煤岩应力分布式监测系统设计

针对现有煤岩应力监测存在布线复杂、可扩展性差及数据传输实时性不高等问题,基于无线传感器网络架构,设计了一种煤岩应力分布式监测系统。该系统以CC2530芯片为核心,利用传感节点采集钻孔煤岩应力,路由节点通过ZigBee网络接收采集数据并传至汇聚节点,汇聚节点通过工业以太网将数据传到上位机进行显示、存储和分析。测试结果表明,传感节点与汇聚节点间最大通信距离达50m,该系统可实时、准确地监测煤岩应力,具有操作方便、部署灵活、易于扩展等优点。     

选煤厂瓦斯监控系统的设计与研究

针对选煤厂原煤仓传统人工监控方式监测效率低、准确度差、安全隐患大等问题,本文研究了瓦斯在线监测技术,设计了一套基于PLC控制的选煤厂瓦斯智能监控系统。该系统通过在原煤仓各监测点布置高精度瓦斯传感器实时采集瓦斯浓度,采用工业以太网对通信网络进行架构以实现数据的高速传输,最后通过工控机与PLC联合控制实现瓦斯浓度远程实时监测、超限报警与风机自动启停,实现了选煤厂瓦斯浓度的有效治理。     

煤岩瓦斯复合动力灾害监测预警与防控技术研究进展

煤岩瓦斯复合动力灾害是深部煤炭开采的重大安全隐患,探明其致灾机理、发展监测预警及防控技术是防治关键。提出了煤岩瓦斯复合动力灾害防治“四面体”理论,即分别从灾害分类、灾害机理、灾害预警、灾害防控4个层面概述煤岩瓦斯复合动力灾害研究进展。总结了以能量释放主体、初始瓦斯压力、载荷条件为主的复合动力灾害类型划分依据;梳理了理论分析尺度和实验室尺度下的复合动力灾害机理研究进展,发现应力路径、微裂纹动态演化和煤岩赋存地质因素临界指标是致灾机理研究的关键;概述了以前期灾害前兆信息判识、中期灾害前兆信息采集、后期灾害一体化监测预警为主线的复合动力灾害监测预警技术研究进展;揭示了复合动力灾害消能减灾一体化防控技术和多尺度分源防控关键技术科学内涵。在此基础上针对两淮矿区灾害特点,提出了深部强动载条件下复合动力灾害智能判识与预警方法和分区协同防控方法。基于当前研究进展,提出了煤岩瓦斯复合动力灾害研究亟待解决的问题,助力实现深部煤炭安全、精准、高效开采。     

煤岩电磁辐射连续监测软件的研制

利用煤岩变形、破裂过程的电磁辐射监测技术可以预测、预报煤岩动力灾害。文章采用VC++6.0开发设计了基于Windows平台的电磁辐射连续监测软件,根据动态数据交换(DDE)和多线程技术实现了进程、线程间的通信及多信号的实时采集、显示和分析,为煤岩动力灾害的预测、预报提供了先进的技术手段。     

基于雷达测距的工作面进尺在线监测系统

传统的静态人工测量技术获取的工作面进尺非连续、时效性差,无法满足在线实时预警的要求,针对该问题,设计了基于雷达测距的工作面进尺在线监测系统。该系统采用应答式和反射式雷达测距传感器组合布置工艺,克服了反射式测距雷达测量距离小的不足,解决了应答式测距雷达安装维护困难、难以实时测距的问题。分析了雷达测距原理,并开发了由反射式和应答式雷达测距传感器构成的矿用本质安全型雷达测距传感器。测试结果表明,该系统能够稳定、可靠地实现工作面进尺在线监测、实时采集与分析,当测量距离小于200m时,最大绝对误差为0.24m,测量距离和精度能够满足瓦斯灾害预警的要求。     

冲击地压多信号监测软件的设计

针对冲击地压监测系统存在监测信号单一,无法实现实时对比分析等缺点,开发设计了一种基于VC++6.0,针对煤岩电磁辐射、微震和声发射等特征信号的多信号监测软件;介绍了该软件的结构和功能及各功能模块的设计。该软件具有多通道实时显示、数据存储、历史查询、趋势分析、统计等功能,通过对比分析多种煤岩特征信号,可以对煤岩动力灾害进行有效的预测。     

基于无线传感网络的大体积混凝土裂缝监控技术

对大体积混凝土浇灌过程中的温度和温度应力进行监测与控制,可以有效防止裂缝的产生。在分析了大体积混凝土温度和应力常见监测方法的特点后,提出一种基于无线传感网络和移动agent技术的分布式温度和应力监控系统。系统利用无线传感器节点采集混凝土温度和应力等信号,实现并行的分布式信息采集与处理,安装布置简便;将移动agent应用于无线传感网络以解决异构系统间协作、协调及信息融合,有效降低了冗余数据的传输及节点能耗。详细分析了系统结构组成及设计方法,并利用该系统进行了现场测试,实验结果表明,该系统能够较好实现对混凝土施工过程中的温度、应变情况进行实时在线监测。     

