本文關(guān)鍵詞：基于WSN的煤礦井下安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：作為一個(gè)煤礦大國(guó),我國(guó)的煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)相當(dāng)嚴(yán)峻。現(xiàn)有井下監(jiān)測(cè)技術(shù)不夠理想,煤礦井下安全監(jiān)測(cè)水平急待提高。針對(duì)礦山井下的特殊環(huán)境,本文提出了一種基于WSN的煤礦井下安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)井下環(huán)境參數(shù)和人員位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),減少煤礦事故發(fā)生率。本文的主要研究工作有：(1)對(duì)系統(tǒng)整體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。進(jìn)行節(jié)點(diǎn)布局,以CC2530+CC2410作為井下ZigBee網(wǎng)絡(luò)硬件節(jié)點(diǎn)的核心,通過(guò)CAN總線實(shí)現(xiàn)主控制器(協(xié)調(diào)器)與地面監(jiān)測(cè)中心的通信。(2)通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)RSSI模型深入研究,提出了一種自適應(yīng)-四點(diǎn)加權(quán)定位及其快速定位算法實(shí)現(xiàn)井下人員位置獲取,包括RSSI曲線擬合、RSSI高斯過(guò)濾、加權(quán)質(zhì)心定位等。(3)對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行了具體設(shè)計(jì),包括傳感器調(diào)理電路、雙電源供電電路、CAN連接電路,還進(jìn)行了硬件節(jié)點(diǎn)防爆設(shè)計(jì)與檢測(cè),保證節(jié)點(diǎn)在井下安全、穩(wěn)定地工作。(4)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。以IAR Embedded Workbench軟件作為下位機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)井下ZigBee網(wǎng)絡(luò)的信息采集和通信；以Lab VIEW作為上位機(jī)監(jiān)測(cè)界面的開(kāi)發(fā)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)瓦斯、溫濕度、二氧化碳等濃度的顯示、存儲(chǔ)、回放并實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能,最后通過(guò)Web發(fā)布,使得遠(yuǎn)程用戶能夠?qū)虑闆r進(jìn)行監(jiān)測(cè)。(5)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了功能測(cè)試。本系統(tǒng)最后通過(guò)串口連接進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)功能的測(cè)試,結(jié)果表明系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠,能持續(xù)有效地對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。井下人員定位算法的仿真實(shí)驗(yàn)表明,該算法不僅具有自適應(yīng)、提高定位精度的優(yōu)點(diǎn),而且能在相同錨節(jié)點(diǎn)密度下取得更好的定位效果。本系統(tǒng)將在煤礦井下安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有一定的參考價(jià)值和發(fā)展前景。
【關(guān)鍵詞】：ZigBee 煤礦 安全監(jiān)測(cè) CC2530 RSSI
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD76;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 研究背景和意義7-8
• 1.2 井下安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)8-9
• 1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究介紹9-12
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容與安排12-13
• 1.5 本章小結(jié)13-14
• 第二章 煤礦井下安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案14-30
• 2.1 煤礦井下環(huán)境和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需求分析14-15
• 2.2 礦井下通信技術(shù)選擇15-16
• 2.3 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體構(gòu)架16-17
• 2.4 井下系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)布置17-18
• 2.5 井下人員定位技術(shù)18-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)30-42
• 3.1 硬件選型30-36
• 3.2 雙電源供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)36-37
• 3.3 各節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)37-39
• 3.4 硬件防爆設(shè)計(jì)39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)42-55
• 4.1 下位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹42-45
• 4.2 節(jié)點(diǎn)工作流程及采集程序45-51
• 4.3 系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)51-54
• 4.4 本章總結(jié)54-55
• 第五章 系統(tǒng)功能測(cè)試與結(jié)果分析55-60
• 5.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)功能測(cè)試55-56
• 5.2 定位算法仿真分析56-59
• 5.3 本章總結(jié)59-60
• 第六章 總結(jié)與展望60-62
• 6.1 工作總結(jié)60
• 6.2 設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)60
• 6.3 工作展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-64
• 致謝64-65
• 個(gè)人簡(jiǎn)介65

【參考文獻(xiàn)】

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6 秦曉靜;基于Zigbee技術(shù)的井下人員定位系統(tǒng)的研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：795360