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。     

发射功率自适应的煤矿机电设备无线监控系统优化

针对煤矿机电设备有线监测敷设成本高、维护困难等问题,在原有以太网-CAN监控网络基础上,为煤矿机电设备和仪表监测搭建Zig Bee无线传感网络。通过自适应优化Zig Bee终端的发射功率,保证无线发送-接收过程的通信质量。     

基于ZigBee+WiFi的液压支架压力监测系统设计

针对目前液压支架有线监测系统布线的复杂性,以及Zig Bee无线技术传输距离短、穿透性差和丢包率高的缺陷,设计了一种基于Zig Bee+Wi Fi的混合型网络液压支架压力监测系统。系统的传感器节点采用Zig Bee协议发送数据,再通过Zig Bee转Wi Fi网关将数据以Wi Fi协议发送到上位机,压力数据最终通过上位机监测和保存。经测试,Zig Bee+Wi Fi混合型网络能够控制丢包率低于5%,传输距离可扩展至300m,为井下液压支架压力的监测提供了一种可靠有效的解决方案。     

基于ZigBee的音频传输系统路由设计

Zig Bee是一种低功耗、低成本的新型短距离无线通信开放性技术标准,利用Zig Bee网络的自组织、多跳路由特性,结合语音的编解码算法,研究并设计了带有语音Qo S的网络传输协议,实现了一个低功耗的无线语音传输系统,验证了Zig Bee用于多跳语音传输的可能性。     

采空区无线温度传感网络的通信系统设计

在充分研究采空区煤炭自燃的监测方法后,确定了以温度作为监测煤炭自燃发生的指标,采空区环境复杂,干扰较多,对于采空区的通信系统性能要求较高。Zig Bee无线通信系统覆盖面广,抗干扰能力强,利用Zig Bee无线通信技术建立了采空区无线温度传感网络的通信系统。此通信系统主要由发射端、信道和接收端组成,通过测试某煤矿采空区的温度变化验证了此通信系统的信息传输性能良好。     

基于ZigBee技术与信息融合的煤矿安全监测系统设计

针对煤矿生产作业环境和开采过程中的灾害危险因素,设计了基于Zig Bee技术与信息融合的煤矿安全监测系统。通过构建基于Zig Bee协议的无线传感器网络,实现对井下环境数据的采集、传输。论文根据系统的数据分析的具体需求,提出基于模糊贴近度和灰色关联度的两级数据融合模型,其中采用模糊贴近度算法作为一级数据融合,提取环境参数特征向量。二级数据融合利用灰色关联度算法对特征向量再次进行融合,通过对现场数据分析,结果表明该算法可以准确地判定矿井的安全状况,给出煤矿安全等级决策。     

基于ZigBee的井下语音通信终端设计

基于低功耗的Zig Bee无线传输技术,设计了一种基于WM8731音频采集及STM32控制,经自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)压缩,半双工的经多跳传输的远距离通信音频语音终端。在实验环境中检验了Zig Bee网络组网和音频数据采集,验证了无线音频传感器节点的可用性,和无线音频传感器网络的可行性。     

基于异构网络的煤矿安全监测系统的设计

针对当前煤矿安全监测存在布线繁琐、扩展困难和监测盲区的问题,提出一种基于Zig Bee协议和TCP/IP协议异构网络的煤矿安全监测系统,实现数据在井下的无线传输、井下到地面的高速传输和监测区域的全覆盖。本系统稳定可靠、灵活性高和易扩展,对提高煤矿安全具有重要的意义。     

基于无线传感器网络的矿井人员定位系统设计

针对传统矿井安全管理系统在复杂环境下难以准确定位工作人员的问题,设计了一种基于Zig Bee无线传感器网络的矿井人员定位系统。根据矿井的实际需求,建立了矿井人员定位系统的总体框架方案,并对系统各组成部分的硬件和软件部分进行了详细的设计,定位系统采用一种改进的接收信息强度指示(RSSI)定位算法来求解位置节点的坐标。最后通过模拟测试验证了所设计系统的可行性和有效性。     

基于PLC和WSNs的输煤程控系统设计

为解决输煤程控系统分布测控站点线路敷设繁杂等问题,提出了以PLC和无线传感网络为核心的电厂输煤监控方案。该方案以冗余的S7-300为监控主站,通过PROFIBUS总线或数传电台连接从站S7-200,测控从站面向输煤过程,组建监测分散机电设备工况的Zig Bee网络。该方案的应用实现了对电厂输煤全过程的监控和管理。     

综采面液压支架嵌入式监控系统设计

研制适于综采面液压支架压力监测的嵌入式控制系统。系统采用Zig Bee星型拓扑结构,利用STR912和CC2530搭建支架压力传感网络,在STR912上植入μC/OS-II实时操作系统以实现对压力数据存储、报警和通信等多任务控制。测试表明,嵌入式系统能降低截煤产尘对硬件的影响,其压力测试精度能有效控制在±10 kN内,ZigBee无线传输丢包率低于0.5%。     