煤矿分布式突水监测系统设计

针对现有集中式煤矿突水监测系统人员劳动强度大、数据采集效率低等问题,基于ZigBee无线传感器网络架构,开发了分布式水文与围岩应力采集节点、路由节点和汇聚节点的硬件及软件,设计了一套煤矿分布式突水监测系统。该系统将矿井水文、应力监测集成在统一的网络中,通过上位机对采集数据进行集中处理,可实时在线获取矿井水文与围岩应力的动态变化。测试结果表明,该系统监测精度较高。     

基于模糊控制的滑坡监测预警系统设计

针对目前用于滑坡灾害监测预警的诸多方法中存在的传感器选择种类单一、预警功能与监测数据相分离等问题,设计一种基于模糊控制的滑坡灾害监测预警系统。设计以导致滑坡灾害的主要因素为切入点,运用智能传感器组群对山体进行实时监测,对采集到的实时数据运用模糊控制系统进行处理,最终实现对滑坡灾害发生概率的预测。实验结果表明,该系统对滑坡灾害发生概率的预测达到了较为理想的效果,可为滑坡灾害监测人员的工作提供便利与支持。     

井下实时监控无线传感器网络节点的设计与实现

针对煤矿井下环境在线监测的要求,提出了一种井下实时监控无线传感器网络节点的设计方法,详细介绍了无线传感器网络节点的硬件组成和软件设计。该节点通过微控制器和无线传输模块实时采集、处理、传输井下工作面的瓦斯浓度、CO浓度、温度、湿度等数据。测试结果表明,该节点控制方便、工作稳定,能实现可靠的无线网络传输。     

含瓦斯煤受载损伤演化声发射特性实验研究

搭建了含瓦斯煤单轴压缩信息采集系统,测试了煤样受载破坏过程中声发射及力学特性参数的变化,并对煤岩损伤演化模型及声发射特性进行了深入的分析研究。研究结果表明,含瓦斯煤在受载破坏过程中能够产生声发射信号,在受载前期声发射信号较少,受载后期较多,载荷峰值附近声发射信号达到最大值;声发射脉冲数及能量与载荷的变化趋势一致,能够直观地反映含瓦斯煤损伤程度;基于声发射特性参数的损伤演化模型,根据声发射脉冲数及能量所计算的损伤值与实测值变化趋势基本一致;作为前兆信息,声发射信号能够表征煤岩损伤演化规律,反映煤岩受载破坏状态。该研究成果将为现场煤岩瓦斯动力灾害的监测及预防提供参考。信号能够表征煤岩损伤演化规律,反映煤岩受载破坏状态。该研究成果将为现场煤岩瓦斯动力灾害的监测及预防提供参考。     

面向矿井瓦斯监测的ZigBee无线传感网系统设计

针对传统有线传感网在井下进行瓦斯监测存在使用成本高、移动性差及覆盖范围有限等问题,设计了一种面向矿井瓦斯监测的ZigBee无线传感网系统。该系统利用采集节点实时采集井下瓦斯浓度,采用ZigBee协议将瓦斯浓度数据实时传输至汇聚节点,由汇聚节点汇总并传输至嵌入式网关,数据经嵌入式网关解析处理后转发至矿井监控中心,从而实现井下瓦斯监测数据的实时显示。实验结果表明,该系统具有较高的可靠性和较好的实时性,覆盖范围广。     

RS-RBF信息融合在瓦斯监测中的应用研究

针对煤矿单传感器和低层次的多传感器数据处理的单一、不确定性较高的缺点,在对监测信息进行分析、处理、维数压缩后,利用基于粗糙集理论与神经网络相结合的多传感器信息融合技术实现对瓦斯灾害信息的特征提取。通过对瓦斯灾害的辨识分析,获得更准确、更可靠的瓦斯状态信息,极大地提高了瓦斯监测系统的性能,为获得瓦斯灾害变化的一般规律和准确、及时地发布预测信息提供先进的理论和技术支持。     

基于STM32的多通道数据采集系统设计

针对地质灾害监测领域对数据采集系统的低功耗与实时性要求,提出了一种基于STM32F103和ADS1256的多通道数据采集系统,可实现对地质灾害现场泥水位、地声、次声、位移等多参数的实时在线数据采集。系统具备体积小、功耗低、实时性强等特点。系统可实现24小时实时存储灾害点采集时间、采样数据、环境温度及传感器类型等相关信息,并通过GPRS或北斗卫星实现数据的无线远程传输,便于长时间不间断对地质灾害体进行数据采集、传输与分析,可有效提高对地质灾害体的实时监测水平。     

