基于Android系统的多功能矿用本安型钻孔成像仪设计与应用

设计并实现了一款基于Android系统的多功能矿用本安型钻孔成像仪,详细论述了钻孔成像仪的总体结构,并分别阐述了钻孔成像仪主机、探头、计数器的硬件设计,利用Eclipse跨平台的自由集成开发环境设计应用在成像仪主机上Android系统的成像仪软件。通过现场试验对钻孔成像仪的实际应用进行验证,试验结果表明:钻孔成像仪能够在地面及煤矿井下复杂环境中应用,能够为解决实际工程中的问题提供可靠有效的图像、轨迹和深度等数据信息。     

顺煤层水平定向钻孔准直伽玛测量仪的研究及应用

论述了在顺煤层瓦斯抽放钻孔中用于钻进导向的准直咖玛测量技术的基本原理及准直伽玛测量仪的组成、工作原理及硬件电路设计和软件编程，给出了煤矿井应用的实例。     

基于电磁波传输随钻测量参数的技术

针对现有煤矿对所施工的钻孔空间轨迹控制的要求越来越高,钻孔施工过程中,由于地球引力、岩层因素以及工艺技术等方面的影响,实际钻孔轨迹都存在于设计轨迹偏离的现象,提出一种基于电磁波传输随钻测量参数的方案,以钻杆为传输介质将随钻测量参数以电磁波的形式发送给主机。给出了随钻测量系统的整体设计方案、信号传输处理方式、信号发送和接收关键硬件电路设计、软件总体处理流程。通过样机的试用情况来看,样机能够准确地将钻头处的参数传递到主机,并能够实时地显示钻孔轨迹参数,即时了解钻孔施工情况,指导工作人员及时调整钻具组合方式和钻孔工艺参数,使钻孔尽可能的按照预定方向延伸,节约了大量的人力和物力,取得了良好的经济效益。     

钻孔数字化与钻孔岩性自动识别技术

为实现露天矿山爆破钻孔作业数字化和智能化,开发了一套更加精确、更加可靠的钻孔数字化与钻孔岩性自动识别技术,包括硬件和软件两个方面。硬件包括安装在钻机上的钻孔搜寻定位和钻孔岩性感知终端系统,以及矿区无线数据传输系统。终端系统主要由GPS OEM板卡、PLC控制器、钻机主要工作参数传感器组成;数据传输系统由数字化爆破设计平台、矿区专用无线传输设施组成。开发的软件包括采用LabVIEW和VC++编程的定位寻孔软件,基于C#语言调用AutoCAD接口编程开发地质地形图匹配的爆破孔网设计软件。该项新技术应用于江西德兴铜矿,初步实现了钻孔作业和爆区岩性识别的数字化。     

多用途矿井钻孔轨迹测量装置的研制

针对煤矿井下常规钻机回转钻进轨迹测量装备的现状,研制了一种多用途钻孔轨迹测量装置。该仪器主要由多用途轨迹测量探头和防爆手机组成,探头采用三轴磁阻传感器HMC2003和2个双轴加速度传感器SCA100T组成传感器采集单元,采集的数据经过A/D转化并经微处理器MSC1210进行处理和计算后得出当前位置的姿态参数,并通过蓝牙以无线传输的方式输出;防爆手机APP接收探头传输的姿态参数,经过计算以数字和图形的方式显示钻孔的轨迹偏差。应用结果表明,该装置适用于随钻存储式测量、钻机或人工输送式测量多种测量方式,携带方便、测量施工效率高,能满足矿井现场的生产需求。     

移动机器人综采顶板压力视觉检测系统

运用移动机器人搭载摄像机对综采设备姿态信息进行采集,通过无线图像传输装置将图像信息传送至图像采集卡,采集卡对该信号进行采集、量化,压缩编码成数字视频,再通过USB接口把压缩的视频数据传送到主机上,应用Matlab采集和处理接收的图像信息,处理结果直观,为综采设备姿态提供信息数据和决策依据。     

基于nRF24L01的无线加速度传感器在振动监测中的应用

介绍了一种以ATmegal6单片机为控制核心,以nRF24L01无线模块作为收发控制器,以ADXL321双轴加速度传感器作为振动信号采集器的无线振动监测系统,着重对总体设计方案和硬件电路设计进行了分析,简要介绍了软件设计部分,给出了系统的主程序流程图,最终实现了数据的采集与无线传输,并在现场进行了数据采集实验。     

