基于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,本文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.     

电力设备状态监测数据融合算法分析

为了防止电力系统发生故障,需要大量的传感器来监测电力设备的工作状态。使用线路电缆传输监测数据通常会对传统的线路监测系统造成安装、检查、维护的不便。Leach-E是目前最流行的基于自适应簇的路由算法之一。提出了一种基于Leach-E、WSNs的电力设备监测系统的新设计,其算法充分考虑了无线传感器网络的大能耗,并结合无线传感器网络的优点,将Leach-E架构应用到WSNs,新的设计可以提高在实践中监测电力设备系统健康状况的灵活性、实时性和可靠性。     

基于ZigBee无线传感网络的矿井机车定位系统的研究

为了实现无线传感器网络自身定位的低成本和高精度,本文研究和分析了一种改进的DV-Hop定位算法,提出了一种将其与抗差最小二乘法相结合的新节点定位算法,并结合煤矿监测系统的应用前景,设计了一种基于ZigBee的无线传感器网络节点定位的煤矿井下机车监控系统。此系统将更加便于矿井机车的生产管理,提高安全性。     

矿井无线传感器网络LEACH协议的改进

将无线传感器网络应用于煤矿井下通信,能够提高通信的安全性.无线传感器网络由能量受限的节点组成,通过部署这些节点以便收集特定监测区域内的有用信息.基于层次的LEACH协议通过将节点分簇以实现数据融合.针对矿井通信的特点对现有的LEACH协议进行改进,优化了簇头选择算法,允许节点采用多跳方式与汇聚节点通信,使其更符合煤矿井下的要求.经过NS2仿真平台的测试,改进后的LEACH协议使得整个网络在较低的能耗水平下获得了较长的生命周期,具有较好的能量优化特性.     

加强点检制提高地勘设备科学管理水平

对地勘设备进行有效的点检管理,掌握设备运行情况,及时发现设备隐患和异常,把故障消除在萌芽状态,是保证设备可靠运行的重要措施之一。研究了点检管理的方法,介绍了点检管理的理论,以及关键技术,能有效地提高地勘设备点检管理质量。     

煤矿井下无线局域网数据终端的设计

基于数字矿山综合无线局域网系统,研发了煤矿井下无线数据终端系统。无线数据终端系统选用基于ARM9处理器的硬件平台,以嵌入式Linux作为操作系统。终端软件主体结构是4个并行的线程,分别实现短消息收发、设备控制、环境参数监测与人员报警等功能。这些功能线程利用Socket编程实现了与主控制端PC机的通信。自定义了消息队列来实现多线程数据的共享,设计出了应用层通信报文的格式,便于信息的发送和接收。在煤矿井下巷道中对无线数据终端系统进行实际测试,实现了短消息接收、设备控制等功能,并验证了系统软硬件设计的可行性。     

矿山自动能量捕获和无线智能传感技术在亚克斯铜镍矿的应用

针对矿山下供电系统稳定性低、监测传感器维护量大、监测系统经济性差、故障率高等实际难题,本文采用现场调研、理论计算、系统建模、软件仿真与现场测试等方法研制了能量捕获与智能管理装置、故障自诊断智能传感装置、无线智能传感交互技术与装备,并结合亚克斯铜镍矿的矿山特点将研究成果与矿山需求相融合,形成了具有自动能量捕获和故障自诊断能力的应力点监测传感装置,并与高精度微震监测系统组合成兼具区域监测与点监测的地压监测系统,建立了矿山地压安全分析预警云服务平台,有效提升了矿山的安全生产水平。     

煤矿井下应急救援无线生命体征监测系统设计

针对现有煤矿应急救援中通信指挥系统技术落后,无法获取救护队员个体体征参数等各种信息的现状,提出了无线生命体征监测技术在煤矿应急救援中的应用研究,介绍了无线生命体征监测系统总体结构,研究了无线生命体征监测关键技术,包括生命体征传感器结构设计、生命体征监测通信协议设计以及救护队员生命体征监测软件设计。研究结果可为井下救护队员自身采取针对性措施确保自身安全提供依据。     

无线数据管理系统在选矿厂的开发与应用

开发了一种在选矿厂中使用的无线数据管理系统。主要是通过无线网络利用手持终端进行生产过程数据传递。该系统用于在选矿自动化过程中对工艺流程的参数巡检、设备维护以及无纸化移动数据录入。同时利用手持终端的无线移动定位功能,根据数据服务的需要确定终端使用者的人员定位信息,绘制出人员轨迹,有效提高了选矿过程自动化的生产水平。     

基于无线传感器网络的煤矿瓦斯巡检管理系统

设计开发了基于无线传感器网络的煤矿瓦斯巡检管理系统,实验结果表明,系统能实时准确的检测出瓦斯、CO2浓度,且不存在不执行巡检规定,不检和漏检情况,对矿井瓦斯巡检情况监管效果较好。     

基于WinCE技术矿山机电设备动态信息闭环点检系统研究与设计

结合我国现代化矿井建设中自动化、信息化迫切需要,在分析大量煤矿企业设备检修工作、设备维修制度和现在已有的设备点检仪器的工作基础上,利用WinCE的嵌入式手持网络终端技术实现点检信息采集以及点检人员管理。结合无线局域网络Zigbee无线传感器网络设计出一种全新的煤矿机电设备闭环点检解决方案。