基于XBee3的矿用本安型低功耗数据采集系统

针对目前煤矿井下数据采集系统布线繁琐、能耗较大、整体可靠性不高等问题,设计了一种应用于煤矿井下的本安型低功耗数据采集系统;系统主要由协调器和终端设备组成,并基于XBee3模块组建了簇状拓扑结构的无线传感器网络,其中终端设备采用XBee3模块作为主控单元,可对煤矿井下各类传感器数据进行采集和传输,协调器可以完成对数据的实时分析、存储、上传和显示等功能。试验结果表明:系统能够准确采集煤矿井下布置的传感器数据,具有传输距离远、功耗低、时延短等特点。     

基于 MSP430F149 单片机的工程机械多路数据采集系统设计

在工程机械多路数据采集系统中,需要对多路模拟量进行采集、处理和存储,现代化采集系统要求更加智能化、小型化、微功耗化、存储量巨型化,并且要求采集参数的精度更高、对数据的处理速度更快。原有的基于INTEL系列单片机的数据采集系统,往往不能满足系统的要求,因此,低功耗、处理能力强大、稳定的采集系统的研究具有重要的意义。     

基于MSP430的多参数数据采集系统的设计

设计了一种基于MSP430单片机的多参数数据采集系统。该系统通过设计的八大模块能够完成模拟量和开关量的采集和通讯、系统信息的输入和显示、控制量的输出和外围传感器的供电。通过多参数数据采集系统能及时快速采集并发送多组传感器信号,对于监测和诊断系统的开发有一定的参考价值。     

基于嵌入式Atmega128新型甲烷传感器的研制

在分析了传统甲烷传感器电路设计不足之处的基础上,介绍了一种以嵌入式单片机At-mega128为核心的新型甲烷传感器的硬件设计和非线性补偿的软件设计。系统采用低功耗器件和低功耗设计方法,具有高精度、多功能、智能化程度高的特点,可推广应用到其它测试系统中。     

矿用锂离子蓄电池电源短路保护试验系统

设计了矿用锂离子蓄电池电源短路保护试验系统。系统主要由定时控制单元与数据分析单元组成,定时控制单元由AVR单片机控制主回路的闭合,并可实现自动定时及试验回路的断开,数据分析单元包括数据采集卡及LabVIEW数据分析软件2部分,数据采集卡可自动采集主回路的电流、短路保护元件的端电压及线圈信号,并通过LabVIEW进行试验数据的分析与计算,最终将测试结果进行直观显示。     

基于STM8L的套筒补偿器泄漏报警装置设计

针对套筒补偿器在运行过程中泄漏的问题,设计了一种基于STM8L的无线监测报警装置。该装置由超低功耗STM8L单片机、GSM模块和电极式液位传感器组成。液位电极用于检测是否发生泄漏; STM8L单片机为系统主控制器,检测到泄漏信号后会通过UART总线向GSM模块发送AT指令,控制GSM模块发送报警报文。试验结果表明:该装置功耗低、续航时间长,具有泄漏检测与泄漏报警的功能,可满足套筒补偿器泄漏监测的要求。     

矿用测斜仪数据采集系统设计

设计了一种基于PNI公司的磁感式传感器和MEMS加速度传感器的矿用钻孔测斜仪数据采集系统。论述了系统总体的结构,重点测斜仪对数据采集系统进行了研究,给出了利用磁感式传感器和MEMS加速度传感器融合的方法来测得地球磁场信息和重力场信息的方法,为测斜仪后续计算姿态信息和误差补偿奠定了良好的基础。设计的数据采集系统具有体积小、功耗低、可靠性高,成本低等特点,满足测斜仪数据采集系统要求。     

基于LoRa通信的矿用低功耗无线传感器设计

在煤矿安全监控系统中,为降低电池更换的频率,必须最大限度地降低电池供电设备的整机功耗,对此设计一种基于LoRa通信的矿用低功耗无线传感器。该传感器采用矿用锂离子蓄电池供电,低功耗MCU微处理器及LoRa无线模块等硬件设计,并结合软件控制休眠模式切换方式,降低整机功耗,增加电池工作时间。     

矿用超低功耗智能一体化水位-压力-温度变送器

煤矿的地下水文数据的获取涉及到多个关键因素的约束,普通的压力变送器无法实现数据采集要求,针对特定要求进行了超低功耗的变送器设计。数据采集在野外自动工作,没有正常的电源,在设计中,将功耗降至最低,最大限度的节省电能,以减少人为操作的次数,所采用的锂电池供电的最少工作时间不低于6个月。所涉及研制的智能型一体化水位(水压)、温度传感器将压力传感器、温度传感器、自动稳零放大器和低电压、超低功耗数据采集单片机一起安装在28 mm的不锈钢外壳内并完全投入水中,数据传输距离大于500 m。     

基于WaveMesh网络与STM32的煤矿顶板离层监测系统设计北大核心

针对传统煤矿顶板离层监测系统维护困难、安装不便、灵活性低等缺点,以及当前无线监测系统存在信号传输不稳定、功耗高、使用周期短等问题,设计以WaveMesh协议为无线通信网络和以STM32单片机为主控芯片的顶板离层监测系统;系统采用主、从站结构,从站与离层仪相接,负责位移数据采集;主站则负责数据存储及通过光纤与井上通讯,利用WaveMesh低功耗无线自组网网络实现主、从站间的数据传输。现场实际应用结果表明,该系统信号传输稳定、运行可靠且功耗低,能够满足井下长时间工作要求。     

