基于WiFi通信的矿井监测无线传感器网络研究

针对现有矿井监测系统中无线传感器网络部署复杂、传输速率低、难以接入等问题,设计了一种基于WiFi通信的无线传感器网络矿井监测系统。该系统基于STM32芯片和Wi Fi芯片搭建矿井监测的硬件平台,利用802.11协议实现传感器节点的WiFi自组网通信,通过路由器节点汇聚传感器节点的测量参数并进行转发,最终传输至监测中心实现矿井监测。     

采空区温度监测系统路由感知与汇聚节点设计

为了实现对采空区温度信息的长期监测,提高采空区温度监测系统的健壮性、稳定性,克服传统有线监控系统抗毁性差、部署不便的问题,提出并设计了基于无线传感器网络的路由感知节点与汇聚节点,所设计的路由感知节点具有同步休眠功能和同步自组织路由功能,汇聚节点控制全网,解决了传统无线传感器网络路由节点功耗过高及路由健壮性问题,保证采空区温度监测系统具有的足够长的生命周期。     

基于无线传感器网络的液压支架压力监测系统设计

为了提高有线液压支架压力监测系统数据传输的可靠性和布线简单化,研发了一种基于无线传感器网络的液压支架压力监测系统。此系统的核心为CC2530芯片,利用数据采集节点采集液压支架的压力值,并把采集数据传给路由节点,路由节点通过多跳的方式再传给Sink节点,与CAN纵向相结合把数据上传至上位机。整个系统可监测无线传感器网络覆盖地区内的液压支架压力。通过一系列试验表明此系统可准确、实时地对液压支架压力进行监测。     

基于nRF401煤矿瓦斯无线监测系统的设计

针对我国煤矿安全生产情况,提出了利用射频芯片nRF401来构建无线传感器网络,实现煤矿瓦斯的无线监测,给出了节点的硬件设计方案和软件流程图。与有线监测系统相比,无线监测系统省去了布线环节,使监测系统组网方便、快捷,成本低,具有较好的实用价值。     

基于压电效应的煤矿井下能量采集系统设计

针对无线传感器网络节点传统的供电电池供能寿命有限,能量耗尽需重复充电或定期进行更换的现状,设计了一种由能量转化芯片LTC3588-1和压电振动传感器V21BL构成的单芯片压电能量采集系统。通过采集工作面采煤机工作时电机产生的振动能量,并将此振动机械能转化成电能,存储在电容或者可充电电池中,为传感器节点供电,从而延长了传感器节点的使用寿命。     

基于Wifi的巷道离层和变形监测节点的设计

引入基于Wifi的无线传感器网络到煤矿监测系统,设计并实现了一种基于Wifi的无线传感器网络节点,使用位移传感器对巷道离层、变形进行监测,节点硬件开发基于低功耗Wifi芯片GS1010,软件开发基于μ-velosity的嵌入式操作系统,实现了传感器的数据采集和发送。介绍了节点的软硬件设计,并进行了测试,测试结果表明:节点射频发射功率为9 dbm,节点与无线接入点AP的通信距离可以达到138 m,监测节点可在井下复杂环境中正常工作,且性能稳定。     

无线无源式矿用乳化液泵振动状态监测系统

为了避免目前矿用乳化液泵站运转时因振动所造成的内部损坏安全隐患,提出了一种基于Zig Bee无线传感网络技术的无源式振动状态监测系统。系统采用主控单元MSP430F5438微控制器、三轴加速度计ADXL345和射频芯片CC2520进行终端节点硬件设计;设计了基于LTC3331的环境振动能量和电池双重输入的能源管理电路,通过压电式振动微能量采集器拾取振动机械能实现节点自供电;系统软件架构基于Zig Bee协议栈Z-Stack-EXP5438。经测试表明,微能源管理模块具有稳定持久供电能力,监测系统可准确实时显示乳化液泵振动信息,确保设备安全运行。     

基于无线传感器网络的瓦斯监测系统设计实现

瓦斯灾害严重威胁煤矿安全生产和作业人员的生命安全,对瓦斯浓度进行实时的监测是预防该类事故发生的有效途径之一。通过在井下设置传感器节点,并利用射频芯片构建无线传感器网络,实现了瓦斯实时监测系统,增加了监测数据的稳定性和可靠性。     

煤矿井下WSN多重覆盖分簇-休眠调度算法

针对LEACH分簇算法中传感器节点都处于活跃状态,而在休眠调度算法中又没有对网络进行分簇来均衡网络能耗,使网络的生存周期未达到最佳状态这一问题;根据煤矿井下巷道的空间特性,提出了一种基于k重矩形覆盖的无线传感器网络分簇-休眠调度混合算法。该算法首先将部署的节点分成2重,对第1重覆盖的节点进行分簇,并且休眠第2重节点,当部署的第1重节点中的某个节点"死亡"时,唤醒第2重节点中与其临近的节点。实验结果表明,该混合算法有效延长了网络的生存周期。     

基于两级网络的综采面液压支架监测系统的研究

针对目前综采面液压支架监测系统的现状,设计了一种基于现场总线技术和无线通信技术的两级网络的液压监测系统,该系统以MSP430F147单片机和CC1100芯片为核心设计数据采集节点,以PIC18F458和CC1100设计终端节点,给出了系统的硬件设计和软件流程。克服了传统单一网络的局限性,避免了其他无线通信技术高功耗的缺点。实验表明该系统简单、可靠、经济,具有很好的应用前景。     

基于虚拟网（VPN）的煤矿电力调度自动监测系统

介绍了基于公共局域网通讯的某矿业集团矿区电力调度自动化监测系统的基本功能、原理和软、硬件设计。该系统采用了虚拟专用网络技术实现了对矿区供电网络的遥测、遥信和遥控,保障了矿区供电网络的安全、经济运行。     

