基于无线传感器网络的矿井应急通信系统的研究

文章介绍了一种基于无线传感器网络的矿井应急通信系统的设计方案,阐述了无线传感器网络的结构、特点及无线传感器网络技术、移动通信技术在矿井应急通信系统中的应用设计。该矿井应急通信系统利用无线传感器网络进行紧急状态下矿井数据的采集和收集,利用成熟、信号覆盖面广的移动通信技术进行信号的传输,将数据实时地传送到处理中心和相关的责任人,便于对紧急情况的决策处理。     

无线传感器网络跨层通信协议的设计

针对现有层次性无线传感器网络通信协议的不足,分析了无线传感器网络通信各层对跨层的需求,比较了现有跨层模型的优缺点,对跨层模型原则和方法进行了讨论,提出了跨层无线传感器网络通信协议模型,并在矿井环境监测系统中,对此模型进行了具体设计.新协议模型具有设计复杂度低,数据可靠性高以及实时性好的特点,能够满足矿井监测的特殊需求.     

用于矿井环境监测的无线传感器网络

提出了利用无线传感器网络进行矿井环境探测的方法,给出了适用于矿井环境探测的无线传感器网络的网络框架、拓扑结构和网络协议。     

基于ZigBee的矿井环境监测系统设计

针对矿井环境恶劣、干扰严重和传统信号有线传输的现状,设计了基于ZigBee无线传感器网络的矿井环境监测系统;系统由井下ZigBee传感器终端节点、路由器、协调器和井上监测上位机构成,其中传感器终端节点对井下瓦斯、一氧化碳、温度等信号进行采集,利用ZigBee无线组网技术将信号送给井上PC机,井上管理人员通过PC机能够随时掌握井下设备和环境的状况;与传统的信号有线传输监测方法相比,该系统低功耗、低成本、抗干扰;实验结果表明,该系统运行稳定可靠,精度高,具有一定的实用性和推广价值。     

基于Agent的矿井无线传感器网络的研究

在矿井环境中,为了确保生产安全进行,需要建立一种不依赖于骨干网的无线通信系统。随着无线传感器网络的不断发展,这种监测系统成为可能。随着Agent的出现及应用发展,已经提出了基于Agent的分布式传感器网络概念,使用代理在多个传感器节点之间执行协作任务的方法也逐渐发展起来。将Agent技术引入无线传感器网络中来,在一定程度上减小了网络通信的带宽需求,降低了网络中的能量消耗,从而提高了无线传感器网络系统的使用寿命。     

煤矿瓦斯监测无线传感器网络系统设计

在煤炭开采过程中,井下环境的测量对煤矿安全生产非常重要.针对矿井瓦斯监控设备采用有线方式传输信号存在的弊端,本文设计了基于无线传感器网络的矿井瓦斯浓度测量系统,对该系统所用的传感器和单片机做了简要描述,阐述了系统的软硬件设计思想和实现方法.     

基于无线传感器网络的矿井环境监测系统研究

煤矿井下环境恶劣,给煤矿安全生产和矿工的身心健康带来很大威胁,建立矿井环境监测系统对保证矿井安全生产具有重要的意义。本文将无线传感器网络技术引入矿井环境监测系统方案中,设计了基于无线传感器网络的矿井环境监测系统模型,并对方案中的关键技术进行可行性分析。分析表明,基于无线传感器网络的矿井环境监测系统具有实用性和可行性。     

矿井无线传感器网络设计及应用

针对煤矿井下现有现场总线通信网络带宽小、传输速率低、布线繁琐等问题,提出了一种矿井无线传感器网络设计方案。该矿井无线传感器网络采用TD-LTE技术,可通过无线基站直接接入无线终端设备,同时利用客户终端设备兼容煤矿井下现场总线通信网络中现有设备和系统,实现区域性数据采集功能。应用结果表明,该矿井无线传感器网络具有带宽大、传输距离远、数据传输稳定、实时性高等特点,满足矿山物联网建设需求。     

矿井安全监控系统的设计与实现

针对目前矿井安全监控设备采用有线方式传输信号存在的弊端,设计了一种基于无线传感器网络的矿井安全监控系统.详细介绍了无线传感器网络节点的硬件电路组成和完成相关功能的软件设计.经过测试,该无线传感器网络节点具有无线通信、传感、信息处理等功能,并且具有结构简单、性能稳定、功耗低、抗干扰能力强等优点,较好地满足了实时矿井安全监测的要求.     

矿井环境下无线传感器网络路由协议研究*

无线传感器网络应用场合拓扑结构复杂,针对煤矿井下工作环境中的无线传输数据需求,提出了基于距离有效性的层次路由协议。协议以节点间的距离为建立路由的依据,作为各个节点建立层次关系,节点间的数据以最优路径向汇聚节点传输。当网络结构发生变化时,协议可按照节点间的层次关系在较短时间内重建路由。仿真结果表明,协议具有较好的收敛性,并缩短了重建局部路由的时间,为无线传感器网络应用于矿井环境提供了一种方案。     

一种经济型矿井远程监视系统的研究及实现

煤矿井下的特殊环境限制了现有的以光纤或视频电缆为传输介质的矿井视频监视系统的推广应用。该文在研究了矿井视频图像的特点的基础上，提出了矿井视频图象的压缩及传输方法，选择TMS320C2XX通用处理器作为系统开发平台，研制了以矿用信号电缆或电话电缆作为传输介质的经济型低比特率矿井远程监视系统。     

