基于Zigbee技术的顶板离层仪网络研究

针对目前煤矿使用的顶板离层仪类型,以及根据顶板离层的测量原理和实际中工作人员记录顶板离层数据的方式,文章创新性地提出了采用Zigbee技术进行数据的传输;利用分站和每个测量点处的顶板离层仪构成了无线传感网络,通过分站人机交互界面就可对矿井巷道顶板离层的状态进行实时监测,实现了顶板离层监测的自动化和网络化;采用了分段式数字电容传感器,提高了产品整体测量精度,降低了成本。     

基于LabVIEW的煤矿巷道顶板监测系统设计

近10年来,国内煤矿发生致人死亡的顶板事故数千起,占煤矿事故总数接近一半。因此,实时监测煤矿巷道顶板离层的位移及压力,判断顶板离层及围岩的稳固性,及时采取有效的防护措施,对预防顶板事故的发生具有重大的现实意义。本研究基于虚拟仪器的煤矿巷道顶板监测系统利用传感器、分布式测量节点和无线网关组成的无线传感器网络与LabVIEW监测程序,实现了巷道顶板的应力与离层位移数据的采集、存储、预警和查询功能,达到了对巷道顶板实时、动态的监测目的,通过对监测数据的分析,能反映出当前顶板离层结构的健康状态,从而对巷道的安全性与稳定性作出正确及时的评价,及早发现可能发生顶板冒落的区域,及时采取相应措施,避免巷道顶板事故的发生,减少财产损失与人员伤亡。     

基于煤矿顶板离层实时动态无线监测系统设计

矿井巷道顶板的安全一直是影响煤矿生产安全的重要问题。目前常用的顶板离层仪靠人工定时观察测量顶板离层状况,误差较大,不能实时进行安全监测。为此,设计了一种基于低功耗的顶板离层实时动态无线监测系统。该系统的位移传感器可实时采集顶板离层位移量,经低功耗微处理器处理,通过无线通信模块传送至井下监测分站或便携式采集器,再通过有线方式导入远程监控上位机,从而实现顶板位移动态监测、提前预警。该系统传感器节点采用低功耗设计,配合专门设计的矿用电池组,可连续工作6个月。无线通信部分使用基于433 MHz射频技术的低功耗芯片,整个系统的安装、使用、维护更加方便。经井下实地使用证明,该监测系统运行稳定,效果良好。     

巷道顶板离层自动监测报警系统

目前在煤矿中使用的结构简单的机械式巷道顶板离层指示仪和借助电气元件的声光报警式巷道顶板离层指示仪,均采用人工观测的方法,误差较大,而且不能实现顶板离层的动态监测。为此,济南澳科矿山工程技术有限公司和兖州矿业(集团)有限责任公司研制出了一种采用机电一体化的巷道顶板离层自动监测报警系统,排除了人为的因素,提高了顶板离层监测的准确性、及时性和可靠程度。这个系统包括井下分站和防爆电源、位移报警器、位移传感器及连接电缆。巷道顶板离层自动监测报警系统是以PIC单片机为主机芯片,高可靠性机械式位移测量方法、高精度的光电…     

一种基于光栅计量原理的离层位移测量技术

顶板离层监测是锚杆支护监测最重要的内容之一。总结并分析了现今顶板离层测量方法及离层监测系统,以及依据光栅计量原理研制的新型顶板离层传感器的现场应用。该传感器可以与井下分站组成顶板离层监测系统,实现地面的实时监控。该系统已在吕梁店坪煤矿进行了地面、井下联机试验。试验结果表明,该系统运行稳定,数据传输准确。     

智能型顶板离层仪的研制与应用

根据顶板离层的测量原理,结合现场实际,提出了以霍尔元件为基础的直线位移传感器,实现顶板离层量的非接触测量,采用以单片机为核心的微电子技术实现监测信号的处理、显示、报警及传输功能,同时实现在地面生产指挥中心对矿井巷道顶板离层状态的实时、远程监控。并对研制的智能型顶板离层监测仪的应用效果进行了分析总结。     

智能型顶板离层监测仪的研制与应用

根据顶板离层的测量原理,结合现场实际,提出了以霍尔元件为基础的直线位移传感器,实现顶板 离层量的非接触测量,采用以单片机为核心的微电子技术实现监测信号的处理、显示、报警及传输功能,同 时实现在地面生产指挥中心对矿井巷道顶板离层状态的实时、远程监控。并对研制的智能型顶板离层监 测仪的应用效果进行分析总结。     

基于STM32无线压力监测系统

采用Zigbee无线模块、红外通讯、CAN总线及USB通讯作为核心技术。通过每个支柱采集分站的压力传感器对井下顶板的压力值进行数据采集。利用采集分站的Zigbee无线模块实现与通信分站的无线通讯。通讯分站通过CAN总线与地面通讯接口相连,通讯接口利用内部的USB通讯,完成数据到地面上位机的传输。实现地面上位机对井下顶板压力的实时监控、数据记录及分析。提高煤矿安全系统的灵活性和可靠性,保障矿下安全生产。     

基于MMA253F角度传感器的顶板离层仪的设计

介绍了MMA253F隧道磁电阻(TMR)双轴角度传感器的原理和特性,设计了以MSP430F235为MCU,以MMA253F为位置反馈的顶板离层仪,给出了基于MMA253F的位移检测策略,并详细分析了接口电路和编程原理。该顶板离层仪克服了传统拉线位移传感器无法与外部环境完全隔离的缺点,实现了对顶板离层位移的无接触测量。     

