电容式矿用馈电状态传感器研究

为了进一步提高馈电状态传感器的性能,通过对馈电状态传感器的理论探索和现有应用的研究,根据<矿井安全监控新标准、新规程汇编>的要求[1],研制了一种新型馈电状态传感器,它是利用电容检测原理、场效应管作为传感器的敏感元件,来监测电缆芯线对地电场的状态,从而间接检测矿井电缆的馈电状态.与负载是否工作,电缆有无电流流过无关.只要电缆芯线带电,则输出馈电状态;反之,输出非馈电状态.它具有结构简单、成本低、可靠性高、灵敏度高、易于维护、更换方便等特点.     

目标导体对近感电容传感器电极电容影响研究

电容传感器是利用探测电极间电容的变化来实现目标近感探测的.对两电极电容传感器,分别探讨了探测大目标导体和小目标导体时电极的自电容、互电容以及等效电容的变化趋势,结果表明,电容传感器在遇目标后,其电极间的自电容均会增大,而互电容则减少.大目标导体会导致电极间等效结构电容增大,而小目标导体的介入不会影响电极间的等效结构电容.     

电容式非金属材料厚度测量装置的 设计与仿真

布料厚度测量是基于变介电常数电容传感器的一种精密测量.详细地叙述了电容式非金属材料厚度测量装置的工作原理,设计了一个简单的布料厚度测量电路,通过仿真实验证明,这种方法可以实现布料厚度的测量,对于非金属材料厚度测量有一定使用价值和借鉴意义.     

煤矿井下电气设备的结露和抑制

就煤矿井下电气设备长年受潮结露之现状,为有效地避免对设备的危害和故障的发生,提出采取结露抑制,特别对干式变压器、大型电动机,以及矿用一般型开关柜,配电箱等则尤为需要。文中阐述了湿度传感器的结构特点,湿敏特性,信号取用方法,对电子控制线路作了详细说明。     

煤矿井下低压电网电容电流自动补偿方法的研究

介绍了采用单片机系统跟踪供电电网电容电流变化的新方法,它可自动补偿分布电容电流,自动调整补偿线圈的电感量,补偿效果较佳。     

煤矿井下无线传感网络路由协议研究

研究应用于煤矿井下无线传感网络路由协议对于构建煤矿安全监控系统具有重要意义,而无线传感器网络的节点能耗有限和煤矿井下巷道的长距离带状环境容易形成热区问题.本文提出基于能耗均衡的k-medoids协议使其适用于矿井巷道环境下的网络路由协议:改进协议在初始化簇头节点时采用领域自适应半径的方法,综合考虑了簇头节点的剩余能量因...     

井下声波遥测地面定频信号采集装置设计

采用定频声波脉冲作为信号传输手段的特点,利用共振原理设计了一种地面定频信号采集装置。采用Abaqus有限元法进行模态分析设计和谐响应分析,证明了定频信号采集装置具有良好的选频性;通过与动圈式地震检波器LGT—20D40和压电式加速度传感器INV9828的对比试验,验证了其在灵敏度、抗干扰能力方面的优势;现场应用试验证明其能够大幅提高地面解码成功率,具有实用价值。设计的定频信号采集装置为解决井下无线声波遥测系统(ATS)地面解码困难的问题提供了一种新的手段,同时还可推广应用到类似场合。     

ZigBee技术在煤矿井下监测系统中的应用研究

针对传统煤矿井下监测系统采用人工监测的缺陷,以及目前井下监测系统的现状需求,提出一种基于ZigBee技术和GPRS技术相结合的自动化、智能化实时监测系统.系统采用星型网络拓扑结构,利用无线传感器作为节点,将采集现场设备工作状态及故障报警等数据通过ZigBee网络汇集到无线网关,再通过GPRS网络将监测数据接入Internet网络,调度指挥中心通过Internet网对井下信息进行实时监测.该系统克服了传统监测精度差、功耗大的缺点,具有很好的应用前景.     

基于蒙特卡罗算法煤矿井下人员定位研究

对比分析几种常用的无线传感器网络节点定位方法.针对煤矿井下节点移动性可能导致普通的定位算法变得不精确,提出了蒙特卡罗定位(Monte Carlo Localization)算法.该方法利用物体运动的连续性,通过选取合适的模型完成移动节点位置预测与定位.经仿真验证在低密度锚节点环境下,蒙特卡罗方法位置估计误差明显低于其它方法,提高了移动节点定位算法的准确性.     

