刘 刚 ，吴建远

(河南机电高等专科学校自控系，河南 新乡453000)

在煤矿安全生产的过程中，由于生产情况的复杂会造成一些临时施工点。例如，采掘面的大型机械设备推进的过快、主要设备的现场检修等，这些临时施工点需要瓦斯传感器节点快速有效的布置和实时将监测数据传送给上位机。目前的传统监控方案采用有线安全监控系统。有线监控方案具有传感器节点无法快速接入和存在监测死角等缺点［1-3］。

针对于矿井下临时施工点的瓦斯监测问题，采用工业无线网络可以有效的解决。工业无线网络标准中，我国具有自主知识产权的WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation)工业网络标准受到了广泛的关注。网关设备则是WIA-PA 的核心设备，目前符合WIA-PA 标准的网关设备研发尚未成熟。本文提出了以基于工业控制网络WIA-PA 的瓦斯监测传感器网络网关设计。

1 系统总体结构设计

井下的瓦斯监测WIA-PA 网络采用星型-Mesh两层拓扑结构，如图1 所示。负责采集瓦斯数据的瓦斯传感器节点和路由节点构成星型网络，网关设备和路由设备构成Mesh 结构。在整个瓦斯监测传感器网络结构中，网关需要保持与上位机的通信、完成网络管理工作、收发传感器网络中路由节点的数据信息［4-6］。

图1 WIA-PA 工业无线网络系统结构图

根据网关在WIA-PA 网络中的作用和功能，设计的网关总体结构如图2 所示。网关结构分为主控制器模块、电源模块、CAN 总线控制模块、和无线射频模块等几部分。电源模块负责给主控制器和无线射频模块供电。……