矿井巷道层次型无线监测无线传感器网络的实现

根据对矿井巷道环境参数监测的需求和矿井巷道地形的特点,提出了一种矿井巷道层次型无线监测无线传感器网络.设计了网络的拓扑控制机制、路由机制,开发了相应的硬件平台和协议栈,并设计了中断和周期性巡检的工作方案.模拟矿井巷道的实际环境进行了实验室试验,试验系统在中断方式下可以实现超限数据的及时传输,在周期性巡检方式下可以实现稳定可靠地对数据进行周期性采集.     

网格型煤矿监测无线传感器网络设计与实现

针对矿井巷道局部监测无线传感器网络规模较大的情况,提出一种网格型煤矿监测无线传感器网络。设计了网络的拓扑控制机制、路由机制和冲突避免机制,开发了无线传感器节点,设计了无线传感器网络自动监测工作方式。模拟矿井巷道环境对系统进行了试验,试验效果良好。     

井下无线风速监测网络的设计

针对目前矿井风速监测系统存在的检测盲区和传输线路易遭损坏的问题,提出了基于Zigbee技术的井下无线风速监测网络。设计了网络中各类节点的硬件电路,根据矿井巷道的狭长特点,选用了层次型拓扑结构和链簇路由算法,并给出了软件实现流程。实验结果表明,该无线风速监测网络测量误差小、传输可靠,可以和现有的有线网络无缝融合,实现了井下风速监测的全覆盖。     

基于ZigBee无线传感器网络的机载瓦斯移动远程监测监控系统研制

为适应煤矿井下复杂工作环境,满足监测监控系统在移动开采条件下实现瓦斯连续在线远程监测和远程断电控制,提出一种基于Z igBee无线传感器网络技术机载瓦斯移动远程监测监控系统,分析了该系统实现的网络通信关键技术,给出其在巷道实验和矿井工业性试验结果。测试结果表明,该系统不但可减小矿山瓦斯灾害监测系统布线困难和成本,而且还为有效实现矿井瓦斯移动远程监测和远程电力控制提供了一种新思路。     

基于ZigBee技术的巷道顶板离层检测传感器设计

为了解决矿井巷道顶板离层检测中遇到的拓扑结构固定、节点扩展性差、测量结果无法自动上传、分析和处理的问题,文章设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的顶板离层检测传感器。重点介绍了传感器的原理及软硬件实现方案。系统硬件以STC12C5A单片机为核心,利用精密拉绳式位移测量模块实现离层的精确测量,利用CC2420无线收发器模块,实现了数据通信和共享。该传感器以无线通信的方式将测量结果传送给分站,并由分站上传地面监控计算机,实现井下巷道离层情况的实时、可靠监测。     

基于WiFi通信的矿井监测无线传感器网络研究

针对现有矿井监测系统中无线传感器网络部署复杂、传输速率低、难以接入等问题,设计了一种基于WiFi通信的无线传感器网络矿井监测系统。该系统基于STM32芯片和Wi Fi芯片搭建矿井监测的硬件平台,利用802.11协议实现传感器节点的WiFi自组网通信,通过路由器节点汇聚传感器节点的测量参数并进行转发,最终传输至监测中心实现矿井监测。     

无线传感器网络在矿井通风中的设计及风量算法

矿井通风设计是保证煤矿安全生产的重要环节,无线传感器网络的检测技术用到矿井通风设计中势在必行.根据山西麦怡源煤业有限公司井田结构,介绍了无线传感器网络的系统结构和硬件构成,并给出了风量计算公式,形成一个可靠高效的网络检测传输系统.     

一种新型矿用无线顶板位移在线监测系统的设计

针对煤矿井下巷道和工作面顶板位移不能方便、准确、实时在线监测的问题,设计了一种采用无线传输的新型顶板位移在线监测系统。该系统以智能传感器为基础,利用ARM CortexM0+作为核心处理器,采用Wave Mesh低功耗无线自组网技术进行数据传输,实现对井下顶板位移的在线监测。主要阐述系统的工作原理,给出无线传感器的硬件电路和软件设计流程。实际应用表明,该系统数据可靠,运行稳定。通过对顶板位移数据的采集、处理和判断,为煤矿井下安全生产提供可靠的决策依据,同时也可并入其他网络组成更大的系统来满足复杂监测控制的需求。     

基于Modbus协议的矿井顶板状态监测系统研究

为了提高矿井顶板状态监测水平,提出了以Modbus RTU协议和RS-485总线为基础的矿井巷道顶板状态监测系统。简要介绍了Modbus协议、矿井顶板状态监测系统的网络结构、Modbus功能码和部分出错处理代码,重点阐述了矿井顶板状态监测系统要实现Modbus通信功能的硬件设计及软件实现方法。试验结果表明:系统运行稳定、可靠,数据传输实时性好,准确度高,性价比高,实现了矿井顶板状态监测。     

基于CC2430与WSN的矿井液压支架监测系统研究

针对目前矿井液压支架压力监测方面的缺陷,设计了一种基于CC2430模块与无线传感器网络(WSN)的矿井液压支架监测系统。该系统以ZigBee为无线通信方式,确定簇型线状通信网格,各节点以CC2430模块为核心。重点阐述了系统的硬件设计方法,并给出了系统软件的设计流程。该系统通过实验测试,证实了系统的正确性和实用性。     

