申请/专利权人：中国矿业大学

申请日：2017-09-28

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN107605534B

主分类号：E21F17/18

分类号：E21F17/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2018.02.13#实质审查的生效;2018.01.19#公开

摘要：本发明公开了一种深部巷道温度监测本安型无线传感节点，包括本安型能量收集器、MCU控制模块、温度测量仪和无线传输模块，所述本安型能量收集器的输出端分别与MCU控制模块、温度测量仪和无线传输模块的输入端连接，用于对MCU控制模块、温度测量仪和无线传输模块供电，所述温度测量仪的一端接本安型能量收集器，用于测量巷道内的温度，另一端接无线传输模块，用于将测得的温度信号传递给无线传输模块。本发明采用温差能量捕获的供能方式，将温差能量捕获技术用于深部巷道温度监测的无线传感节点，使无线传感节点长期工作，避免了传统无线传感器节点因更换电池带来的不便、浪费和环境污染。

主权项：1.一种深部巷道温度监测本安型无线传感节点，其特征在于：包括本安型能量收集器、MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12，所述本安型能量收集器的输出端分别与MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12的输入端连接，用于对MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12供电，所述温度测量仪11的一端接本安型能量收集器，用于测量巷道内的温度，另一端接无线传输模块12，用于将测得的温度信号传递给无线传输模块12；无线传输模块12对温度信号进行编码、调制处理，转换成适合信道传输的信号，经发射天线发射出去；所述本安型能量收集器包括多个铠装热电偶4、外保护套3、两个法兰2、接线盒1、接线端子6和本安型能量收集电路8，所述外保护套3的右端插入巷道围岩5内并通过一法兰2与巷道围岩5固定，所述外保护套3的左端焊接一法兰2与接线盒1相连，右端作为测量端，所述铠装热电偶4径直穿入外保护套3内，其冷端与接线端子6相连，热端与外保护套3的测量端端口齐平，所述接线端子6固定在接线盒1内使多个铠装热电偶4串联，并引出两条补偿导线7与本安型能量收集电路8连接；所述本安型能量收集电路8包括DCDC超低压升压器13、DCDC压升压器14、运放A1、比较器U2、比较器U3、比较器U8、比较器U9、比较器U10、比较器U2、和场效应管Q1；所述比较器U2的输入端分别与电阻R2、电阻R3和接线端子6的正极相连，比较器U2的输出端与或非门U4相连，比较器U2、电阻R2、电阻R3组成电压检测电路，用于过压保护，所述运放A1的同向输入端与电阻R7相连，反相输入端与电阻R5、电阻R6相连，输出端与比较器U3相连；所述比较器U8、比较器U9、比较器U10的同相输入端分别与电阻R19和电阻R20、电阻R21和电阻R22、电阻R23和电阻R24相连，反相输入端与2.2V的电压相连，输出端与或非门U4相连，所述比较器U8、比较器U9、比较器U10与电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24组成电压检测电路，用于输出端的过压保护；所述比较器U3的输入端分别与运放A1的输出端、2.2V电源相连，输出端与或非门U4相连，所述比较器U3与运放A1、电阻R5、电阻R6、电阻R7和2.2V电源组成电流检测电路，用于过流保护；所述比较器U2、比较器U3与运放A1、或非门U4和场效应管Q1组成电流、电压检测电路；所述铠装热电偶4产生的电能通过电容Cin、变压器的初级线圈进入DCDC超低压升压器13的SW端口，Vout端口产生最大3.3V的电压输出用于对无线传输模块12供电，Vstore端口产生最大5V电压输出用于对本安锂电池9充电，本安锂电池9储存用于MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12供电；所述DCDC压升压器14的Vcc端与DCDC超低压升压器13的Vout端口相连，将3.3V的电压升到9V，用于对温度测量仪11供电。

