本文選題：無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)　切入點(diǎn)：受限空間電磁波　出處：《中北大學(xué)》2013年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：煤礦安全生產(chǎn)和管理是項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其中有效的安全防御監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是其重要的組成部分，它在礦井安全生產(chǎn)方面起著決定性的作用。本文基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，研究和分析了用于煤礦安全井下人員定位和瓦斯監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)，在此基礎(chǔ)上建立了基于CC1110的井下SimpliciTI無(wú)線監(jiān)測(cè)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及紅外吸收型瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。具體有以下幾個(gè)方面工作： 首先以波導(dǎo)理論為基礎(chǔ)詳細(xì)分析了電磁波在矩形和拱形巷道中的傳輸特性，分析了巷道中各參數(shù)對(duì)電磁波傳輸?shù)挠绊憽?系統(tǒng)分析了瓦斯?jié)舛葯z測(cè)技術(shù)，礦井人員定位技術(shù)及無(wú)線通信中的幀同步技術(shù)，為煤礦安全防御無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及紅外吸收型瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立提供了技術(shù)支撐。 針對(duì)當(dāng)前煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在檢測(cè)范圍小、擴(kuò)展困難的情況，提出了一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的新型煤礦安全與預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該方案采用了射頻芯片CC1110作為無(wú)線傳感器的核心，結(jié)合SimpliciTI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與外圍極少數(shù)元件搭建了射頻片上系統(tǒng)（SoC）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)具有傳輸距離遠(yuǎn)、可移動(dòng)、通信穩(wěn)定等特點(diǎn)，基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦區(qū)環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和報(bào)警。 基于氣體紅外光譜吸收原理，設(shè)計(jì)了一款電調(diào)制非分光技術(shù)的紅外瓦斯檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用單光路雙波長(zhǎng)技術(shù)，以紅外LED光源IRL715防塵防水的吸收氣室和熱釋電探測(cè)器件LIM-262組成光學(xué)探頭，利用有源濾波和差分放大電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制，采用二項(xiàng)式擬合瓦斯?jié)舛龋妷宏P(guān)系曲線，，實(shí)現(xiàn)了對(duì)瓦斯?jié)舛鹊木_探測(cè)。
[Abstract]:Coal mine safety production and management is a complex system engineering, in which effective safety defense monitoring system is an important part of it, and it plays a decisive role in mine safety production. This paper studies and analyzes the key technologies used in coal mine safety underground personnel positioning and gas monitoring. On this basis, the underground SimpliciTI wireless monitoring sensor network system based on CC1110 and the infrared absorption gas monitoring system are established. Based on the waveguide theory, the transmission characteristics of electromagnetic waves in rectangular and arched roadways are analyzed in detail, and the influence of various parameters on the transmission of electromagnetic waves is analyzed. The gas concentration detection technology, mine personnel location technology and frame synchronization technology in wireless communication are systematically analyzed, which provides technical support for the establishment of wireless monitoring system for coal mine safety defense and infrared absorption gas monitoring system. In view of the situation that the detection range is small and the expansion is difficult in the current coal mine monitoring system, A new design scheme of coal mine safety and early warning system based on wireless sensor network is proposed, in which RF chip CC1110 is used as the core of wireless sensor. Combined with SimpliciTI network protocol and a few peripheral components, a RF on-chip system is built. The experimental results show that the nodes in the network have the characteristics of long transmission distance, removable, stable communication, etc. The automatic monitoring and alarm of environmental parameters in mining area are basically realized. Based on the principle of gas infrared absorption, an infrared gas detection system based on electrically modulated non-optical technology is designed. The optical probe is composed of an infrared LED light source IRL715 dust proof and waterproof absorption chamber and pyroelectric detector part LIM-262. The signal modulation is realized by using active filter and differential amplifier circuit. The binomial fitting curve of gas concentration voltage relationship is used to fit the relationship between gas concentration and voltage. The accurate detection of gas concentration is realized.
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TD76;TD712

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1604543