基于Zigbee技术的煤矿瓦斯报警监控系统设计

针对目前煤矿有线监控系统信号传输的弊端,采用基于Zigbee的无线传感器网络技术,设计一种矿井瓦斯监控系统。实现了矿井的无线实时监控,避免了网络布线,从而降低了设备成本和有线信号传播的干扰,提高了矿井作业的安全性。     

一种低功耗瓦斯传感器在煤矿中的应用

比较了目前矿井中常用的瓦斯传感器的优缺点.介绍与剖析了UL264气体传感器的性能,并对其作为矿井瓦斯传感器进行了探讨.     

无线传感网络在矿井瓦斯监测系统中的应用

在我国煤矿事故中,由于瓦斯爆炸引起的安全事故而造成的人员伤亡和财产损失比例较大,事故的发生与矿井瓦斯气体浓度有关.为了解决矿井瓦斯气体监测点布置制约采矿进度的问题,采用红外甲烷传感器IR12BD为检测器件,JENNIC5319模块为控制与处理器件,构建了无线瓦斯传感监控系统.系统由瓦斯传感节点、井下中心站和井上上位计算机组成,中心站实现检测数据的发送及参数动态设定,通过上位计算机实时掌控节点状态,实现传感器数据的动态调整及修正.系统能够减少事故的发生,有效的保护财产和生命安全.     

基于ZigBee的无线信号采集传输系统的研究

设计了一种主要用于矿井瓦斯气体浓度监测的数据采集与无线传输系统.此系统利用CC2430无线收发模块实现数据的采集和传输的无线化,现场的终端节点和路由节点采集数据并通过逐级跳转的方式把数据传送到协调器,协调器通过RS232串行口与PC机进行通信,以实现对设备的无线智能监控.     

基于ZigBee技术的瓦斯气体浓度红外探测警报系统

针对当前甲烷传感器技术普遍存在的问题,以及检测条件受环境因素制约大,甲烷浓度检测不标准,操作繁琐等状况,给出了一种基于红外吸收光谱技术来测量矿井内瓦斯气体浓度的设计方案和实现方法.采用依据气体分子红外选择性吸收理论的传感器,由差动放大电路将微弱信号放大,通过CC2530模块进行数据处理,并将数据无线传输到监控中心,最终实现瓦斯浓度超标后的报警功能.     

煤矿瓦斯无线监测技术研究现状及发展趋势

首先,简要介绍了近两年我国瓦斯事故状况。然后,介绍了无线传感器网络及其在瓦斯监测方面的研究。最后,指出了瓦斯无线监测网络的发展趋势。     

浅析基于ZigBee煤矿安全监测系统传感器设计

瓦斯、一氧化碳的浓度、温度以及湿度等因素在很大程度上影响着矿井的生产。因此,只有将这些环境信息及时监测,才能保证矿井工作环境的安全。为了对矿井系统研究,提出了采集终端节点的设计,包括瓦斯传感器应用电路设计,温度传感器应用电路设计和一氧化碳传感器应用电路设计。     

矿井瓦斯监测多传感器信息融合模型

分析了矿井瓦斯监测中存在的对传感器的影响因素多等单个传感器本身所不能解决的问题,提出了利用多传感器信息融合技术来增加系统的信息利用率、提高整个系统的精度、可靠性和容错能力的方法。在讨论矿井瓦斯监测的信息源的基础上,确定了瓦斯监测多传感器信息融合的结构模式,利用状态空间方法对此结构模式进行了描述,建立了瓦斯监测系统多传感器信息融合的状态空间模型。采用人工智能方法,建立了多传感器信息融合的模糊神经网络算法模型,实验结果表明,该模型是有效的。     

基于红外吸收原理的无线瓦斯巡检仪

针对传统光学瓦斯检定仪存在的量程范围小、测量精度低、不具备数据传输功能等问题,根据红外吸收气体检测原理研制一种无线接入式瓦斯巡检仪。该仪器硬件结构由红外瓦斯传感器、控制单元、LCD显示器、声光报警电路、功能键盘电路、时钟电路、无线通信模块和电源模块等部分组成,无线通信采用半双工模式的无线通信协议。实验结果表明,该瓦斯检巡仪量程为0～10％,检测精度为0．0l％,井下通信距离可达120m。它提高了瓦斯检测的量程和准确性,实现了数据的无线传送,为瓦斯巡检员远程作业定位管理系统的构建奠定了基础。     

面向矿井安全监测的无线传感器网络设计

无线传感器网络是矿井安全监测的一个新兴热点应用技术,但矿井巷道的特殊性使得无线传感器节点的部署成为值得研究的难点.本文根据巷道的主要特征,对几种典型巷道分别说明了网络传输的转发策略.通过实验测试,采用增强网络转发策略的节点部署可以有效提高网络传输的可靠性.研究结果对矿井监测的无线传感器网络部署具有一定的指导意义.     