全文数据：一种深部巷道温度监测本安型无线传感节点技术领域[0001]本发明涉及无线传感节点技术领域，尤其涉及基于温差能量捕获的深部巷道温度监测本安型无线传感节点。背景技术[0002]随着煤矿开采深度的不断增加，井下温度也随之增加，深井高温热害已经成为制约煤炭开采的重大问题之一，而矿井内热源有围岩散热、机电设备散热、风流自压缩等，其中围岩散热占57%，是矿井热害的主要来源。因此，监测深部巷道围岩温度，是研究煤矿深部巷道围岩与空气间的传热规律，改善深部巷道内这种极端环境的首要任务。[0003]无线传感器具有体积小、成本低、布置方便等特点，在煤矿巷道监测等方面得到了广泛的应用。无线传感器节点往往分布广泛，长期工作，但传统的无线传感器节点通过干电池或蓄电池供电，电能存储有限，要经常更换电池。然而在很多应用场景中，为无线传感器节点更换电池非常困难，甚至不可能做到，所以传统的供电方式已不能满足无线传感器节而点的能量需求。由于煤矿深部巷道岩石温度在35度以上，而采掘工作面的空气温度不高于26度，机电设备硐室的空气温度不高于30度，所以巷道内空气与巷道围岩之间存在明显的温度差异，因此在煤矿深部巷道内可利用温差能量捕获技术将热能转换成电能对设备供电。温差能量捕获技术是一种无污染、结构简单、寿命长的能量收集技术，有广阔的应用市场，将温差能量捕获技术用于深部巷道温度监测的无线传感节点上，可使无线传感节点长期工作，避免因经常更换电池带来的不便、浪费和环境污染。发明内容[0004]本发明根据现有技术的不足，为深部巷道温度监测提供一种成本低、使用寿命长、无污染、安全可靠的本安型无线传感节点。[0005]根据本发明实施例的深部巷道温度监测本安型无线传感节点，包括本安型能量收集器、MCU控制模块、温度测量仪和无线传输模块，所述本安型能量收集器的输出端分别与MCU控制模块、温度测量仪和无线传输模块的输入端连接，用于对MCU控制模块、温度测量仪和无线传输模块供电，所述温度测量仪的一端接本安型能量收集器，用于测量巷道内的温度，另一端接无线传输模块，用于将测得的温度信号传递给无线传输模块。[0006]在上述方案基础上，所述本安型能量收集器包括多个铠装热电偶、外保护套、两个法兰、接线盒、接线端子和本安型能量收集电路，所述外保护套的右端插入巷道围岩内并通过一法兰与巷道围岩固定，所述外保护套的左端焊接一法兰与接线盒相连，右端作为测量端，所述铠装热电偶径直穿入外保护套内，其冷端与接线端子相连，热端与外保护套的测量端端口齐平，所述接线端子固定在接线盒内使多个铠装热电偶串联，并引出两条补偿导线与本安型能量收集电路连接。[0007]在上述方案基础上，所述本安型能量收集电路包括DCDC超低压升压器、DCDC压升压器、运放A1、比较器U2、比较器U3、比较器U8、比较器U9、比较器U10、比较器U2、和场效应管Ql;[0008]所述比较器U2的输入端分别与电阻R2、电阻R3和接线端子的正极相连，比较器U2的输出端与或非门U4相连，比较器U2、电阻R2、电阻R3组成电压检测电路，用于过压保护，所述运放Al的同向输入端与电阻R7相连，反相输入端与电阻R5、电阻R6相连，输出端与比较器U3相连；[0009]所述比较器U8、比较器U9、比较器UlO的同相输入端分别与电阻R19和电阻R20、电阻R21和电阻R22、电阻R23和电阻R24相连，反相输入端与2.2V的电压相连，输出端与或非门U4相连，所述比较器U8、比较器U9、比较器UlO与电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24组成电压检测电路，用于输出端的过压保护；[0010]所述比较器U3的输入端分别与运放Al的输出端、2.2V电源相连，输出端与或非门U4相连，所述比较器U3与运放Al、电阻R5、电阻R6、电阻R7和2.2V电源组成电流检测电路，用于过流保护；[0011]所述比较器U2、比较器U3与运放AU或非门U4和场效应管Ql组成电流、电压检测电路；[0012]所述铠装热电偶产生的电能通过电容Cin、变压器的初级线圈进入DCDC超低压升压器的SW端口，Vout端口产生最大3.3V的电压输出用于对无线传输模块供电，Vstore端口产生最大5V电压输出用于对本安锂电池充电，本安锂电池储存用于MCU控制模块、温度测量仪和无线传输模块供电；[0013]所述DCDC压升压器的Vcc端与DCDC超低压升压器的Vout端口相连，将3.3V的电压升到9V，用于对温度测量仪供电。