【摘要】：近年來,國內(nèi)煤礦事故發(fā)生越來越頻繁。煤礦事故多數(shù)發(fā)生于地下煤礦,旦事故發(fā)生,煤礦原有的通信系統(tǒng)將可能失效,這將極大地阻礙礦難發(fā)生后井下的救援工作。目前,我國井下應急救災通信設備僅能提供語音或簡單數(shù)據(jù)信息,無法全面反映災害區(qū)域的實際情況。本文正是基于這樣的背景,依托于國家科技支撐計劃課題“基于Mesh網(wǎng)絡井下可視化無線救災通訊技術與裝備”(2013BAK06803),提出建立一套有效、可靠的井下無線應急救災通信系統(tǒng),并完成了其中的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)設計。根據(jù)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡需求,本文設計了井下應急救災無線Mesh網(wǎng)絡。描述了無線Mesh網(wǎng)絡的基本現(xiàn)狀,選擇無線Mesh網(wǎng)絡為最適合的井下無線應急救災通信網(wǎng)絡。在此基礎上,對無線Mesh網(wǎng)絡的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡設備也進行了測試和分析,最終選擇最合適的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡設備。根據(jù)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件的詳細開發(fā)需求,利用VC++6.0開發(fā)工具使用C++語言開發(fā)了環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件,對軟件中的各部分模塊進行了詳細介紹。煤礦井下環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是在實驗室已有的環(huán)境探測器終端的基礎上,實驗室獨立自出地開發(fā)了擁有諸多功能的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件。該系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上分為串口通信模塊、主窗口模塊、定位故障節(jié)點模塊以及預警模塊。串口通信模塊主要負責與井下環(huán)境探測器之間的串口通信,以及對獲取后的氣體數(shù)據(jù)抽離、進制轉(zhuǎn)換處理。主窗口模塊一方面對接收的氣體數(shù)據(jù)進行可視化,同時將八種氣體數(shù)據(jù)實時動態(tài)顯示；另一方面,由于控制臺主機硬盤大小限制,周期性將數(shù)據(jù)上傳至遠程服務器。定位故障節(jié)點模塊主要用于在實際應急場景或測試中快速定位出現(xiàn)故障的無線Mesh節(jié)點。預警模塊實現(xiàn)的是提前3秒鐘預測井下環(huán)境參數(shù)的值以及預警處理,進而為救援人員爭取更多的寶貴時間。在本文的最后,對煤礦井下應急救災“一體化”軟件平臺所基于的無線Mesh網(wǎng)絡進行了網(wǎng)絡綜合性能測試以及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)性能綜合測試。無線Mesh網(wǎng)絡的網(wǎng)絡綜合測試選擇在北京大運河森林公園,通過對網(wǎng)絡的帶寬、傳輸時延以及場強等網(wǎng)絡性能指標進行測試和統(tǒng)計分析。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)性能測試地點選擇在北京交通大學校園內(nèi),測試主要內(nèi)容為環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的各個模塊的性能測試。以上各部分共同完成了環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD76;TN929.5

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本文編號：2772697