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基于无线传感网的矿井环境监测系统设计
资料介绍
随着国家对煤矿安全生产日益重视,研究新型技术保证煤矿安全生产成为关注热点。矿井监测系统在采掘巷道采用有线传输方式存在的局限性一是采掘过程中巷道结构不断变化导致线缆同步延伸麻烦、成本高,二是对移动机械设备和一些特殊角落难以布置监测节点实现矿井全方位监测。由于ZigBee无线通信技术具有低功耗、低成本、应用简单等特点,本文设计了基于ZigBee技术的矿井环境监测系统。
本文深入分析了矿井结构、主要灾害因素、监测系统需求、国内外研究现状及发展趋势,提出了基于ZigBee技术的矿井环境监测系统方案。本文详细分析了该系统的结构和功能原理,采用在井下主巷道RS-485有线通信和采掘巷道ZigBee无线通信相结合的网络结构,ZigBee采用网型网络拓扑结构,井上部分上位机和井下监测节点采用标准的Modbus协议进行通信,上位机采用 LabView进行数据接收、存储和显示。
实现了监测节点的硬件设计,包括结构模块组成、硬件选型以及各模块具体设计,处理器模块采用STM32,ZigBee无线通信采用顺舟科技公司的ZigBee无线通信模块SZ05。编程实现了监测节点驱动各传感器检测环境信息过程。本文制定了监测系统的通信方式以及各节点的通信功能,确立了监测系统的ZigBee无线通信实现过程,制定了Modbus协议并对监测节点处理器STM32编程和上位机Labview编程实现了Modbus协议的通信过程。
最后制作了试验系统对矿井环境监测系统的功能实现以及采集数据准确可靠性进行了测试,测试结果显示该系统能够实时准确显示环境监测信息,运行稳定可靠,证实了该方案可行,满足矿井环境监测的需求。
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