無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤礦安全監(jiān)控中的應(yīng)用研究.pdf

1、中國能源需求的67％來源于煤炭,煤炭的正常供應(yīng)在2008年抗冰救災(zāi)中發(fā)揮了舉足輕重的作用,為國民經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展提供了可靠保障。近年來由于煤礦開采造成的各種煤礦事故仍然居高不下,給國家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。為了滿足國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要,在大力發(fā)展煤炭開采的同時(shí),煤礦安全正成為全國工業(yè)安全生產(chǎn)工作的重中之重。研發(fā)預(yù)防煤礦安全事故的安全監(jiān)控系統(tǒng)已是當(dāng)務(wù)之急。
　　本課題以改變當(dāng)前國內(nèi)落后的煤礦安全監(jiān)控技術(shù)現(xiàn)狀,解決煤礦安全監(jiān)控中

2、遇到的困難和難題為目標(biāo),利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤礦安全監(jiān)控中的優(yōu)勢,突破傳統(tǒng)的監(jiān)控方法和思路,以高科技、新技術(shù)、低成本提高科學(xué)監(jiān)控水平,為煤礦安全監(jiān)控提供可靠科學(xué)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。通過分析和比較,論文課題選用JN5121作為硬件平臺,完成面向煤礦安全監(jiān)控的多功能便攜式無線傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和基站傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),主要包含電源管理、信號采集、無線通信、LED顯示等模塊。人員定位算法設(shè)計(jì)是煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié),在三邊測距定位的基礎(chǔ)上,根據(jù)煤礦井

3、下人員定位的特殊性,論文提出了簡單適合工程應(yīng)用的四邊測距質(zhì)心加權(quán)定位算法,仿真結(jié)果表明采用質(zhì)心加權(quán)的方法提高了定位精度,并在辦公室環(huán)境下對算法進(jìn)行了測試,測試結(jié)果進(jìn)一步證明了算法根據(jù)距離加權(quán)的正確性,達(dá)到人員定位的精度要求。最后完成了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),主要包括數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)和低功耗設(shè)計(jì)分析,分析表明,讓終端設(shè)備適當(dāng)?shù)倪M(jìn)入休眠模式大大的降低了系統(tǒng)的功耗,使用一對普通的電池可以使其工作近一個(gè)月時(shí)間。最后對系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)據(jù)傳輸測試和煤礦井下通信距離

4、測試,測試結(jié)果表明,本系統(tǒng)可以在煤礦井下長距離通信并實(shí)現(xiàn)對礦井環(huán)境參數(shù)的采集和傳輸,達(dá)到煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控的全面要求。
　　本設(shè)計(jì)將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)了煤礦井下環(huán)境參數(shù)的采集和傳輸,人員位置的監(jiān)控,達(dá)到了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控目標(biāo),徹底解決了傳統(tǒng)RFID監(jiān)控技術(shù)通信距離受限瓶頸、人員難以精確定位等一系列技術(shù)難題,具有一定的創(chuàng)新性和實(shí)用性,將帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,對開拓?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用新領(lǐng)域以及研究煤