基于无线通信和传感器的动力电池在线监测系统设计

组成动力电池组的单体电池不能保证各项性能完全一致,致使电池组安全运作留下隐患。为给动力电池组提供安全可靠的工作环境,实时掌握电池组工作状况,延长电池组使用寿命,设计一种基于无线通信和传感器的动力电池在线监测系统。系统利用传感器、STC12C5A62S2单片机、无线通信技术、MATLAB编辑软件进行电气量采集、数据控制处理、无线传输和显示界面设计,实现动态监测电池组的主要参数有单体电池电压和电流、电池组总电压和总电流、温度。经反复实验验证监测系统精度可高达0.2%且运行平稳可靠,可完成对动力电池组实时状态判读,出现异常状况作出在线维护指令。     

北斗高精度定位的地质灾害监测系统的设计

针对滑坡等地质灾害实时监测难,传统的灾害监测方法自动化程度低、灾害预警不及时等问题,设计了基于北斗的地质灾害监测系统.该系统主要由数据采集终端、数据传输层和软件端三部分构成.数据采集终端集成了树莓派、北斗定位模块、雨量计、温湿度传感器、摄像头模块等,并通过数据传输层将实时地质数据传输至云端,实现了数据自动采集与传输.系...     

嵌入式系统在军用电子设备故障诊断中的应用

电子装备现有的故障诊断系统一般无法完成装备工作过程中的实时在线状态监测。利用多种非接触式的传感器信息融合技术、以太网网络通信技术,设计了现场级嵌入式状态监测系统,采用嵌入式微处理器S3C44B0X构建最小系统实现实时地对系统各个重要部分进行信号采集和在线状态监测,为在线智能故障诊断系统提供诊断信息。     

嵌入式矿井通风机在线监测与故障诊断系统设计

针对现有的矿井通风机在线监测与预警系统存在体积大、维护成本高,采用Windows操作系统缺乏专用性、易误操作等问题,设计了一种嵌入式矿井通风机在线监测与故障诊断系统。通风机和电动机的振动、温度、负压、电压和电流等监测量由对应的传感器和智能仪表传入到PLC数据采集系统,PLC数据采集系统将数据送入以太网模块,系统通过协议解析得到相应数据,显示在嵌入式设备上,并进行实时诊断和故障报警;带有RS485通信接口的振动传感器、温度巡检仪、智能电表,通过ModBus协议将采集的数据传送给嵌入式总线模块,实现监测与诊断功能。测试结果表明,该系统满足矿井通风机在线监测的各项技术指标,同时实现了监测设备的小型化和多样化。     

基于开源硬件与虚拟仪器的智能农业监测系统设计

为了智能化采集农作信息,高效利用农业资源及实现智能农业,设计了基于开源硬件的智能农业监测系统.系统以开源硬件Arduino为核心控制器,配合光照传感器、土壤水分传感器、温湿度传感器、二氧化碳传感器采集农作环境参数,利用ZigBee技术上传数据至虚拟仪器LabVIEW,实现数据在线监测.该系统具有性价比高、扩展性强、可更换组网方式等优点,有着较强的实践性和可操作性.     

基于web网络优化协议的水质污染程度在线监测系统设计

针对传统人工水质污染程度检测工作效率低、实时监测能力不强的问题,设计并实现了基于web网络优化协议的实时在线水质污染程度自动监测系统,系统利用无线传感器网络节点对区域水源水质进行监测,通过无线分组通信技术与宽带网络对数据进行远程传送,工作人员可实现web实时在线的水质信息查询、管理控制、数据收集、报警提示等操作,基于web的水质监测系统,提升了系统的可扩展性、易用性以及实时性等;系统硬件包括传感器模块、无线通信模块、单片机外围电路、以太网接口模块等;系统软件设计了web网络优化协议、系统监测平台、远程参数设置、驱动程序等内容;应用该系统对西安市护城河的水质进行污染程度监测,部署20个传感器监测节点,1个监测子站节点,1个远程web监测主站,分别监测河水中pH值、总磷浓度TP、化学耗氧量(COD)、氨氮浓度,连续采样两天时间,通过仿真实验表明,该系统实现了100%的通信成功率,网络之间访问速度是传统网络协议的5~8倍,无线传感器网络与远程监测工作稳定可靠,通信速率满足实时监测要求,适用于对城市水源水质污染程度的实时在线监测。