一种新型滑坡体无线远程监测系统设计

针对目前滑坡体监测仪器高测量精度、高可靠性、高自动化程度及低功耗的要求,设计了一套滑坡体全数字高精度自动远程监测系统。系统以STM32为核心,集成了SCA100T高精度双轴加速度传感器、MPS-S-400 mm-P位移传感器及SRY-1雨量计,采用SIM900模块实现GSM网络接入,基于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。系统程序设计采用动态周期采集机制降低功耗,利用雨量阈值触发,驱动倾角传感器与位移传感器采集,并启动GSM实现远程数据传输。实验结果表明：系统能够实现滑坡体区域的雨量、表面位移和深部倾角参数自动化远程采集与传输;雨量采集精度为0.1 mm、地表位移采集精度为0.022 mm、深部倾角采集精度高达0.035°;该系统在无太阳能充电的环境下续航时间持续15 d,正常日照条件下持续工作时间大于90 d。     

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°。     

露天矿用电铲动态称重计量系统设计

设计露天矿用电铲动态称重计量系统,实时动态称重计量电铲装载矿物重量,提高露天矿采装运输效率。通过角位移传感器、线位移传感器与力传感器组建的传感器网络,采集露天矿用电铲角度、拉力以及线位移数据信息,并将其传输至信号处理模块,利用信号预处理电路合理放大与降噪处理传感器采集信号,数据经A/D转换后,结合角、线位移数据触发AT89C52单片机转换芯片,读出动态称重计量数据,并以相应的形式将数据在LCD显视屏中显示出来,通过PC机完成动态称重数据处理,实现计量数据的显示、限位报警、个性化查询等功能。实验结果表明：该系统能够实现露天矿用电铲动态称重计量,能耗较低,将其应用于露天矿的采装运输业中,可提高采装运输效率。     

基于CFD方法的KYF型浮选机叶轮后倾角度的影响研究

应用CFD方法研究了KYF浮选机不同后倾角度(0°、15°、30°、45°、60°、75°)叶轮在五种不同叶轮转速条件下的浮选机流场结构、叶轮循环量、功耗等关键参数。研究发现随着叶轮后倾角度的增加,浮选机流场结构具有相似性;后倾叶轮比径向叶轮(后倾0°)循环量平均大5%,不同后倾角度叶轮循环量相差不大;后倾角度的增加,功耗先减小后增大,后倾60°叶轮的功耗最小。叶轮转速的增加会导致叶轮循环量、功耗的明显增大,流场结构基本不变。     

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。     

Wemco浮选机叶轮叶片倾角的数值模拟

针对Wemco自吸式浮选机,采用CFD方法对叶片倾角β分别为前倾(-22.5°、-37.5°)、径向(0°)和后倾(22.5°、37.5°)浮选机的流场进行数值模拟,探讨了叶片倾角对浮选机内流场特征、湍动能和压力分布的影响,分析了不同转速下叶片倾角对Wemco浮选机循环量和功耗的影响。结果表明,叶片倾角对浮选机内流场结构影响较小,但对叶轮旋转区域的轴向速度、湍动能和压差等影响较大。叶片倾角为0°时,流体在叶轮旋转区域的轴向速度、湍动能和压差最大;叶轮循环量和功耗均随着转速的增加而增加,径向叶片比前倾和后倾叶片的循环量和功耗更大。     

基于物联网的矿井瓦斯监测系统设计

介绍了一种针对瓦斯监测工作的需求,用物联网技术的煤矿井下瓦斯监测系统。该系统采用Zigbee无线传感器网络,该网络具有低成本、低功耗、易于维护和组网的特点。系统包括数据采集模块和Zigbee通讯模块。通过系统中的控制中心对整个煤矿井下的运行状况进行监控。     

超声波时差法检测技术在煤矿风速测量中的应用

针对在煤矿高湿、高粉尘复杂环境下,现有矿用风速检测技术难以高精度测量低风速的情况,为实现对煤矿巷道风速0~0.3 m/s区间的高精度测量,克服传感器安装角度对风速测量精度的影响,提出将超声波时差法测风原理应用于煤矿风速测量的新方案。介绍了一种新型超声波传输时间精密测量算法,并优化了超声波立面对射探头结构和低功耗驱动方法。实验结果表明：该超声波时差法检测系统实现了对煤矿风速0~15.0 m/s的高精度测量,能够较好地满足煤矿使用要求,具有良好的经济效益。     

基于Xbee的无线振动信号检测传感器节点设计

针对传统振动测量系统中的布线复杂、设备工作可靠性低和存在无法测量区域等问题,提出了一种基于ZigBee无线通信技术的振动信号检测传感器节点的设计方案。文章概述了无线振动信号传感器节点工作原理,重点阐述了以Xbee模块为核心的射频芯片,采用低功耗微控器MC9S08QG8和数字加速度计ADXL202的硬件电路结构,详细描述了软件架构及实现方法。系统具有较高的可靠性和实用性,功耗低,具有很好的应用前景。