朱书梅 薄一龙

1 技术方案

1.1 无线矿压监测系统结构的设计

对传感器技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术、无线通讯技术、网络安全技术等一系列先进技术进行了研究，设计出通用的软硬件体系模型（见图1）。

图1 矿用无线监测系统结构模型

根据图1 表示的矿用无线监测系统结构模型，依照GB 3836-2006《爆炸性气体环境用电气设备》，结合矿井支架的具体要求，设计了无线矿压监测系统（见图2）。

图2 无线矿压监测系统

如图2 所示，各个无线矿压采集节点和无线网关之间形成一个自组织的网络，无线矿压采集节点采用电池供电，无线网关采用稳压12 V 电源供电，通过CAN 总线实现地面数据监视和处理部分与井下设备通信。

1.2 无线矿压采集节点的设计

无线传感器节点是无线传感网络的组成单元，可以看作是一种非常小型的计算机，一般由4 个部分组成：传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块。无线传感器网络可以在任何时刻、任何地点，不需要任何现有基础网络设施，包括有线和无线设施支持的条件下，快速构建起一个移动通信网络。网络的运行维护管理等完全在网络内部实现。网络还需要一些基站来建立传感器网络与外界的联系，但各传感器节点构成的网络依然是一个自组织的无中心的无线网络。

1.3 无线网关设计

无线网关的功能是建立和各采集节点的通信路由并保持通信，与上位机通信将各节点采集数据上传，同时上位机可以通过网关向各个采集节点发送命令。……