基于LoRa技术的矿用无线复合传感器设计与实现

随着无线传感器网络技术的发展,设备状态无线监测系统越来越得到重视。针对现有的矿用无线传感器终端存在功耗高、通信距离短、射频信号抗干扰能力差等问题,提出了基于LoRa技术的矿用无线复合传感器的设计方案,详细论述了传感单元、主控单元、射频单元等硬件模块的选型与设计,以及振动数据采集、温度数据采集、数据发送等软件模块,给出了各软件模块的程序流程图。搭建了测试系统,开展了设计的无线复合传感器的功耗、无传输距离和数据有效性等性能测试。测试结果表明,设计的无线复合传感器功耗低,丢包率小于10%时无线传输距离优于600米,采集的数据真实有效。研究成果为矿用设备状态无线监测系统提供了技术支持。     

基于MEMS技术的矿用无线传感采集系统设计

针对煤矿设备状态有线监测系统的布线复杂、成本高、灵活性差等现状,为改善现有无线监测系统存在的通讯距离有限、抗干扰能力差、能耗高等问题,及解决已有监测系统数据无法接入共享的信息孤岛的问题,研究了一种基于MEMS技术的矿用无线传感采集系统。详细介绍了该系统的总体设计方案、采集器和集中器的硬件电路设计及软件实现(包括通讯报文的编制),并通过测试验证了系统的性能可靠。结果表明,该无线传感采集系统可灵活适应煤矿井上、井下复杂工作环境,实现煤矿设备的振动、温度信号的实时、远距离、无线传输,可为矿用设备的健康监测和故障诊断提供丰富的数据支撑。     

基于无线视频的机车监控系统设计

研究了一种基于无线视频的井下机车监控系统。系统采用无线视频摄录与信号发射技术、无线视频接收分站光电转换技术以及光纤传输技术对机车进行实时监控,摄录仪与车载无线视频发射器安装在机车头部靠近铁轨的地方,机车运行时摄录仪记录机车周边信息,随之将采集的图像信息由车载无线视频发射器发送至无线视频接收分站,再由无线视频接收分站通过光纤传输至服务器并显示及存储。利用该系统,可以使井下机车监控工作更加灵活、精确、高效。     

基于ZigBee无线通信技术的PLC控制系统设计与实现

设计了基于ZigBee无线通信技术的PLC控制系统,硬件方面,选取中央处理器作为核心,将每个硬件模块安插到母板,组成PLC控制系统整体结构,优化ZigBee无线通信扩展板,改造扩展板外围电路结构,利用振荡电路和滤波电路,过滤电路波动,控制电源电压在3.3~5.5 V;软件方面,优化系统数据采集的预处理算法,采用ZigBee无线通信技术,设置ZigBee通信协议,规范系统通信格式。选取400 m2封闭式工作环境进行系统测试,布置噪声环境、冲击环境、高温环境.结果表明,设计系统相比常规系统,针对不同环境干扰,都减少了系统运行功耗,电源供应更加稳定充足。     

矿区电力工程施工现场安全监测系统设计

矿产资源开发力度的加大,使得矿区供电面积也逐渐扩大,矿区电力工程施工现场规模与复杂度也呈现逐渐上升的趋势,极大地增加了施工现场安全风险,威胁矿区工作人员与大型机械设备的安全,设计了矿区电力工程施工现场安全监测系统。系统硬件单元包括电力监测仪硬件电路设计单元、主控芯片选取单元与GPRS通信芯片选取单元;软件模块包括电力监测仪软件程序设计模块、主控芯片初始化程序设计模块与电力工程施工现场安全预警模块。通过上述硬件单元与软件模块的设计,实现了矿区电力工程施工现场安全监测系统的运行。实验数据表明,应用设计系统后电力参数相对误差减小,安全预警合格率提高,充分证实了设计系统具有更好的电力安全监测效果。     

ZigBee技术在煤矿安全监控系统中的应用研究

煤矿安全问题越来越受到社会各界的关注,基于ZigBee无线网络技术构建了煤矿安全监控系统。系统主要由上位机系统、终端节点设备、协调器设备3大部分构成。其中,后两者之间基于ZigBee无线网络技术实现数据信息传输,能保障传输过程数据的安全性。以CC2530模块电路、电源电路模块和传感器接口电路为例,对安全监控系统的主要硬件设施进行了研究。对系统中3大构成部分的软件程序及主要工作流程进行了分析。将安全监控系统应用到煤矿生产实践中,经现场调试后发现性能良好,可以准确及时地对煤矿环境参数进行检测,如果出现环境指标超标的现象,能及时向外发出声光警报,为煤矿企业创造了良好的安全效益。     