[0014]在上述方案基础上，所述M⑶控制模块包括MCU、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4、运放A2、运放A3、比较器U5、比较器U6、光耦和本安锂电池；[0015]所述场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4用作开关，所述场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4的漏极分别与5V、3.3V和9V的输入电压相连，源极分别与本安锂电池、无线传输模块和温度测量仪相连，栅极分别与MCU的Pl和P2端口相连；[0016]所述运放A2的同向输入端与3.3V输入电压相连，反向输入端与电阻R8和电阻R9相连，输出端与比较器U5相连，用于将3.3V的电压放大到4.5V;[0017]所述运放A3的同向输入端接地，反向输入端与RlO相连，输出端与比较器U6相连，用于将3.3V的电压变换到2.8V;[0018]所述比较器U5的输入端分别与本安锂电池和Al的输出端相连，输出端与MCU的P3端口相连，用于将锂电池的电压值与4.5V相比较；[0019]所述比较器U6的输入端分别与本安锂电池和运放A3的输出端相连，输出端与MCU的P4端口相连，用于将锂电池的电压值与2.8V相比较；[0020]所述光耦Q4的输入端与本安锂电池和电阻R12相连，输出端与本安锂电池、电阻R14和肖特基二极管Dl相连，用于当没有输入电压时，使用本安锂电池对M⑶控制模块、温度测量仪和无线传输模块供电；[0021]所述的MCU的VCC端与2.2V输入电压相连，？1、？213、？4和？5端口分别与场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4的栅极、比较器U5的输出端和比较器U6的输出端相连。[0022]本发明中，外保护套为圆柱形，长2200_，外直径10mm，内直径8mm，材料为不锈钢ICr18Ni9Ti，一端焊接一个法兰与接线盒相连，另一端作为测量端。在靠近接线盒188mm法兰厚度12_处焊接一个法兰用于将本安型能量收集器固定在巷道围岩上。[0023]所述的铠装热电偶共12个，径直穿入外保护套内，冷端与接线端子相连，热端与外保护套的测量端的端口齐平（即在外保护套内的12个铠装热电偶长度与外保护套长度相同）。[0024]所述的接线盒为100*100*IOOmm的方盒，每个面的厚度为2mm。上面中心处有外直径为l〇mm，内直径为8mm，高IOmm的圆柱孔，用做出线孔；下面中心处有直径为IOmm的圆孔，距圆孔圆心15.5mm处上下左右共4个直径为Ilmm的螺栓孔;左右两侧面有通风孔，通风孔为4行4列的直径为IOmm的圆孔，相邻两个圆孔的圆心距为20mm;接线盒的前面可拆卸。[0025]所述的法兰的外径50mm，内径IImm，螺栓孔距3Imm，螺栓直径IImm，4个螺栓孔，厚度为12mm。[0026]所述的接线端子，端子排列方式为4行6列，第一行和第三行端子从左到右依次交替接铠装热电偶的金属A和金属B，第二行和第四行从左到右依次交替接铠装热电偶的金属B和金属A。接线端子每一行的第2个端子与第3个端子相连，第4个端子与第5个端子相连，第一行的最右端的端子与第二行的最右端的端子相连，第二行的最左端的端子与第三行的最左端的端子相连，第三行的最右端的端子与第四行的最右端的端子相连（即12个铠装热电偶串联），第一行最左端的端子和第四行最左端的端子分别引出一条补偿导线A、B，补偿导线A、B用来提供电能。[0027]所述的DCDC超低压升压器是一款高度集成的DCDC超低压升压转换器，内部采用的升压型拓扑结构可在输入电压低至20mV的情况下正常运作，适合于收集和管理来本安型能量收集器等极低输入电压电源的能量。输出3.3V的电压对MCU控制模块和无线传输模块供电，5V的电压对锂电池充电。