低功耗煤矿无线监测系统的设计与实现

针对煤矿井下巷道的特点和无线监测系统应用的特殊性,提出一种低功耗煤矿无线监测系统的设计方案,并建立了测试平台进行方案验证。通过研究系统的组网机制、低功耗设计、同步机制、路由机制和工作机制,给出了以ZIGBEE协议的CC2530为核心低功耗无线传感器节点和无线网关的设计方案。无线传感器节点连接各类传感器探头,周期性地采集、处理和上传环境参数数据;无线网关连接以太网串口数据转换模块接入以太环网,将无线传感器节点上传的数据发送至监控中心。测试表明,该系统具有良好的扩展性、灵活性和快捷性。     

基于低功耗无线传感器网络的煤矿井下环境监测系统设计

针对现有煤矿井下环境有线监测方式成本高、接线复杂的问题,提出将低功耗无线传感器网络技术应用于井下监测系统,设置多个传感器节点采集多种数据,各节点以无线方式传输数据,提出改进型基于地理位置的路由协议构成MESH结构自组织网络,系统低功耗运行实现远程监测。该系统具有通信距离远、成本低、使用灵活、数据测量准确、抗干扰、使用寿命长等优点。     

面向选煤厂振动设备监测的MEMS无线传感器振动节点设计

为监测选煤厂设备振动信号,设计了一种振动信号检测的MEMS无线传感器节点。该节点采用加速度传感器获取振动信号,进行了高速数据存储器设计;采用集成射频通信的CC2430模块,实现数据无线传输和模数转换处理;分析了节点低功耗设计方案;设计了电源和备用电源。最后给出了软件设计流程图。从整体上实现了对振动节点的硬件软件设计。该节点的实现为构建基于无线传感器网络的振动信号监测系统奠定了基础。     

基于Wi-Fi的瓦斯监测节点设计

针对我国目前煤矿瓦斯监测系统存在的问题,根据甲烷报警仪的具体要求,设计了一种基于Wi-Fi无线传感器网络的瓦斯浓度监测节点。该节点采用低功耗Wi-Fi模块GS1011,可无线发送信号,瓦斯传感器可将煤矿井下瓦斯浓度转化为电信号。该设计适用于煤矿瓦斯监测,为煤矿安全生产提供一定的保障。     

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。     

无线传感器网络在煤矿瓦斯监测系统中的应用

在研究设计无线传感器网络节点设备的基础上,提出了一种基于Z igBee的煤矿瓦斯监测系统设计方案。     

矿井低功耗无线Mesh网络设计与实现

针对煤矿井下巷道的特点和矿井无线Mesh网络的应用特殊性,提出了一种矿井低功耗无线Mesh网络的设计方案。根据该网络拓扑结构特点和应用场景,重点研究了时间同步技术,以及低功耗机制和数据通信等关键技术。测试表明,该网络组网灵活、安装快捷、通信可靠,在煤矿井下无线监测和无线传输领域有着较高的推广应用价值。     

基于无线传感器的煤矿环境实时监测系统

根据煤矿井下环境监测要求,设计了一套基于无线传感器的煤矿井下环境监测系统,克服了有线网络的局限性。该系统利用无线终端节点实时采集煤矿井下环境参数,并利用协调器节点将数据上传至ARM服务器。该系统可以远程通过Internet方式访问服务器,对煤矿井下环境参数进行查询访问和实时发出报警信号。实验结果表明,该系统数据传输正确、可靠,同时具有构建简单、便于扩展、实时性好、可靠性高以及耗能低等优点。     

无线传感器网络体系结构和网内信息融合的算法研究

无线和有线相结合的煤矿安全监测系统已被提出并在煤矿监测系统使用,其中无线监控系统中无线传感器网络由大量冗余的传感器节点组成.本文提出建立无线传感器网络信息融合层,并介绍了在无线传感器网络网内的信息融合算法.利用无线传感器网络网内信息融合技术来降低网络的冗余数据,减少通信,提高网络生命周期,提高系统的效率,大大改善煤矿的安全水平.     

基于LoRa与HMM的煤矿安全监测系统设计

针对煤矿生产开采中的安全问题,设计了基于LoRa技术与隐马尔可夫模型(HMM)的煤矿安全监测系统。该系统通过构建基于LoRa技术的无线传感网络以及利用带有数据预处理能力的边缘节点,实现对煤炭开采过程中井下作业环境的安全监测数据收集处理。由于监测环境复杂多变且易产生大量数据,网络带宽不足和通信延迟成为急需处理的问题。系统利用边缘节点,应用边缘计算模型,使用HMM进行检测数据处理,再将优化处理后的数据进行上传,从而实现系统低功耗、低延时、高数据传输率的监测效果。     