顶板离层无线传感器网络节点试验

基于ZigBee协议对顶板离层无线传感器网络节点进行了实验研究,对能耗进行了分析。结果表明:顶板离层无线传感器网络节点既可独立使用,也可作为无线传感器网络节点使用。独立使用时,节点采用光控显示技术对顶板离层状态进行监测,且确保电池供电时的低能耗;作为无线传感器网络节点使用时,网络结构为具有自组织、自愈性的"重叠树"结构,整体为树形结构,无线传感器网络节点仅与近邻的无线传感器网络节点通讯,局部为Mesh结构,无线传感器网络节点仅与次近邻的无线传感器网络节点通讯。     

基于射频通信的顶板离层位移监控系统的设计

为进一步改善井下生产的安全,设计了一种基于射频通信的顶板离层位移监控系统。其检测分站计算出顶板离层位移量,再将采集到的数据传输给下一级分站,数据通过接力的方式一级一级往上传输,最后通过CAN总线传输至地面监控主机。分站采用了低功耗设计,具有定时开机、自动关机功能。系统采用电池供电和无线通信,大大减小了安装和维护的工作量。     

基于工业以太网的巷道表面位移传感器设计

 巷道表面位移监测是巷道支护监测技术研究的重要内容,它对保障矿井安全生产具有重大意义。传统的表面位移检测方法测量精度低、测量结果无法自动上传井下光纤环网,很难实现测量结果的综合分析与利用。本文提出了一种基于工业以太网接口的巷道表面位移检测系统,较好的解决了这一问题。重点介绍了传感器的原理及软硬件实现方案。传感器以STC12C5A单片机为核心,利用超声波探头实现位移的精确测量,利用RTL8019AS以太网控制芯片,实现了数据通信和共享。     

煤矿沿空掘巷顶板离层在线监测预警系统设计

针对掘进巷道顶板在线监测困难、预警能力较弱的问题,提出了一种基于工业以太网顶板离层在线监测预警系统,通过构建基于ZigBee协议的无线传感器网络,给出了该系统的硬件与软件设计,实现对井下环境数据的采集、传输。根据系统的数据分析需求,本文进一步提出了基于模糊贴近度和灰色关联度的两级数据融合模型。测试结果表明,该系统能够对沿空掘巷顶板离层在线精确测量,误差保持在±4.8%之间,相较人工测量预警能力得到明显提高。     

基于TRF6900的煤矿无线安全监测系统

介绍了一种基于TRF6900的煤矿无线安全监控系统的设计方案,通过MSP430F149与TRF6900构建井下无线传感模块,实现安全监测参数的数据采集和无线发射;利用无线收发芯片TRF6900和DSP430F149单片机组成的无线监测分站将各支巷道的监测数据汇总,经由主巷道RS485总线传送到数据监测中心,实现了安全监测数据的有效管理。     

基于W77E58的矿井通信分站的设计

近年来煤矿安全监测系统不断向智能化的方向发展,通信分站是井下智能传感器与井上监控中心之间数据传输的桥梁,设计了基于双串口单片机W77E58的通信分站,同一监测线路的智能传感器连接到1台通信分站,通信分站来完成测量数据的接收、存储及向地面监控计算机发送的功能。     

井下移动通信系统中Wi-Fi技术探讨

文章所探讨的移动通信系统是1种将Wi-Fi技术与井下开采相结合,利用光纤有线通信为主,无线通信为辅,利用设立分站的方式,实现井下无线局域覆盖的1种移动通信系统。希望能够对煤矿的安全调度生产及救灾救援工作起到一些微薄的作用。     

巷道顶板多点离层监测仪的设计与应用

 巷道开挖破坏了巷道围岩原始平衡状态,巷道围岩体内的原始应力发生二次分布,如果二次应力超过围岩强度极限,巷道围岩将产生失稳破坏。巷道顶板多点离层监测仪可以实时监测记录顶板各位置岩层位移情况,及时掌握巷道围岩动态信息,以便根据具体情况,及时采取补救措施和调整支护参数,确保矿井的安全生产和高效开采。巷道顶板多点离层监测仪由机械式深基点位移放大器和深基点位移计组成,本文着重阐述了巷道顶板多点离层监测仪的设计原理、具体实施方式和此监测仪的科学先进性,并介绍了在神东煤炭集团寸草塔矿地应用情况。     

带式输送机温度无线实时监测系统设计

针对带式输送机温度测量存在的问题,设计了一套由主站、分站、无线温度传感器等组成的温度无线实时监测系统,该系统不但能无线自动采集温度,而且还具有自动报警功能。系统一旦发现温度异常,可通过GSM发射装置向指定手机发送警告短信,避免因人为因素出现监管不到位而造成不必要的损失。该温度无线实时监测系统经选煤厂实际应用,系统检测可靠,安装维护简单。     

基于物联网的井下瓦斯监测系统设计

针对当前矿井下瓦斯监测布线复杂、通信困难等弊端,将物联网技术引入矿井下瓦斯监测系统中,设计出基于物联网技术的井下瓦斯监测系统。该系统利用STM32为核心处理器,由瓦斯传感器、温湿度传感器SHT11和ZigBee无线通信模块构成终端检测子节点,通过路由节点实现数据无线传输。采用GPRS技术将现场检测到的数据实时传送给监测中心,上位机利用美国NI公司的Labview搭建软件平台,实现对井下环境参数的实时监测和报警。