[0028]所述的DCDC升压器内置过流保护和热关断功能的DCDC升压转换器，其Vcc端与DCDC超低压升压器的3.3V输出端相连，将3.3V的电压升到9V，对温度测量仪供电。[0029]所述的本安型能量收集器插入煤矿巷道围岩内，通过围岩与巷道内空气的温度差，利用塞贝克效应将热能转换为电能。塞贝克效应是指由于两种不同导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象。例如，在两种金属A和B组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，则在回路中将出现电流，称为热电流，相应的电动势称为热电势，其方向取决于温度梯度的方向，一般规定热电势方向为:在热端电流由负流向正。塞贝克效应电势差的计算公式如公式1所示：[0030]⑴[0031]其中和分别是两种金属的塞贝克系数，随时间变化，和是两种金属的温度。若两种金属的塞贝克系数恒定，不随时间变化，则公式⑴可写成：[0032]V=Sb-SaT2-Ti2[0033]假设铠装热电偶由铁与康铜这两种金属材料制成，其塞贝克系数在的20度的温度下为62uV，假设此塞贝克系数不随温度的变化而变化，则温差为1度时，可产生62uV的电压，12个铠装热电偶串联电压为620uV。经过1:100的变压器，电压变成62mV，大于20mV可启动DCDC转换器，从而产生三种不同的供电电压3.3V、5V、9V对M⑶控制模块、温度测量仪、无线传输模块供电和对锂电池充电。[0034]所述的MCU的VCC端与3.3V输入电压相连，？1、？213、？4和？5端口分别与〇2、〇3、〇4的栅极、U5的输出端和U6的输出端相连。所述的MCU的端口P2每隔10秒输出一次高电平，每次持续5秒，当P2为高电平时，场效应管Q3和Q4导通，本安型能量收集器对对温度测量仪和无线传输模块供电；当P2为低电平时，场效应管Q3和Q4断开，温度测量仪和无线传输模块停止工作，间断式的供电可以减少对电能的消耗，提高无线传输节点的工作寿命。当锂电池充电电压超过4.5V时，即电池充满，此时P3端口的输入电压为高电平，则Pl端口的电压变为低电平，Ql断开，停止对锂电池充电；当锂电池放电电压小于2.8V时，即认为电池没电，此时P4端口的输入电压为高电平，则Pl端口的电压变为高低电平，Ql导通，对锂电池充电。[0035]本发明与现有技术相比具有的有益效果是:本发明的深部巷道温度监测本安型无线传感节点采用温差能量捕获的供能方式，温差能量捕获技术是一种无污染、结构简单、长寿命的能量收集方式，将温差能量捕获技术用于深部巷道温度监测的无线传感节点，使无线传感节点长期工作，避免了传统无线传感器节点因更换电池带来的不便、浪费和环境污染。附图说明[0036]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：[0037]图1为本发明所涉及的本安型能量收集电路图；[0038]图2为本发明所涉及的一种深部巷道温度监测本安型无线传感节点设计框图；[0039]图3为本发明所涉及的本安型能量收集器的结构示意图；[0040]图4为接线盒的结构示意图；[0041]图5为接线端子的连接示意图。[0042]图中：卜接线盒，2-法兰，3-外保护套，4-铠装热电偶，5-围岩，6-接线端子，7-补偿导线，8-本安型能量收集电路、9-本安锂电池、10-MCU控制模块、11-温度测量仪、12-无线传输模块、13-DCDC超低压升压器、14-DCDC压升压器。具体实施方式[0043]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0044]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0045]参照图1、图2,深部巷道温度监测本安型无线传感节点，包括本安型能量收集器、MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12,本安型能量收集器的输出端分别与MCU控制模块1〇、温度测量仪11和无线传输模块12的输入端连接，用于对MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12供电，温度测量仪11的一端接本安型能量收集器，用于测量巷道内的温度，另一端接无线传输模块12，用于将测得的温度信号传递给无线传输模块12。