基于混沌小生境狼群算法的高密度无线传感器网络高能效分簇方法

无线传感器网络节点能量通常由能量有限的电池供应,如何在对节点进行分簇的同时减小通信能耗是研究中的一个重要问题。提出了一种基于混沌小生境狼群算法的高密度无线传感器网络能量高效分簇方法,通过智能选取簇头位置来降低无线传感器网络的单轮通信能耗。在不同节点数和簇头比例的条件下,分别采用了粒子群算法、量子遗传算法、模拟退火算法和混沌小生境狼群算法进行了无线传感器网络分簇。仿真结果表明,基于混沌小生境狼群算法的无线传感器网络分簇能够有效降低无线传感器网络的整体单轮通信能耗和平均节点通信能耗,有效提升了能量利用效率。     

煤矿瓦斯监控系统传感器硬件设计

本课题中所研究的智能瓦斯传感器解决了催化元件在高浓度瓦斯环境中出现高温烧结的问题,使瓦斯检测的稳定性、响应速度、量程、使用寿命等参数指标极大地优于传统的电桥检测方法,具有一定的理论意义和很大的实用价值。将这种新型的瓦斯传感器应用于煤矿安全监测监控系统中,可以连续的测量矿井瓦斯浓度,为煤矿安全生产提供了有力的保障。     

多总线接口无线传感器网络节点

为了实现异构无线传感器网络节点之间的互联通信,从总线设计的角度,提出一种多总线接口无线传感器网络节点的设计方案,以通用高速的USB和ethernet总线作为接口,在传感器节点上灵活挂载多种射频模块等设备,并配置相应的软件协议栈,实现软硬件即插即用的可异构化节点.以USB 2.0总线为例.将蓝牙通信模块挂载到传感器节点的母板模块.将传感器节点异构为具有蓝牙通信接口的无线传感器网络节点.设计结果表明:多总线接口无线传感器网络节点的通信速率不受总线速率制约,扩展性强于普通节点,便于实现支持异构的传感器节点和功能强大的传感器节点.     

基于FDMA点对多点通信在无线传感器网络中的设计与实现

无线传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域,因其巨大的发展前景而受到学术界和工业界的高度重视.文中介绍了IEEE 802.15.4标准和FDMA通信原理,分析了无线传感器网络中星型网络的形成和点对多点通信程序设计的思路,并设计实现了无线传感器网络中点对多点的通信.     

基于能量迭代模型和蜂群优化的异构无线传感器网络节能分簇路由算法

针对无线传感器网络节能分簇路由通信时存在数据传输节点死亡数量较多、传输能耗输出较大的问题,提出一种基于能量迭代模型和蜂群优化的异构无线传感器网络节能分簇路由算法.首先构建网络通信能耗模型,以缩减能耗为目标结合差分蜂群算法及时优化网络节点分布;然后基于网络节点分布优化结果,制定异构无线传感器网络节能分簇方法,使用能量迭代选簇方法确定簇头,获取簇头半径完成异构无线传感器网络的通信节点节能分簇;最后设定通信簇头节点与基站之间的距离,确定节点通信时的路由等级,并结合多跳的路由通信方式,实现异构无线传感器网络的节能路由通信.实验结果表明,利用该方法进行网络节能分簇路由通信时,数据传输节点死亡数量最多为22个,节点传输最大能耗为21 nJ/bit,表明该方法节点通信节能效果较好.     

基于井下安全的嵌入式SIP终端研究与设计

根据目前矿井的安全状况和实际需要,文章设计了一种基于嵌入式Linux的SIP通信终端。该终端利用SIP协议的软电话模型,在基于ARM的嵌入式平台上结合了WIFI无线局域网技术和VoIP语音处理技术,实现了井下的实时语音通话,同时扩展并实现了井下瓦斯的动态检测功能。实验结果表明,本终端功能合理、低功耗、便携性,在提高井下通信和安全等方面具有良好的应用前景。     

新型瓦斯浓度测定系统

为了数字化监控矿井瓦斯浓度,研制了一种基于高性能ATmega8单片机的矿井瓦斯浓度测定系统,介绍了瓦斯浓度测定系统的信号采集原理和设计程序.系统通过实时采集瓦斯浓度传感器的变换电压,将其数字化为实际瓦斯浓度值,并经远程数据传送模块将数据传送到井上计算机监测平台进行处理.试验结果表明,该系统可以安全准确地采集瓦斯浓度数据和及时处理瓦斯浓度信号,具有瓦斯浓度状况监测、历史记录数据查询和数据分析等多种功能.     

物联网之无线传感器网络自组织算法

随着各种通信技术的发展,物联网将在下一代通信网络得到长足的发展和大规模的应用,其中无线传感器网络是组成物联网的一个重要部分,对无线传感器网络的研究,特别是对无线传感器网络能耗方面的研究是目前的一项研究热点。本文提出的一种面向能耗控制的自组织算法DEEC就是解决无线传感器网络能耗问题,提高网络寿命的一种算法。     

煤矿井下长巷道瓦斯传感器间距设计

为了解决瓦斯传感器空间布设位置标准问题,为煤矿安全的规范提供理论依据,采用了理论推导和示例相结合的方法,研究了瓦斯涌出源稳定情况下,依据相似原理求出了瓦斯与空气的混合距离.结果表明:巷道瓦斯平均浓度与风速、巷道截面积、瓦斯涌出强度、传感器间距之间存在一定的函数关系,矿井监控系统所需要的最短响应时间是目前迫切需要解决的问题.该成果对提高瓦斯监控系统运行效率,节省经济成本,有着重要的参考价值和指导意义.     

ZigBee技术在井下瓦斯浓度监测中的应用

为解决传统煤矿企业井下瓦斯浓度统监测系统维护困难,布线复杂等问题,设计了一种基于JN5121的无线瓦斯监测系统.系统采用瓦斯浓度传感器和ZigBee无线传输系统,使用周期性工作、间隔休眠模式.整个网络采用树型拓扑结构,设置协调器、路由器、采集节点三级结构.系统能够对瓦斯浓度进行有效监测,其结构灵活、扩展性强、低功耗.