灯联网技术在智能照明系统中的应用与实现

考虑到传统照明系统在功能和性能上无法满足用户需求,提出了灯联网技术在智能照明系统中的应用与实现。利用灯联网技术设计了灯联网型测控器,结合CPU控制电路设计,完成系统的硬件设计,通过设计色彩空间及颜色调节算法和智能照明PLC转发程序,完成了系统的软件设计,实现了灯联网技术在智能照明系统中的应用。将单元测试和联调测试结合起来,测试了智能照明系统的功能和性能,测试结果表明,基于灯联网技术的智能照明系统不仅在灯联网型测控器功能上可以满足用户的需求,还可以通过降低量测数据丢包率、减少响应命令延时,提高系统的性能,从而满足用户对系统性能的需求。     

基于ZigBee技术的煤矿智能化监测系统设计

无线传感器网络已经成为重要的研究领域之一,具有广泛的应用背景。通过对无线传感器网络发展现状及趋势的研究,提出了基于ZigBee技术的无线传感器网络监测系统解决方案,面向煤矿瓦斯无线监测的应用。分析了系统的设计目标、功能和性能指标,指出了系统设计的可行性和软硬件平台的设计要求及设计原则。整个系统以ZigBee技术无线传感器网络为核心,增强了系统的灵活性、可维护性和可扩展性,同时系统的调制和开放式结构使系统具有良好的可靠性。系统提高了矿井安全生产水平和安全生产管理效率,为今后的进一步研究和实际应用打下了良好的基础。     

无人机倾斜摄影技术在矿山地质勘查中的应用

为准确捕捉矿山地质与环境情况,提出无人机倾斜摄影技术在矿山地质勘查中的应用。以河南省某石灰岩矿山区域作为研究对象,通过搭载四镜头倾斜相机的多旋翼无人机,采集研究区域的矿山地质数据。运用Photoscan软件处理矿山地质图像数据,生成密集点云以及研究区域地物剖面线。将剖面线导入3D Mine软件中,构建研究区域的三维模型,反映矿山地质情况与问题,实现矿山地质勘查。实验结果表明,该方法能够准确捕捉矿山地质与环境情况,且所勘查结果与实际环境结果吻合,勘查准确性较高。     

基于PTR2000的井下无线压力监测系统设计

介绍了一种采用无线通信模块PTR2000进行仪器间通信的小型无线压力监测系统的研制设计过程，讨论系统的硬件、软件设计，以及无线通信模块PTR2000的特点、使用方法、硬件接口电路和通信协议，介绍了现场应用情况.应用表明，监测系统能够真实反映工作面液压支架的整个动作过程，从而为准确地掌握工作面顶煤运移规律和顶板来压规律提供可靠数据.     

基于无线传感器网络通信的低压断路器智能控制器设计

提出了一种无线传感器网络通信的低压断路器智能控制器的设计思路和实现方案,介绍了智能低压断路器的无线传感器网络通信体系结构、工作原理和智能控制器的硬件电路和软件,给出了智能低压断路器无线传感器网络通信结构图、智能控制器硬件电路简图、低压断路器内部状态检测电路简图、操作与分合闸电路简图、无线传感网络通信处理电路简图和软件流程图。该智能控制器能够实现低成本远程无线通信,具有功能完善、高性价比、高可靠性的特点,并且具有显著的工程应用价值。     

石门揭煤瓦斯抽采钻孔参数自动优化设计及应用

高瓦斯或突出矿井石门揭煤前,需要设计抽采钻孔并将钻孔位置立体展现在巷道与煤层交互面上。为解决普通AutoCAD等绘图软件无法满足大量计算的问题,本文结合煤矿瓦斯抽采的相关规定,基于Matlab软件编程,采用匈牙利算法和模拟退火算法,开发了石门揭煤瓦斯抽采钻孔参数的自动优化设计软件。应用结果表明:①自动优化设计软件可以解决基于任意煤层、巷道空间位置、抽采输入条件下的钻孔参数自动优化设计和方案对比问题,极大提高了计算效率和准确率;②图像绘制功能可以实现钻孔轨迹立体化呈现;③在确定抽采钻孔参数基础上同步设计验证钻孔布孔参数,实现抽采设计、验证的闭环控制;④实现任意补孔参数设计功能,大大提高了自动优化设计软件的实用性,解决了井下补孔参数设计问题。应用石门揭煤瓦斯抽采钻孔参数自动优化设计可以获得最优化抽采钻孔参数,极大提高了煤矿现场技术人员工作效率,为煤矿智能开采提供了重要支撑。     

基于GPRS的风井综合参数安全监控

采用GPRS无线网络传输数据,系统接口电路通过RS-485网络和80C552单片机的串行接口,构成多机通信网络。该上位机系统通过VB6.0中的通信控件MSCOMM实现了以PC主机与多台单片机分站的串行通信,并利用VB6.0编程进行实时数据的采集处理及控制、数据实时显示、报表打印和报警等功能。