网格型煤矿监测无线传感器网络设计与实现

针对矿井巷道局部监测无线传感器网络规模较大的情况,提出一种网格型煤矿监测无线传感器网络。设计了网络的拓扑控制机制、路由机制和冲突避免机制,开发了无线传感器节点,设计了无线传感器网络自动监测工作方式。模拟矿井巷道环境对系统进行了试验,试验效果良好。     

基于能量自给的煤矿无线监测网络的研究与设计

针对煤矿井下矿用无线传感器的电池使用寿命有限、更换困难的问题,提出一种基于能量自给的煤矿无线监测网络的设计方案,将巷道中风流的风能转换为电能,以供矿用无线传感器使用。重点研究了低功耗技术和数据融合技术,降低矿用无线传感器平均功耗,即使巷道长时间风力较弱或无风,矿用无线传感器仍能正常工作一段时间。该网络组网灵活、安装快捷、维护方便,对煤矿安全监测网络及系统的应用起到重要作用。     

基于Zigbee技术的煤矿安全监测系统设计

当前煤矿安全事故频发,成为社会关注的热点问题。当前的监测系统大多基于有线网和固定传感器技术,存在监测盲区。提出基于Zigbee技术的节点可移动无线传感器网络煤矿安全监测系统设计方案。设计了其总体结构,详细设计了系统的无线传感器网络部分,包括节点硬件设计,节点软件开发环境介绍,协调器节点、路由节点、终端节点软件设计。系统实施对预防煤炭安全事故有着重要的现实意义。     

基于ZigBee和LabVIEW的矿井瓦斯监测系统设计

针对传统煤矿瓦斯监控系统的不足,提出了一种采用ZigBee无线传感器网络与虚拟仪器技术相结合的煤矿瓦斯监测方案,采用ZigBee无线通信技术构建无线传感器网络,利用LabVIEW 2009作为开发环境,设计出上位机监测系统软件。通过实验验证,该系统具有可行性、良好的稳定性、低功耗、易于维护等特点。     

基于无线传感器网络的采煤机状态监测与网络查询系统

针对采煤机数据传输距离远、布线不易、难于实时监测等问题,设计了基于无线传感器网络的采煤机状态监测系统。通过无线采集节点对采煤机的状态信息进行采集,数据传输节点将数据传输到信息处理终端进行处理、本地LCD显示并通过以太网将数据上传至监测主机,实现监测信息的网络查询。本系统对实现综采面的自动化、信息化具有一定的实际应用价值。     

基于SmartMesh IP无线传感网络的低功耗无线压力传感器设计

现阶段在无线顶板压力监测系统中,无线压力传感器存在整机功耗高、电池更换频繁的缺点,且大多需要由本安电源供电的中继器安装在液压支架间进行数据中继,从而不能真正意义上解决有线方式中存在的传输线易被砸断、维护困难的问题。基于此,提出了一种基于SmartMesh IP无线传感网络的低功耗无线压力传感器设计方案。该方案中传感器由内置一次性锂电池供电,每个传感器都具有路由功能,无需专门的中继器进行中继传输数据且具有低功耗、数据传输可靠性高的特点。从而实现真正意义上的无线传输,解决了无线压力传感器的现存问题。     

一种新型矿用无线顶板位移在线监测系统的设计

针对煤矿井下巷道和工作面顶板位移不能方便、准确、实时在线监测的问题,设计了一种采用无线传输的新型顶板位移在线监测系统。该系统以智能传感器为基础,利用ARM CortexM0+作为核心处理器,采用Wave Mesh低功耗无线自组网技术进行数据传输,实现对井下顶板位移的在线监测。主要阐述系统的工作原理,给出无线传感器的硬件电路和软件设计流程。实际应用表明,该系统数据可靠,运行稳定。通过对顶板位移数据的采集、处理和判断,为煤矿井下安全生产提供可靠的决策依据,同时也可并入其他网络组成更大的系统来满足复杂监测控制的需求。     

基于无线传感器网络的煤矿流量监测监控系统设计

为满足煤矿流量监测监控的需要,应用流量传感器和AVR单片机,开发了一种基于无线传感器网络的智能化流量传感器系统。着重介绍系统的硬件和软件设计,给出了测试结果。实验表明,该系统具有高精度、高可靠性、低功耗的特点,有效地实现了对煤矿流量的实时监测与监控。     

基于无线传感器的煤矿井下有害气体安全监控系统

为避免煤矿井下有害气体浓度超标引发的安全事故,设计基于无线传感器的煤矿井下有害气体安全监控系统。利用无线传感器节点采集煤矿井下各类有害气体数据,使用汇聚节点聚集并打包采集的数据,并传输到应用层,关联分析法根据接收到的有害气体数据实现煤矿井下有害气体安全监控。实验结果表明：该系统的煤矿数据采集和无线传感器节点平均能耗较为理想。     

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。