高可靠性矿用分站的设计

矿用分站与传感器之间大多采用模拟信号传输方式,极易受井下电磁干扰的影响,降低了煤矿安全监控系统的稳定性和可靠性。针对上述问题,设计了一种与传感器之间采用数字传输方式的高可靠性矿用分站,详细介绍了该分站的结构、硬件及软件设计。测试结果表明,该分站通过了《AQ 6201—2006煤矿安全监控系统通用技术条件》中规定的抗干扰性能试验,具有较强的稳定性。     

煤矿信息全面感知与智慧决策系统

针对目前煤矿安全生产过程中存在煤矿信息感知能力差、决策水平低的问题,提出了一种煤矿信息全面感知与智慧决策系统。该系统由胶囊网络层、数据传输层和云服务层组成:胶囊网络层由人员位置与行为感知胶囊、设备状态感知胶囊、环境感知胶囊构成,实现煤矿"人、机、环"全面感知;数据传输层采用无线传感器网络与有线网络结合的方法来实现煤矿井下数据可靠传输;云服务层通过基于随机森林的智慧决策机制为煤矿生产高效、可靠决策提供了保障。实验结果验证了该系统的有效性。     

无线输电技术及其在矿井安全监控系统中的应用

介绍了无线输电技术的概念和发展史,依据现有三大无线电能传输标准,重点阐述了电磁感应式、无线电波式、电磁谐振式3种无线电能传输方式,并认为磁耦合谐振式无线电能传输方式最具研究前景;针对煤矿井下工作环境特点和防爆要求,分析了无线输电技术在矿井中的应用前景,指出矿井安全监控系统是无线输电技术的优先发展领域,并依据《煤矿安全规程》及相关行业标准,通过实例分析了矿井安全监控系统应用无线输电技术的需求和意义;指出了矿井无线输电技术需要解决的关键问题。     

基于WI-FI的井下定位算法研究

基于射频指纹的室内定位算法有很多,现提出基于射频指纹的应用在煤矿巷道这种特有的环境特征的一种新的定位算法。根据无线信号的衰减特性,将距离接入点3m处的接收信号强度值设为阈值,若设备接收的信号强度值大于阈值则直接定位到此接入点处。若信号强度低于阈值,则根据射频指纹数据库数据得到估计位置。在煤矿中移动目标的速度一般小于10m/s,根据这一特征,算法中设定前后两次的定位位置不能超过10 m;若超过10 m,则取前一秒的定位位置与该秒采用数据库匹配得出的位置的中点。将这些特征应用到射频指纹定位算法中可以非常有效的减少环境对信号强度的影响。通过实验表明,该定位算法具有较高的定位精度。     

基于CAN总线的煤矿瓦斯与环境监测系统设计

针对传统的井下瓦斯监测因采用人工检测方式而导致非实时性及易出错等问题,结合井下生产环境复杂、传输距离长、监测范围广的特点,提出了一种基于CAN总线的煤矿瓦斯与环境监测系统的设计方案。该系统以AT89S52单片机为下位机系统核心,利用单总线及多传感器技术对井下温度、风速、瓦斯浓度等多种环境参数进行自动监测,并通过CAN总线将数据实时传送给上位机。实验结果表明,该系统具有较高的稳定性、可靠性和抗干扰能力。     

煤矿井下低比特率数字扩音电话系统设计

针对目前煤矿井下模拟扩音电话系统抗干扰能力弱,传输距离短、功耗高、难以和井下通信系统融合等问题提出了低比特率数字扩音电话系统的设计方案.系统基于AMBE压缩编码算法,使用AMBE-1000语音编码解码芯片,以C8051F310为控制核心.详细介绍了关键模块的硬件电路、软件流程图及工作原理.应用结果表明,该系统稳定、可靠、传输距离远,满足了煤矿井下环境的要求.     

信号融合技术在煤矿报警系统中的应用

文章研究了一种兼容性好、通用性强、低成本的多通道传感器信号传输技术及其实现方法。该方法利用信号编码技术对测控现场的多路传感器信号进行处理和变换,使其融合为一路基带信号后,或直接以基带传输或以频带传输。该技术改进了目前煤矿安全报警系统中所采用的信号传输技术和方法。     

特种煤矿人员定位系统设计

针对特种煤矿需要对上井人员进行定位的要求,提出了采用双频率的特种煤矿人员定位系统的设计方案;详细介绍了该系统结构及基本工作原理,重点分析了系统关键硬件技术和系统软件功能的设计。该系统通过低频定位器实现了特种煤矿人员的全方位定位与跟踪,提高了特种煤矿的管理效率和安全水平。     

基于无线射频通信的多功能瓦斯报警矿灯的研制

针对目前瓦斯报警矿灯的报警信号不能被监控中心获取及井下固定瓦斯探头检测范围小、移动性差的问题,文章提出了一种具有瓦斯超限信号无线传输功能的多功能瓦斯报警矿灯的设计方案,详细介绍了该矿灯的硬件与软件设计,给出了无线射频通信方案及其关键技术。现场试验表明,该矿灯在井下环境的无线通信距离可达160 m,弥补了定点瓦斯监测的不足,确保了煤矿安全生产。