基于无线射频通信的多功能瓦斯报警矿灯的研制

针对目前瓦斯报警矿灯的报警信号不能被监控中心获取及井下固定瓦斯探头检测范围小、移动性差的问题,文章提出了一种具有瓦斯超限信号无线传输功能的多功能瓦斯报警矿灯的设计方案,详细介绍了该矿灯的硬件与软件设计,给出了无线射频通信方案及其关键技术。现场试验表明,该矿灯在井下环境的无线通信距离可达160 m,弥补了定点瓦斯监测的不足,确保了煤矿安全生产。     

基于嵌入式实时操作系统的智能矿灯设计

针对目前煤矿矿灯功能单一,无法感知井下环境参数,未能和地面构成双向实时通信网络的问题,设计了基于嵌入式实时操作系统的智能矿灯。该智能矿灯以STM32芯片为主控核心,利用温度传感器、瓦斯传感器和加速度传感器分别采集环境温度、瓦斯浓度及人员运动状态;通过NRF24L01无线通信模块读取井下定位与物资标签状态,获取人员位置与物资信息;通过WiFi将数据上传到地面服务器进行显示和存储。该智能矿灯还具有手动报警与自动报警功能,上位机可下发信息,实现井下与地面的双向通信。测试结果表明,该智能矿灯性能稳定可靠,实时性高,操作方便。     

基于ZigBee的瓦斯监测系统研究

针对传统的瓦斯监测方法的不足,提出了一种采用ZigBee技术的瓦斯监测系统。分析了瓦斯浓度恒温检测方法的原理,根据检测原理设计了瓦斯信号采集终端装置,采用ZigBee模块组建了无线通信网络,实现了对井下瓦斯含量的实时监测,当瓦斯浓度超限时会及时报警并短信通知管理人员。试验测试发现:该系统的瓦斯检测精度高,数据传输可靠,具有很强的实用性。     

锂电矿灯智能充电管理系统设计

针对传统的铅酸蓄电池矿灯充电完全靠人工管理而存在管理效率低、取灯和还灯用时长、充电状态无法监控、不便于查询等问题,设计了基于STM32F107的锂电矿灯智能充电管理系统,介绍了智能充电接口的软硬件设计。智能充电接口使用锂电池专用充电管理芯片BQ24272实现对充电过程的管理,具有较宽的直流输入范围,可适应各种型号的充电架,实现了矿灯在架检测、充电控制、充电信息检测、充电信息更新、故障报警、实时显示以及与上位机通信的功能。     

基于WiFi的语音矿灯设计

针对现有矿灯大多只具有照明、定位、环境感知等功能,没有语音对讲功能的问题,设计了一种基于WiFi的具有语音对讲功能的语音矿灯。该语音矿灯以工业以太环网和WiFi网络为传输平台,采用VoIP语音通信技术实现语音播放、音频采集、与调度台对讲功能;通过音频编解码芯片实现语音模拟信号与数字信号的转换,采用UDP协议将信号传输至调度台,完成语音数据的双向传输,实现语音对讲和矿灯照明一体化。详细介绍了语音对讲功能实现的关键技术:音频数据的编码格式和缓存管理、语音数据的可靠传输机制,用于确保语音播放的准确性;WiFi模块与微控制器STM32L151的低功耗休眠技术,用于降低语音矿灯平均电流,延长工作时间。测试结果表明:该语音矿灯能够满足调度台与井下工作人员之间的语音对讲需求,与WiFi基站通信距离可达400 m,与调度台之间的对讲传输时延小于1 s,语音矿灯之间的组播传输时延小于3 s;语音矿灯对讲时平均电流小于70 mA,空闲时平均电流小于5 mA。     

新型瓦斯报警矿灯

<正> 镇江煤矿专用设备厂与煤山矿灯厂最近在原矿灯上配置瓦斯报警器。这样,矿灯除用以照明外,当井下瓦斯浓度超限1%时,无需操作,灯头就会发出闪光自动报警。这种KSW-8A1型瓦斯报警矿灯重     

ZigBee无线传感器网络在瓦斯监测系统中的应用

为了提高矿井下瓦斯检测系统的安全性和稳定性,采用了基于ZigBee的无线通信技术和基于DEEH算法的无线传感器网络,以CC2430为传感器节点,设计了瓦斯浓度监测系统。实验结果表明,该系统完全符合瓦斯浓度监测的要求,可以有效地减少事故的发生,降低人员的伤亡.     

红外瓦斯无线传感检测系统设计与实现

针对煤矿瓦斯测量精度问题,在研究矿井瓦斯检测技术的基础上,基于红外光谱吸收原理,采用无线传感网络技术,设计了红外瓦斯无线传感检测系统,该系统采用差分检测技术,利用数据拟合解调出出瓦斯浓度,并利用ZigBee无线网络技术组建检测网络,实现了矿井瓦斯浓度的精确探测;实验结果表明,通过对11组数据进行测量和比较,红外瓦斯无线传感网络检测系统的平均绝对误差为0.091%,实现了瓦斯浓度的全量程精确检测,具有探测灵敏度高、测量误差小、传输距离远和组网灵活等优点,能够满足矿井瓦斯浓度检测的需求,具备了实用基础。     

基于ZigBee-GPRS技术的无线传感网络

结合ZigBee和GPRS技术,提出了一种基于二者优势互补的无线传感网络系统实现方案。该方案综合ZigBee技术在短距离、低功耗无线通信和GPRS网络远程数据传输的优势,利用具有ZigBee收发功能的芯片MC13192设计多种类型传感器节点、具有GPRS通信功能的芯片GR47设计ZigBee-GPRS网关,实现了多种参数的实时与远程监控。其技术具有广阔的应用前景。     

煤矿井下精确定位系统研究

针对现有基于RFID,ZigBee,WiFi等技术的煤矿井下人员定位系统定位精度较低的问题,提出了融合可见光通信和惯性导航系统的煤矿井下精确定位系统。该系统以煤矿井下LED照明灯作为LED可见光定位基站,利用智能信息矿灯内置CMOS摄像头接收可见光信号进行定位,利用智能信息矿灯内置加速度传感器和陀螺仪数据进行时间积分得到井下人员运动轨迹和方向,并通过智能信息矿灯识别LED可见光定位基站的ID编码信息重新定位来修正惯性导航数据,从而实现精确定位。在煤矿井下布置8个LED可见光定位基站,通过5台智能信息矿灯以正常速度移动来测试系统定位精度,结果表明系统定位误差小于1m,满足煤矿井下人员定位精度要求。