无线传输模块12对温度信号进编码、调制等处理，转换成适合信道传输的信号，经发射天线发射出去。[0046]参照图3、图4、图5,本安型能量收集器包括多个铠装热电偶4、外保护套3、两个法兰2、接线盒1、接线端子6和本安型能量收集电路8,外保护套3的右端插入巷道围岩5内并通过一法兰2与巷道围岩5固定，外保护套3的左端焊接一法兰2与接线盒1相连，右端作为测量端，铠装热电偶4径直穿入外保护套3内，其冷端与接线端子6相连，热端与外保护套3的测量端端口齐平，接线端子6固定在接线盒1内使多个铠装热电偶4串联，并引出两条补偿导线7与本安型能量收集电路8连接。其中，外保护套3为圆柱形，长2200mm，外直径10mm，内直径8mm，材料为不锈钢lCrl8Ni9Ti，一端焊接一个法兰2与接线盒1相连，另一端作为测量端。在靠近接线盒188_法兰厚度12_处焊接一个法兰用于将本安型能量收集器固定在巷道围岩5上。[0047]铠装热电偶4共12个，径直穿入外保护套3内，冷端与接线端子6相连，热端与外保护套3的测量端的端口齐平即在外保护套3内的12个铠装热电偶4长度与外保护套3长度相同。[0048]接线盒1为100*100*100mm的方盒，每个面的厚度为2mm。上面中心处有外直径为10mm，内直径为8mm，高IOmm的圆柱孔，用做出线孔;下面中心处有直径为IOmm的圆孔，距圆孔圆心15.5mm处上下左右共4个直径为Ilmm的螺栓孔;左右两侧面有通风孔，通风孔为4行4列的直径为IOmm的圆孔，相邻两个圆孔的圆心距为2Omm;接线盒的前面可拆卸。[0049]法兰2的外径50mm，内径IImm，螺栓孔距3Imm，螺栓直径IImm，4个螺栓孔，厚度为12mm〇[0050]参照图5，接线端子6，端子排列方式为4行6列，第一行和第三行端子从左到右依次交替接铠装热电偶的金属A和金属B，第二行和第四行从左到右依次交替接铠装热电偶4的金属B和金属A。接线端子6每一行的第2个端子与第3个端子相连，第4个端子与第5个端子相连，第一行的最右端的端子与第二行的最右端的端子相连，第二行的最左端的端子与第三行的最左端的端子相连，第三行的最右端的端子与第四行的最右端的端子相连即12个铠装热电偶4串联，第一行最左端的端子和第四行最左端的端子分别引出一条补偿导线A、B，补偿导线A、B用来提供电能。[0051]参照图1，本安型能量收集电路8包括DCDC超低压升压器13、DCDC压升压器14、运放Al、比较器U2、比较器U3、比较器U8、比较器U9、比较器UlO、比较器U2、和场效应管Ql;[0052]比较器U2的输入端分别与电阻R2、电阻R3和接线端子6的正极相连，比较器U2的输出端与或非门U4相连，比较器U2、电阻R2、电阻R3组成电压检测电路，用于过压保护，运放Al的同向输入端与电阻R7相连，反相输入端与电阻R5、电阻R6相连，输出端与比较器U3相连；[0053]比较器U8、比较器U9、比较器Ul0的同相输入端分别与电阻Rl9和电阻R20、电阻R21和电阻R22、电阻R23和电阻R24相连，反相输入端与2.2V的电压相连，输出端与或非门U4相连，比较器U8、比较器U9、比较器UlO与电阻Rl9、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24组成电压检测电路，用于输出端的过压保护；[0054]比较器U3的输入端分别与运放Al的输出端、2.2V电源相连，输出端与或非门U4相连，比较器U3与运放Al、电阻R5、电阻R6、电阻R7和2.2V电源组成电流检测电路，用于过流保护；[0055]比较器U2、比较器U3与运放A1、或非门U4和场效应管Ql组成电流、电压检测电路；[0056]铠装热电偶4产生的电能通过电容Cin、变压器的初级线圈进入DCDC超低压升压器13的SW端口，Vout端口产生最大3.3V的电压输出用于对无线传输模块12供电，Vstore端口产生最大5V电压输出用于对本安锂电池9充电，本安锂电池9储存用于MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12供电；[0057]DCDC压升压器14的Vcc端与DCDC超低压升压器13的Vout端口相连，将3.3V的电压升到9V，用于对温度测量仪11供电。