Zigbee技术在矿井安全监控系统中的应用

在分析煤矿安全监控系统传统传输方式的基础上,阐述了基于Zigbee关键技术的矿井安全监控系统的研究意义,探讨了Zigbee传感器节点的硬件设计与系统软件设计,研究了Zigbee网络自组织路由算法、网关的设计以及系统集成方案。为矿井无线通信与安全监控问题提供了一套合适的解决方法。     

燃煤火电机组全新一代智能控制系统ICS的架构与应用

针对燃煤火力发电站底层运行控制系统,分析最新一代智能DCS(ICS)的功能设计、软件和硬件架构、应用效果,以提升火力发电机组长周期安全稳定和高效经济运行的核心竞争力。结果表明,ICS的主要新增功能包括基于智能控制技术的机组整机及辅机自启停控制,基于大数据分析、人工智能算法和热力学机理的智能监测,智能诊断与早期预警,运行优化与操作指导,闭环优化控制与故障闭环处理。ICS软硬件设计的新功能特点包括底层硬件和软件高度平台化和一体化集成,数据、算法与算力的有机整合;传统的实时控制网络与专用于复杂模型计算的高级应用服务网进行了虚拟逻辑隔离和冗余设计;系统的分布式计算架构;系统的高度开放式设计;构建与控制系统深度融合的多源、异构大数据融合处理平台,进一步提升网络安全防护能力。     

煤矿井下继电保护系统的Profibus DP通信实现

为实现煤矿井下继电保护系统遥测、遥信、遥控、遥调功能要求,设计井下继电保护装置网络通信功能。按照电力系统通信归约,设计基于Profibus DP的总线架构。根据Profibus DP总线的通信协议,给出其软件设计方法。在形成整个井下监控系统的结构之后,给出系统的硬件结构和软件实现方法。     

无人值守风电场集控中心设计思考

随着风电产业政策以及技术加快落地升级,风电场建设进入高速发展期.但是,传统人工运维方式和风电场地理环境导致运维效率低下和成本高昂等问题.因此,无人值守成为现今风电场发展趋势,作为实现无人值守风电场的有效手段,集控中心已成为发电企业风电方面的重点建设项目.本文对集控平台进行了重点研究,在阐述总体设计目标的基础上,依据提升...     

ZigBee无线传感器模块设计

依据无线传感器网络节点设计的需要,从低成本、低功耗的设计角度出发,基于TI公司的无线ZigBee芯片CC2430,设计了一套无线传感器网络通用节点的基本构架,设计数据采集模块采集湿度、温度、光照度,利用无线组网实施传输数据,完成一种有一定参考价值的通用节点的硬件平台。     

基于大数据的电力监控系统网络安全监测系统设计

为了保证电力监控系统网络的运行安全,解决传统网络安全监测系统存在的监测精度低、适配性差的问题,应用大数据处理技术实现对系统网络安全监测系统的优化设计。安装大数据分析处理器、网络路由处理器,并改装系统存储器、显示器和连接电路,完成对系统硬件设备的优化。构建系统数据库,并在硬件设备和数据的支持下,分析电力监控系统网络的运行模式,并利用大数据技术收集并处理实时网络数据。最终从网络流量和入侵攻击2个方面实现网络安全监测功能。通过系统测试实验得出结论:与传统的系统网络安全监测系统相比,设计系统在流量和攻击次数2个方面的监测精度分别提高了0.19 Kbit/s和1.12次,且在适配性方面更加具有优势。     

基于SX1278的矿用低速远程监控通信平台研究

针对矿用监控系统存在组网复杂、抗损性差和通信距离短的问题,设计了矿用低速远程监控通信平台。该通信平台采用低功耗设计理念,基于STM32F103ZET(MCU)和SX1278两种低功耗处理器,通过系统控制软件的低功耗优化设计,对采集的感知信息实现控制、管理与通信服务,设计MAC层以上私有通信协议,解决无线信道冲突与避碰问题,实现终端与基站间双向有效通信,构建起可靠实用的远程低速通信平台。测试结果表明:该通信平台通信稳定可靠,在复杂环境下可实现至少2 km距离的远程通信,能够适用于矿井复杂环境下的远程组网低速通信。     

一种滑坡无线网络监测系统

滑坡监测的重点是对滑坡体倾斜角变化的监测。针对目前滑坡监测仪器高精度、高可靠性、高自动化程度及高便携性的要求,提出了一种基于SCA100T和CC2530的无线滑坡监测系统。系统以STM32单片机作为主控MCU,采用SIM900模块实现GSM网络接入,基于9 V干电池,12 V、40 Ah蓄电池和小型太阳能发电系统完成系统持续供电;分为采集终端、采集站、接收主机3部分。采集站通过SCA100T传感器采集滑坡体倾角信息,各采集站和采集终端之间采用ZigBee进行通信,采集站基于GSM网络将数据发送至远程的接收主机。系统程序设计采用主动上传与定时上传相结合的机制降低功耗,利用短信触发或定时器定时触发,驱动倾角传感器采集,并启动GSM模块实现远程自动化传输。该系统倾角监测绝对精度高达0.035°。     

WIA-PA网络技术在井下人员定位系统中的应用

从WIA-PA在通信中的优势出发,采用MSP430F1611和CC2520作为网络节点设计的核心器件,可以为井下人员定位系统提供较高质量的硬件功能;采用了天线放大器CC2591,可以将通信覆盖距离扩大到200 m,此系统解决了井下人员定位网络功能单一、组网能力差和不能同时对多个移动目标实行定位的问题。为发生事故后进行有效救援提供了依据。肯定了WIA-PA值得研究的价值。