控制信息和收發采集的數據;而電源模塊為節點各部分提供運行所需的能量。匯聚節點實現兩個通信網絡之間數據交換,以及實現兩種協議棧之間的通信協議轉換、發布管理節點的所有監測任務,把所收集到的數據信息轉發到外部網絡上。