基于泛在网络技术的煤矿安全监控和跟踪系统研究

基于泛在网络技术,设计了一种层次型网格煤矿监控和井下人员跟踪系统,分析了系统的关键技术.针对煤矿巷道及掘进工作面不断变化的特点,提出了节点部署算法和井下人员定位算法。     

矿井巷道无线传感器网络分层拓扑控制策略

根据矿井巷道的特点,以井下人员定位系统为背景,介绍了一种层次型无线传感器网络模型,提出了一种基于静态节点且可控部署的拓扑控制方法,并给出了网络节点布置的具体算法。在此基础上,研究了此网络模型的连通覆盖性,给出了满足人员定位系统连通覆盖性要求的约束条件,最后分析了此网络模型的能耗与路由跳数(hops)问题。结果表明,在一个被测节点通过监测区域的过程中,层次型无线传感器网络的系统总能耗与能耗方差约为节点均匀分布的单层链状网络的25%和33%,信息传递的路由跳数约为节点均匀分布的单层链状网络的1/3。     

基于ZigBee与GPRS的煤矿环境远程监测系统设计

为了有效监测煤矿环境,防治煤矿地质灾害,针对当前煤矿环境监测系统存在的布设和维护成本高、布线复杂、传输距离及能量受限等问题,设计了一种结合ZigBee与GPRS技术的无线传感器网络煤矿环境远程监测系统。无线传感器网络采用网状拓扑结构,主要采用CC2530射频芯片、SHT10数字温湿度传感器、GY-63-03数字气压传感器以及WG-8010GPRS DTU模块等器件,在Z_Stack协议栈的基础上进行开发,完成了系统传感器节点的硬件与软件设计,实现了温度、湿度以及气压数据的远程采集、传输与处理。上位机监控系统采用面向TCP/IP协议的Socket通讯机制的C/S结构,在Visual Studio 2010环境中采用C#语言进行开发,通过调用SQL数据库,实现监测数据的实时显示与查询。试验结果表明,该系统数据传输可靠、实时性高、组网灵活,大大降低了煤矿环境监测成本,具有一定的实用性。     

矿井巷道贯通预警系统设计与实现

煤矿井下巷道贯通是煤矿安全生产的重要环节,也是井下事故的多发点.鉴于巷道贯通的重要性,首先,基于北京龙软科技发展有限公司与北京大学联合实验室开发的地测管理信息系统RGIS平台,利用SQL Server作为后台数据库,VC6.0作为前台开发语言,在测量图形模块中设计并实现了贯通工程的绘制及评价功能;然后,基于B/S结构,利用ASP语言设计开发了基于WebGIS的网上发布系统,即矿井巷道贯通预警系统,并得到了实例验证.结果表明,矿井巷道贯通预警系统的设计对于相关领导及时了解巷道的贯通信息,以指挥各生产相关单位协调工作,确保巷道顺利贯通具有重要的意义.该系统还可以推广到交通、水利等部门的巷道或隧道贯通工程,对相关系统的发展具有推动作用.     

井下无线传感器网络网关节点的设计

针对井下的环境和设备监控,采用无线传感器网络监控方式,通过传感器监测节点将数据传送给汇聚节点,再通过汇聚节点传送给网关节点,实现无线传感器网络与外部网络的通信,从而实现远程监控。在保证井下设备的本质安全性的前提下,设计了无线传感器网关节点,并按GB3836.4 IIC级别的爆炸性气体混合物作为本质安全性验证目标,确保了网关节点在井下安全、可靠地使用。     

基于WSNs的矿井瓦斯无线监测系统

为了弥补煤矿现有有线瓦斯监控系统的不足,采用基于Zigbee技术的CC2430芯片构建了无线传感器网络(WSNs)并结合单片机、传感器、存储显示以及CAN总线通信技术设计了瓦斯无线监测系统。     

金属矿山巷道围岩安全监测诊断预警体系

针对矿山巷道监测系统诊断预警系统功能弱,系统不完善的难题,通过将基于小波能量理论所建立的爆破震动去噪方法、围岩类别判定指标、爆破震动效应评价指标集成,形成可实现长期实时监测的金属矿山巷道围岩稳定性监测、诊断、预警体系。金属矿山巷道围岩安全监测诊断预警体系包括监测点布点优化、监测信号去噪、信号频域能量分析、巷道围岩类别确定、巷道围岩安全判别、巷道围岩安全预警等模块内容。该体系的最大特点是根据实时监测到的信号进行诊断分析,并依据所积累的数据库文件进行比对,最终得出诊断结论并给出相应的工程措施,该体系的建立为提高金属矿山安全监测技术水平奠定了基础。     

煤矿井下作业施工安全监测及报警系统研究

为了提高煤矿井下作业施工安全监测精度,保障煤矿井下作业安全,设计一种煤矿井下作业施工安全监测及报警系统。该系统以悬挂式巡检机器人作为载体,搭载视觉传感器、气体传感器、烟雾传感器以及声音传感器4种采集设备,采集井下环境参数和生产参数;通过通信网络将参数传输到监测中心,在监测中心运行针对参数类型的不同,运行4种不同的监测程序;根据监测结果判断是否需要报警。实验结果表明,所设计系统应用下,准确监测和报警的样本数量与实际情况差别不大,只有在设备状态样本、塌方前岩石破碎声响和震动样本上出现了误差,说明本系统的监测准确性较高。