煤矿井下超宽无线传感器网络定位技术的研究

超宽带技术作为一种新型短距离无线通信方式,其所采用的纳秒级窄脉冲具有许多传统正弦载波无法比拟的优势。基于超宽带技术本身具有的特性,将其与无线传感器网络技术相结合,可以广泛应用于煤矿井下环境,通过无线传感器网络节点定位实现安全监测。本文主要介绍了无线传感器网络节点定位基本原理和算法,提出适合煤矿井下环境的定位算法,并且在传统的测距定位方法基础上进行改进。仿真结果表明,改进的定位算法有效的提高了节点定位精度和定位性能。     

煤矿井下ZigBee无线传感器网络路由协议的研究

文章介绍了无线传感器网络的发展及其特点,在分析比较了目前流行的几种无线传感器网络路由协议的基础上,结合煤矿井下掘进工作面的特点和需求,提出了一种适用于掘进工作面的网状拓扑结构的ZigBee无线传感器网络的路由算法,并从路由建立、路由维护、路由恢复等方面进行了详细描述。该路由算法对其它具有ZigBee网状拓扑结构的系统具有一定的参考价值。     

煤矿井下综采工作面巡查机器人磁迹导航的研究

提出了一种煤矿井下综采工作面自主移动巡查机器人磁迹导航方案;通过实验确定了该机器人的磁轨材料和磁传感器分别为条状强磁磁铁和MS-324型干簧管,以轮式机器人采集煤矿井下图像信息为例,确定了干簧管在机器人上的安装位置及工作过程。实验结果表明,该机器人在中间2个干簧管之间的距离为40 mm时能稳定行走。     

煤矿井下直流杂散电流的研究

杂散电流所造成的电机车钢轨及其附近的埋地管线的腐蚀、人身触电和对通信系统的干扰等问题日益凸显出来。文章通过建立电机车简单的单边供电模型,在合理的假设前提下推导出了杂散电流的计算公式,并应用Matlab仿真软件对推导出的公式进行仿真分析。仿真分析结果表明:在单边供电的区间内,随着距电机车距离的增大,杂散电流先增大后减小,在供电区间的中点达到最大;过渡电阻和轨道纵向电阻率对杂散电流泄漏影响很大;供电距离和供电电流对杂散电流的影响次之。     

认知无线电技术在煤矿井下的应用研究

针对现有煤矿井下无线通信系统载频和调制方式等参数固定、无法适应巷道信道模型变化而导致通信可靠性低的问题,提出了在煤矿井下无线通信系统中应用认知无线电技术的方案,即利用认知无线电技术感知通信系统所处巷道的频谱和信道模型,实时、自适应地调整载频、调制方式等传输参数的特点,从而优化煤矿井下无线通信网络的传输性能;综合分析了认知无线电在煤矿井下应用的可行性;最后给出了认知无线电在煤矿井下应用的实现模式。     

一种改进的煤矿井下无线传感器网络定位算法

针对煤矿井下巷道狭长,传感器节点分布不均匀,环境恶劣,井下人员定位不明确。传统算法定位精度不高。为此,提出一种改进DV-Hop的煤矿井下节点定位方法,利用无线信号同种介质中传播速度不变性,并利用节点间数据包传送时间对未知节点的估计距离进行修正。实验结果表明,改进算法有效地提高了无线传感器网络节点的定位精度,减少了定位误差,更加适合于类似于煤矿井下场景的定位需求。     

煤矿井下MIMO信道模型的研究

针对矿井隧道内特殊的空间,文章假设了完全不同于地面上散射体的几何分布,提出了一个全新的MIMO信道三维GBSB模型,推导出了该模型的空时相关函数。通过几何解析法,对相关函数和信道容量进行仿真分析,得出了最佳的天线布置方案。仿真结果表明,在矿井环境下合理地布置天线,可以大幅度地提高无线系统的信道容量。     

煤矿井下避灾模型研究

为了研究井下矿工面对灾害时的避灾情况,利用基于Agent的建模仿真方法在RePast仿真平台上建立了煤矿井下避灾模型,并根据井下矿工的实际情况抽象出了Agent的种类.通过对井下矿工面对灾害时的行为模式进行分析,提取出了Agent在面对灾害时的行为决策.通过将Agent的行为决策进行量化,在仿真平台上对矿工的避灾路线实现了仿真.仿真结果表明：该模型能够实时动态地显示矿工的避灾情况,灾害发生时,利用该模型生成的避灾路线能够提高Agent避灾成功的比例.     

UWB定位算法在煤矿井下的应用研究

针对传统的定位技术难以在煤矿井下应用的问题,文章提出了一种基于超宽带UWB技术的POCS测距和定位算法,建立了该算法模型,详细介绍了该算法的原理及其实现。仿真结果验证了该算法在煤矿井下应用的可行性。     

煤矿井下图象信号的窄带传输

介绍了一种煤矿井下图象信号的窄带传输系统，着重阐述了该系统的特点及两个关键技术──图象压缩编码及帧存储器，并指出了该系统的应用前景     

基于WSN的煤矿井下人员定位系统防碰撞算法的研究

文章根据煤矿井下人员定位跟踪系统的实际要求,对无线传感器网络非同步状态的多传感器节点在低功耗要求下的碰撞问题进行了实验研究,通过单片机编程分别对先听后发法、时间片调度法以及连续漏读筛选法进行了设计及实现。实验结果表明,连续漏读筛选法比较简单实用,能够在保证功耗的要求下很好地解决碰撞问题。