新聞中心

EEPW首頁 > 手機與無線通信 > 設(shè)計應(yīng)用 > 傳感器網(wǎng)絡(luò)的煤礦頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

傳感器網(wǎng)絡(luò)的煤礦頂板壓力監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

作者: 時間:2011-05-05 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  近年來我國煤礦安全事故時有發(fā)生,安全形勢十分嚴峻。在采礦生產(chǎn)過程中最常發(fā)生的就是冒頂事故。冒頂是由于煤礦巖石的穩(wěn)定性差,當強大的地壓傳遞在頂板或兩側(cè)時,使巖石遭受破壞而引發(fā)。為了預(yù)防冒頂事故的發(fā)生,應(yīng)該掌握礦井頂板壓力規(guī)律。通過實時監(jiān)測頂板壓力的變化,可以研究礦井頂板壓力的規(guī)律,從而采取預(yù)防措施,有效地防止事故的發(fā)生[1-2]。

  由于煤礦綜采工作面的環(huán)境比較復雜,巷道內(nèi)有瓦斯、甲烷、煤塵等可燃性氣體,因此設(shè)備必須要防爆、防塵。同時采煤機等一般都是大功率的設(shè)備,在運行和啟停過程中會產(chǎn)生較強的電磁干擾,因此,采用有線方式傳輸信號時,必須做好信號的屏蔽以及遠距離傳輸信號的衰減等問題。無線采用2.4 GHz無線通信方式傳輸數(shù)據(jù),無需復雜的布線,且系統(tǒng)具有極強的抗干擾性。因此,本系統(tǒng)采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點作為頂板壓力數(shù)據(jù)采集的終端,采用無線方式將數(shù)據(jù)傳送到匯聚節(jié)點,匯聚節(jié)點采用有線通信方式將采集到的數(shù)據(jù)通過傳輸接口傳輸至地面的管理監(jiān)控站,實現(xiàn)頂板壓力的實時監(jiān)控。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

1.jpg

  1、無線簡介

  無線[2-3]WSN(Wireless Sensor Net)是指在一定區(qū)域內(nèi)部署一定數(shù)量的具有無線通信與計算能力的微小傳感器節(jié)點,這些節(jié)點通過自組織方式構(gòu)成能根據(jù)環(huán)境自主完成制定任務(wù)的分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點間采用無線通信,通信距離很短,一般采用多跳(multi-hop)方式。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在獨立的環(huán)境下運行,也可以通過網(wǎng)關(guān)連接到互聯(lián)網(wǎng)上,使用戶遠程訪問。WSN是一個動態(tài)的網(wǎng)絡(luò),節(jié)點可以隨處移動,網(wǎng)絡(luò)具有無中心、自組織以及動態(tài)拓撲組織功能等特點。

  2、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點

  傳感器節(jié)點(終端節(jié)點)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本單元,具有數(shù)據(jù)采集、處理以及傳送等功能,本系統(tǒng)中節(jié)點設(shè)計采用TI公司的CC2430作為核心器件。

  2.1 頂板壓力檢測傳感器

  本系統(tǒng)采用GD-307型礦用頂板壓力傳感器,該傳感器是監(jiān)控礦井工作面的頂板壓力變化的專用儀表,能自動將工作面的頂板下沉轉(zhuǎn)變?yōu)闃藴孰娦盘栞斔徒o關(guān)聯(lián)設(shè)備。GD-307輸入電壓為直流9 V~18 V,測量范圍為0~10 MPa,基本誤差為2%,輸出信號為1 mA~5 mA,傳輸距離1 500 m。

  2.2 CC2430簡介

  CC2430[4]是專門針對IEEE802。15。4和ZigBee應(yīng)用而設(shè)計的片上系統(tǒng)(SoC),可以構(gòu)成低成本的ZigBee節(jié)點。CC2430集成了領(lǐng)先的CC2420射頻(RF)收發(fā)器和增強的8051微處理器,32/64/128 KB的閃存以及業(yè)界領(lǐng)先的ZigBee協(xié)議棧。CC2430具有8路輸入8~14 bit模數(shù)轉(zhuǎn)換口,1個802。15。4媒體存取控制(MAC)定時器,一個通用16 bit和2個8 bit定時器,具有極高的接收靈敏度和抗干擾性能。


上一頁 1 2 3 4 下一頁

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