基于无线传感网络的建筑电气设备自动监测系统

为掌握建筑电气设备运行状态以及时发现并解决故障,设计了基于无线传感网络的建筑电气设备自动监测系统。利用系统数据层中无线传感网络的无线传感器节点采集建筑电气设备信号数据,使用中心节点汇聚并整合采集的数据,采用通信层的ZigBee无线网络将中心节点整合的数据汇聚到内部网关,通过该网关将数据上传到应用层的应用基础平台。应用层的建筑电气设备故障自动诊断模块根据接收的数据,运用基于压缩感知理论的建筑电气设备故障自动诊断方法,实现建筑电气设备自动监测。实验结果表明,将无线传感网络簇首数量设置为15,可以获得较理想的网络节点生命期;该系统在精准诊断故障类型的同时,还可以辨别故障位置,并能有效节省建筑电气设备能耗。     

选煤厂设备健康状况监测系统的应用研究

介绍了基于无线传感器网络的选煤厂设备健康状况监测系统。系统以TI公司推出的兼容Zig Bee2007协议的CC2530为硬件平台,借助IAR Embedded Workbench集成环境及Z-Stack协议栈函数进行软件设计,成功实现了簇状拓扑结构的设备健康状况监测系统。该系统可通过采集温度与加速度信息,分析并给出设备健康状况报告,为设备的维护提供建议性方案,在有效避免传统工业总线网络各种弊端的同时,提高了企业信息智能化程度。     

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Android平台的煤矿井下电力谐波监测系统研究

论文设计了一种基于Android手机平台的煤矿井下电力谐波实时监测系统方案,研制了基于ARM Cortex-M3内核的32位处理器STM32F103VBT6和μC/OS-II嵌入式实时操作系统的谐波监测节点,通过节点外扩的Zig Bee和GPRS传输模块,实现监测节点间自组网和数据无线远程传输,开发出基于Android手机平台的煤矿井下分布式电网谐波实时监测软件,突破了管理员必须服务器监控电脑查看电网谐波信息灵活性差的瓶颈,实验表明该系统设计方案可行有效。     

基于ZigBee的煤矿井下通风设备远程监控系统研究

搭建Zig Bee网络实现矿井通风与设备运行状态的远程监控与管理。以MC13224单片机为核心开发易于扩展和操作的监控节点,利用分散的Zig Bee从站采样通风设备运行电压和电流、矿井瓦斯和温湿度等参数,通过预设采样频率和阈值,远程监视井下参数变化。应用表明,主、从系统抗干扰能力强,能准确反映通风系统运行状态。     

基于ZigBee技术无线传感器研制

针对机械设备状态监测有线监测系统布线复杂度高、灵活性差的问题,基于Zig Bee无线技术提出了一种无线振动与温度复合传感器的设计方案,论述了其射频模块、传感器模块、电源模块等硬件设计和振动与温度数据采集发送、电量检测等软件设计,设计的传感器具有设备振动和温度数据的采集与无线传输功能,能够与设计的通信站之间双向通信,组成设备状态监测无线网络系统。实验结果表明,设计的传感器能够采集设备的振动和温度状态信息,并通过无线方式传输至通信站,工作稳定,采集数据可靠有效,传输距离可达18m,可为设备状态监测和故障分析提供有效的数据支持。     

基于标识卡、智能矿车、智能矿灯的矿山物联网技术发展与挑战

目前矿山物联网的研究领域主要是标识卡、智能矿车、智能矿灯等几个领域,所以基于上述3类应用领域,总结了近年来这3类应用的研究进展以及面临的主要挑战,并分别提出了相应的应对措施。目前标识卡与矿车、矿灯结合仅应用于定位与瓦斯监测方面,功能单一。基于Zig Bee与RFID的井下定位技术、应用功能的多样化,是未来矿山物联网技术发展的重要方向。     

基于无线传感网的煤矿安全监测系统设计

针对矿井环境监测的应用需求,提出了基于无线传感网络的矿井监测系统设计方案,给出了该监测系统的总体设计框架,明确了在整个监测系统设计过程中需要重点解决的主要问题。以无线传感网络的运行机制和系统运行的可靠性作为研究的重点内容,并给出了详细的无线通话机网络运行机制。结合实际的应用环境提出了4种可行的系统可靠性设计解决方法。     

基于ZigBee的钨矿井下矿车定位监测系统研究与设计

针对现有的钨矿井下矿车定位系统的布线困难、信息化和可视化水平低等问题,为了更加合理、高效地调度矿车,设计了一种基于Zig Bee的无线网络系统,实现对井下矿车定位及安全监测。首先探讨了井下环境无线信号传输的RSSI测距模型,并采用高斯滤波对RSSI测距参数进行修正后,结合极大似然估计定位方法实现矿车定位,针对此定位算法存在的较大误差,提出了加权质心定位算法来提高矿车定位的准确性。然后通过上位机将井下采集的矿车速度和定位信息实时显示在井上监控主机和大屏幕中。通过实验仿真,结果证明,改进的加权质心定位算法有效地降低了定位误差,上位机对速度数据信息可实现调用、存储、实时显示、查询并预警等功能,系统具有实时性强、精度高、鲁棒性好等特点,可以有效提升钨矿井下开采生产的安全性。