选煤厂无线点检系统节点模块节能的设计与实现

选煤厂无线点检系统利用CC2430低功耗芯片构建基于ZigBee协议的无线传感器网络并采用ADXL335加速度传感器对关键设备的振动进行检测实现点检自动化。无线节点采用可充电锂电池供电,其能量是有限的,最大限度的实现节能设计成为点检系统能否产生生产效益及减少操作复杂度的关键。节点的能量主要消耗在通信模块、处理器模块及传感器模块,文章深入分析了节点的传感器模块及处理器模块能量消耗,采用主动式感应及动态能量管理策略,极大限度地减少了节点的能量消耗。     

面向选煤厂振动设备监测的MEMS无线传感器振动节点设计

为监测选煤厂设备振动信号,设计了一种振动信号检测的MEMS无线传感器节点。该节点采用加速度传感器获取振动信号,进行了高速数据存储器设计;采用集成射频通信的CC2430模块,实现数据无线传输和模数转换处理;分析了节点低功耗设计方案;设计了电源和备用电源。最后给出了软件设计流程图。从整体上实现了对振动节点的硬件软件设计。该节点的实现为构建基于无线传感器网络的振动信号监测系统奠定了基础。     

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。     

ZigBee温湿度数据采集系统研究

采用ZigBee技术提出一种无线传感器系统方案,设计并实现ZigBee的无线数据传输,采用首个符合ZigBee标准的cc2430射频芯片作为传感器节点的数据采集。在IAR开发环境下编写和编译传感器节点程序,实现了无线传感器网络采集温湿度信号及传感器节点之间的数据传输功能。     

基于ZigBee的煤矿采空区环境实时监测系统设计

为对煤矿采空区瓦斯浓度、一氧化碳浓度、温度等环境信息进行实时监测,设计了基于无线传感器网络的采空区环境信息实时监测系统。系统由环境感知节点、路由节点、网关节点、数据处理中心等几个部分组成。完成基于ZigBee网络的环境信息感知节点软硬件设计,以CC2530为主处理器,完成各传感器模块的驱动电路设计;以Z-STACK为系统软件平台完成环境信息实时采集传输程序设计。测试结果表明,系统能够实现采空区环境实时监测功能,满足应用需求。     

基于UTC1212的采空区自燃参数无线监测系统研究

介绍了无线传感器网络在煤矿安全监测监控技术中的应用前景,阐明了无线传感器网络的组网思想和网络节点的硬件设计技术指标,探讨了网络结构的设置及远程通信的实现。利用UTC1212作为无线收发模块设计开发了采空区煤自燃的无线监测系统,分析了无线收发模块在井下复杂环境下的传输距离、传输频率、传输格式、通信协议、通信组网等,开发了便携式接收器和信号发射器的软硬件,研究信号放大转换等问题,研制出一种数据处理功能强大、微功耗、体积小、通信可靠的矿用本安型采空区煤自燃的无线监测传感器节点及收发中心模块,并实现组合信息采集和分析处理。     

矿井环境下的无线传感器网络路由协议研究

在矿井中布署无线传感器网络可以提高应对突发事件的能力,而能量消耗是无线传感器网络路由协议设计中需要考虑的首要因素.针对LEACH协议中存在问题,设计了一种基于分簇的路由协议,改进了簇头选择与分簇算法,采用最小生成树算法来减少簇头节点的能量消耗,并通过仿真实验验证了新协议的性能改进.     

无线传感网络瓦斯监控系统设计

为了解决瓦斯监测节点部署制约开采进度和传统瓦斯传感器调校周期短的问题,采用JENIC5139模块架构了无线瓦斯传感器监控系统,该系统由红外瓦斯传感器节点、井下中心站和井上瓦斯监控计算机组成,通过红外瓦斯传感器实现瓦斯浓度的检测,基于无线传感网络的井下中间站实现检测数据的及时发送、瓦斯传感器的在线调校和参数动态设定,通过上位机不但可以随时了解瓦斯传感器的工作状态,还可以实现瓦斯传感器的动态调零、非线性动态修正.     

基于WSN的矿井瓦斯检测系统中低功耗路由协议

详细研究了现有的LEACH路由协议,为了解决LEACH路由协议由于簇头节点死亡而造成无线传感器网络(WSN)生命周期短的问题,结合矿井瓦斯检测系统的特点,提出了一种基于地理位置分区和节点剩余能量的改进的LEACH路由协议。这种改进的路由协议在簇首选择机制上相对于现有的LEACH路由协议做了一定的改进,通过综合考虑传感器节点位置、节点剩余能量参数,有效避免了低能量节点被选为簇首。结果表明,该路由协议能有效地平衡簇首的能量消耗,提高矿井中瓦斯检测系统的网络生命周期。     

