本文關(guān)鍵詞：礦用無線多參數(shù)傳感器設(shè)計(jì)的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：安全一直是煤礦生產(chǎn)的核心內(nèi)容。我國煤礦安全事故時有發(fā)生,造成了巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,安全生產(chǎn)是煤炭行業(yè)的迫切需求。煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)可以在煤礦安全生產(chǎn)中發(fā)揮巨大的作用,其中對煤礦井下環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測更是重中之重。在現(xiàn)有的煤礦環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)中,主要通過有線或者單一無線協(xié)議進(jìn)行通信。在采用有線通信的監(jiān)測系統(tǒng)中,采集節(jié)點(diǎn)的布置受限于通信線纜,不便于靈活安放,此外新增加的線纜不僅成為了礦井中新的隱患,還何有可能在井下嚴(yán)苛的工作條件下發(fā)生故障；在采用單一無線協(xié)議通信的監(jiān)測系統(tǒng)中,絕大多數(shù)選擇ZigBee技術(shù)作為傳輸方式,但煤礦井下特殊的空間結(jié)構(gòu)非常不利于長距離無線通信,采用ZigBee技術(shù)進(jìn)行通信只能采取單鏈、中繼的方式,中繼節(jié)點(diǎn)通信壓力大,嚴(yán)重影響使用壽命,且非常容易由于單個中繼節(jié)點(diǎn)的故障導(dǎo)致整個系統(tǒng)的失效。同時,ZigBee作為一種低速率的無線通信技術(shù),單個節(jié)點(diǎn)難以承受整個煤礦井下所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)流,并且限制了高傳輸速率功能的擴(kuò)展。針對這些問題,設(shè)計(jì)了一種依托井下工業(yè)以太網(wǎng),結(jié)合ZigBee與WiFi無線技術(shù),集成采集煤礦井下多種環(huán)境參數(shù)的煤礦混合無線網(wǎng)絡(luò)多參數(shù)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)安裝方便,可移動采集,傳輸信道容量大,后臺數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)煤礦信息化。本文主要研究內(nèi)容：設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)微型化、低功耗節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)包括多參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)與ZigBee-WiFi網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn),數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)完成對煤礦井下瓦斯?jié)舛�、一氧化碳濃度、氧氣濃度、溫度以及濕度的采�?將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至ZigBee-WiFi網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)；ZigBee-WiFi網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)完成ZigBee協(xié)議與WiFi協(xié)議間的轉(zhuǎn)換,將環(huán)境參數(shù)最終通過井下以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)ZigBee-WiFi混合無線網(wǎng)絡(luò)通信模式。系統(tǒng)中ZigBee與WiFi無線網(wǎng)絡(luò)并存,結(jié)合了ZigBee網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)靈活、功耗低與WiFi網(wǎng)絡(luò)信道容量大、易于匯入以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了井下環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的整體覆蓋。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)后臺數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。依托串口通信設(shè)計(jì)了單上位機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境下對環(huán)境參數(shù)的實(shí)時處理；依托MVC架構(gòu)設(shè)計(jì)了B/S數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)處理。
【關(guān)鍵詞】：煤礦 監(jiān)測系統(tǒng) ZigBee WiFi B/S
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212;TD76
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題研究背景及意義10
• 1.2 煤礦監(jiān)測系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)11-14
• 第二章 煤礦監(jiān)測方案整體設(shè)計(jì)14-20
• 2.1 煤礦環(huán)境監(jiān)測技術(shù)指標(biāo)14-16
• 2.1.1 參數(shù)選擇14-15
• 2.1.2 參數(shù)采集技術(shù)指標(biāo)15-16
• 2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案16-19
• 2.3 系統(tǒng)工作流程19-20
• 第三章 節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)20-42
• 3.1 硬件整體結(jié)構(gòu)20-21
• 3.2 電源模塊設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)21-24
• 3.2.1 寬幅輸入3.3V穩(wěn)壓電路21-22
• 3.2.2 傳感器2.8V穩(wěn)壓電路22-23
• 3.2.3 雙電源放大器供電電路23-24
• 3.3 主控模塊設(shè)計(jì)24-26
• 3.4 無線傳輸模塊設(shè)計(jì)26-30
• 3.4.1 高增益?zhèn)鬏斣O(shè)計(jì)26-27
• 3.4.2 低增益?zhèn)鬏斣O(shè)計(jì)27
• 3.4.3 雙天線設(shè)計(jì)27-30
• 3.5 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)30-38
• 3.5.1 瓦斯?jié)舛炔杉娐?/span>30-33
• 3.5.2 一氧化碳濃度采集電路33-35
• 3.5.3 氧氣濃度采集電路35-37
• 3.5.4 溫度、濕度采集電路37-38
• 3.6 WIFI模塊計(jì)38-39
• 3.7 系統(tǒng)抗干擾及匹配設(shè)計(jì)39-42
• 第四章 無線通信設(shè)計(jì)42-46
• 4.1 無線通信整體設(shè)計(jì)42-43
• 4.2 ZIGBEE通信設(shè)計(jì)43-44
• 4.3 WIFI通信設(shè)計(jì)44
• 4.4 網(wǎng)關(guān)通信設(shè)計(jì)44-46
• 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)46-54
• 5.1 節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)46-51
• 5.1.1 數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)46-50
• 5.1.2 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)50-51
• 5.2 監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)51-54
• 5.2.1 基于串口的上位機(jī)程序設(shè)計(jì)51-52
• 5.2.2 基于MVC的B/S架構(gòu)程序設(shè)計(jì)52-54
• 第六章 測試與分析54-58
• 6.1 系統(tǒng)測試54-56
• 6.1.1 環(huán)境參數(shù)采集實(shí)驗(yàn)54
• 6.1.2 數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)54-55
• 6.1.3 數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)55
• 6.1.4 節(jié)點(diǎn)壽命實(shí)驗(yàn)55-56
• 6.2 實(shí)驗(yàn)分析56-58
• 第七章 總結(jié)與展望58-62
• 7.1 工作總結(jié)58-59
• 7.2 未來展望59-62
• 7.2.1 監(jiān)測系統(tǒng)性能優(yōu)化59
• 7.2.2 監(jiān)測系統(tǒng)功能拓展59-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-68
• 碩士在讀期間學(xué)術(shù)科研成果68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 錢志鴻;王義君;;面向物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J];電子與信息學(xué)報(bào);2013年01期

2 楊國慶;侯紅偉;馮改國;張新玉;;我國煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展[J];煤炭技術(shù);2008年09期

3 趙麗;殷生斗;;煤礦信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及其設(shè)計(jì)應(yīng)用[J];煤炭技術(shù);2013年05期

  本文關(guān)鍵詞：礦用無線多參數(shù)傳感器設(shè)計(jì)的研究與實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：378968