[0058]参照图2，M⑶控制模块10包括MCU、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4、运放A2、运放A3、比较器U5、比较器U6、光耦和本安锂电池9;[0059]场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4用作开关，场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4的漏极分别与5V、3.3V和9V的输入电压相连，源极分别与本安锂电池9、无线传输模块12和温度测量仪11相连，栅极分别与MCU的Pl和P2端口相连；[0060]运放A2的同向输入端与3.3V输入电压相连，反向输入端与电阻R8和电阻R9相连，输出端与比较器U5相连，用于将3.3V的电压放大到4.5V;[0061]运放A3的同向输入端接地，反向输入端与RlO相连，输出端与比较器U6相连，用于将3.3V的电压变换到2.8V;[0062]比较器U5的输入端分别与本安锂电池9和Al的输出端相连，输出端与MCU的P3端口相连，用于将锂电池的电压值与4.5V相比较；[0063]比较器U6的输入端分别与本安锂电池9和运放A3的输出端相连，输出端与MCU的P4端口相连，用于将锂电池的电压值与2.8V相比较；[0064]光耦Q4的输入端与本安锂电池9和电阻R12相连，输出端与本安锂电池9、电阻R14和肖特基二极管D1相连，用于当没有输入电压时，使用本安锂电池9对MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12供电；[0065]MCU的VCC端与2.2V输入电压相连，？1、？213、？4和?5端口分别与场效应管〇2、场效应管Q3、场效应管Q4的栅极、比较器U5的输出端和比较器U6的输出端相连。M⑶的端口P2每隔10秒输出一次高电平，每次持续5秒，当P2为高电平时，场效应管Q3和Q4导通，本安型能量收集器对对温度测量仪和无线传输模块供电；当P2为低电平时，场效应管Q3和Q4断开，温度测量仪和无线传输模块停止工作，间断式的供电可以减少对电能的消耗，提高无线传输节点的工作寿命。当锂电池充电电压超过4.5V时，即电池充满，此时P3端口的输入电压为高电平，则Pl端口的电压变为低电平，Ql断开，停止对锂电池充电；当锂电池放电电压小于2.8V时，即认为电池没电，此时P4端口的输入电压为高电平，则Pl端口的电压变为高低电平，Ql导通，对锂电池充电。[0066]本发明采用温差能量捕获的供能方式，温差能量捕获技术是一种无污染、结构简单、长寿命的能量收集方式，将温差能量捕获技术用于深部巷道温度监测的无线传感节点，使无线传感节点长期工作，避免了传统无线传感器节点因更换电池带来的不便、浪费和环境污染。[0067]本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。[0068]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

权利要求：1.一种深部巷道温度监测本安型无线传感节点，其特征在于:包括本安型能量收集器、MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12，所述本安型能量收集器的输出端分别与MCU控制模块（10、温度测量仪（11和无线传输模块（12的输入端连接，用于对MCU控制模块（10、温度测量仪（11和无线传输模块（12供电，所述温度测量仪（11的一端接本安型能量收集器，用于测量巷道内的温度，另一端接无线传输模块12，用于将测得的温度信号传递给无线传输模块12。2.根据权利要求1所述的深部巷道温度监测本安型无线传感节点，其特征在于:所述本安型能量收集器包括多个铠装热电偶⑷、外保护套3、两个法兰2、接线盒（1、接线端子⑹和本安型能量收集电路8，所述外保护套⑶的右端插入巷道围岩⑸内并通过一法兰⑵与巷道围岩⑸固定，所述外保护套⑶的左端焊接一法兰⑵与接线盒⑴相连，右端作为测量端，所述铠装热电偶4径直穿入外保护套3内，其冷端与接线端子6相连，热端与外保护套3的测量端端口齐平，所述接线端子6固定在接线盒⑴内使多个铠装热电偶⑷串联，并引出两条补偿导线⑺与本安型能量收集电路⑻连接。