基于Zigbee的井下温度监测系统设计

针对于目前井下环境在线监测的需要,提出了一种基于Zigbee无线传感器网络井下温度监测系统,该系统由Zigbee网络节点和监控中心两部分组成,其中多功能的Zigbee网络节点包括终端采集节点、路由节点、协调节点。通过过处理器控制SHT11传感器采集环境中的温度,实现对井下温度的实时采集。     

基于WSN的矿井事故搜索探测多机器人系统

为解决煤矿井下事故中环境探测、人员搜索定位、远程通信等问题,建立了一种基于无线传感器网络的子母式多机器人系统,设计了子、母2种机器人构型并具体分析了其越障性能,提出了以子机器人为节点的链状冗余传感器网络结构,建立了一种基于FPGA软核的多传感器接口模块.初步实验证实,这种以移动机器人为节点,采用无线传感器网络技术将多机器人协调控制而实现的矿井搜索探测多机器人系统,能够在井下复杂地形中运动并配置多机器人节点,搭建无线多跳通讯网络,实现井下信息获取和多机器人控制.     

基于ZigBee和GPRS煤矿安全监测系统的设计与实现

网络节点利用LPC2103微处理器控制MC13192无线收发器模块收发数据,通过传感器模块对矿井的环境信息进行采集,将采集到数据经ZigBee无线传感器网络和GPRS传输给远程的监控中心。测试结果表明,该系统具有结构简单、节点灵活、功耗低等优点,实现了在无线网络环境下对煤矿安全实时远程监测。     

滚筒辐板表面风致振动能量收集装置设计

针对应力无线传感器节点在矿井提升机滚筒辐板表面应力检测过程中存在的能耗快、需频繁更换电池的问题,设计了模拟提升机滚筒运行工况的仿真实验装置,该装置包括模拟滚筒、压电悬臂梁装置、能量收集电路、无线模块、上位机等,进行了风致振动能量收集模拟实验,实验结果表明,能量输出电路的输出电压可达4.4 V,可以满足无线传感器节点的正常供电。     

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。     

基于神经网络的煤矿无线传感器网络节点定位技术研究

在无线传感器网络下采用Zigbee无线通信协议技术以及相应的定位技术组建网络。对基于Zigbee模块CC2430的定位节点进行了简单的介绍,以传感器网络节点和网关节点为主线,同时采用相关定位技术介绍无线传感器网络、Zigbee无线通信技术的基本概念。重点以无线传感器网络的2个节点的硬件原理设计和定位技术实现为主,进而对无线传感器网络的建立与保持、设备入网流程、Zigbee组网技术以及定位技术做一些理论上的介绍。     

JN5139在无线煤矿安全监测系统中的设计

针对当前无线传感器网络在煤矿安全监测过程中存在可靠性不强的问题,设计了一套基于JN5139的无线煤矿安全监测系统。系统采用英国Jennic公司的无线收发与微控制器一体的JN5139模块及相应ZigBee软件开发包设计无线传感器网络终端设备节点和协调器节点的软硬件,采用ZigBee协议与Uucode编解码技术相结合提高数据传输的可靠性,将矿工携带的无线通讯模块地址与矿工身份信息(身高、体重、血型)绑定,使瓦斯浓度检测结果唯一对应某一特定矿工所处位置,提高瓦斯浓度分析的科学性和救援效率。实验结果表明,该检测系统运行稳定可靠,具有一定的推广价值。     

基于Zigbee和GPRS煤矿无线数据采集系统的设计

设计了一种以ARM处理器S3C2410、射频芯片CC2520和MC35i模块为核心的无线数据采集系统,可对煤矿井下的瓦斯浓度、湿度、温度和压力等信息进行实时采集和传输。介绍了无线数据采集系统的组成,重点对无线传感器、路由器和协调器节点的软、硬件进行了设计。该系统数据传输可靠、实时性高、组网灵活,具有一定的实用性。     

基于ZigBee和信息融合的煤矿监测系统

针对现有的煤矿安全监测系统存在监测盲点的问题,设计了一种以ARM处理器STM32F103C8、射频芯片CC2530和ENC28J60以太网控制器为核心的监测系统。在巷道、开采区通过无线传感器节点采集瓦斯、CO、温度、风速等信息,在传感器节点和路由节点分别通过ARM处理器对采集数据进行平均值和自适应加权算法的信息融合,将处理过的数据通过Zig Bee无线发送,协调器通过ENC28J60接入网络,通过软件平台实现局域网和远程主机的监控。     

基于无线传感器网络的煤矿瓦斯预警系统设计研究

传统矿井瓦斯监控设备采用有线方式传送信号,导致线路铺设复杂、扩展性差。针对这种情况,文章设计一种基于无线传感器网络的矿井瓦斯浓度预警系统。该系统节点以AVR单片机Atlmega128L作为核心,外围结合瓦斯传感器KGS-20和无线收发模块nRF2401芯片,实现了对煤矿瓦斯浓度的监测和预警。     

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。