3.根据权利要求2所述的深部巷道温度监测本安型无线传感节点，其特征在于:所述本安型能量收集电路8包括DCDC超低压升压器（13、DCDC压升压器（14、运放Al、比较器U2、比较器U3、比较器U8、比较器U9、比较器UlO、比较器U2、和场效应管Ql;所述比较器U2的输入端分别与电阻R2、电阻R3和接线端子6的正极相连，比较器U2的输出端与或非门U4相连，比较器U2、电阻R2、电阻R3组成电压检测电路，用于过压保护，所述运放A1的同向输入端与电阻R7相连，反相输入端与电阻R5、电阻R6相连，输出端与比较器U3相连；所述比较器U8、比较器U9、比较器UlO的同相输入端分别与电阻R19和电阻R20、电阻R21和电阻R22、电阻R23和电阻R24相连，反相输入端与2.2V的电压相连，输出端与或非门U4相连，所述比较器U8、比较器U9、比较器UlO与电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24组成电压检测电路，用于输出端的过压保护；所述比较器U3的输入端分别与运放Al的输出端、2.2V电源相连，输出端与或非门U4相连，所述比较器U3与运放Al、电阻R5、电阻R6、电阻R7和2.2V电源组成电流检测电路，用于过流保护；所述比较器U2、比较器U3与运放A1、或非门U4和场效应管Ql组成电流、电压检测电路；所述铠装热电偶4产生的电能通过电容Cin、变压器的初级线圈进入DCDC超低压升压器（13的SW端口，Vout端口产生最大3.3V的电压输出用于对无线传输模块（12供电，Vstore端口产生最大5V电压输出用于对本安锂电池9充电，本安锂电池9储存用于MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12供电；所述DCDC压升压器（14的Vcc端与DCDC超低压升压器（13的Vout端口相连，将3.3V的电压升到9V，用于对温度测量仪11供电。4.根据权利要求3所述的深部巷道温度监测本安型无线传感节点，其特征在于：所述MCU控制模块（10包括MCU、场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4、运放A2、运放A3、比较器U5、比较器U6、光耦Q4和本安锂电池9;所述场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4用作开关，所述场效应管Q2、场效应管Q3、场效应管Q4的漏极分别与5V、3.3V和9V的输入电压相连，源极分别与本安锂电池9、无线传输模块12和温度测量仪11相连，栅极分别与MCU的Pl和P2端口相连；所述运放A2的同向输入端与3.3V输入电压相连，反向输入端与电阻R8和电阻R9相连，输出端与比较器U5相连，用于将3.3V的电压放大到4.5V;所述运放A3的同向输入端接地，反向输入端与RlO相连，输出端与比较器U6相连，用于将3.3V的电压变换到2.8V;所述比较器U5的输入端分别与本安锂电池⑼和Al的输出端相连，输出端与MCU的P3端口相连，用于将锂电池的电压值与4.5V相比较；所述比较器U6的输入端分别与本安锂电池⑼和运放A3的输出端相连，输出端与MCU的P4端口相连，用于将锂电池的电压值与2.8V相比较；所述光耦Q4的输入端与本安锂电池9和电阻R12相连，输出端与本安锂电池9、电阻R14和肖特基二极管Dl相连，用于当没有输入电压时，使用本安锂电池（9对MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12供电；所述的MCU的VCC端与2.2V输入电压相连，Pl、？2、？3、？4和?5端口分别与场效应管〇2、场效应管Q3、场效应管Q4的栅极、比较器U5的输出端和比较器U6的输出端相连；光耦Q4的输入端与本安锂电池9和电阻R12相连，输出端与本安锂电池9、电阻R14和肖特基二极管D1相连，当没有输入电压时，使用本安锂电池9对MCU控制模块10、温度测量仪11和无线传输模块12供电。

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