本文關(guān)鍵詞： 甲烷監(jiān)測 催化燃燒 傳感器節(jié)點 Zig Bee　出處：《哈爾濱理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來煤礦的安全生產(chǎn)問題頻繁發(fā)生,煤礦瓦斯安全事故需防范重視。煤礦瓦斯的主要成分是甲烷,現(xiàn)有的甲烷安全監(jiān)測系統(tǒng)大多采用有線連接方式,測量距離的局限性很大。礦井設(shè)備向下深入推進作業(yè)時會發(fā)生位置變化,而有線網(wǎng)絡(luò)無法及時跟進易造成監(jiān)測盲區(qū)。將無線通信技術(shù)嵌入到現(xiàn)有有線甲烷監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中,即可構(gòu)建一個信息傳遞更全面的井下甲烷監(jiān)測系統(tǒng),改善瓦斯監(jiān)測領(lǐng)域中存在的問題。本文通過對甲烷檢測技術(shù)和無線通信技術(shù)的梳理總結(jié),選擇催化燃燒式傳感器、ZigBee無線技術(shù)解決方案。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括傳感器節(jié)點、路由器、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器三個部分。傳感器節(jié)點采用高效脈寬調(diào)制甲烷檢測方法,通過傳感器及其前端電路將環(huán)境中的甲烷濃度信息轉(zhuǎn)換為模擬信號送給單片機,由無線通信電路讀取單片機的輸出信息并以Zig Bee無線傳輸?shù)姆绞脚c路由器建立連接;路由器主要功用為拓展傳輸路由距離,連接終端傳感器監(jiān)測節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負責(zé)Zig Bee傳感器組網(wǎng),設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù),顯示監(jiān)測節(jié)點濃度值。系統(tǒng)中的無線通信電路采用TI公司的CC2530無線芯片,節(jié)點采用間歇式工作方式來節(jié)省電能,滿足了安全性和實用性的需要。通過對樣機進行系統(tǒng)測試,測試結(jié)果表明本系統(tǒng)的參數(shù)性能滿足國家對煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的要求,其可減少礦井實際生產(chǎn)中安全事故的發(fā)生。
[Abstract]:In recent years, the coal mine safety production problem frequently occurs, the coal mine gas safety accident needs to be paid attention to. The main component of the coal mine gas is methane, the existing methane safety monitoring system mostly adopts the wired connection way. The limitation of measuring distance is very great. The location of mine equipment will change when pushing down deeply into the operation, while the wired network can't follow up in time, and it is easy to cause the monitoring blind area. The wireless communication technology is embedded into the existing wired methane monitoring network. A more comprehensive underground methane monitoring system can be constructed to improve the existing problems in the field of gas monitoring. This paper summarizes the methane detection technology and wireless communication technology. The system structure includes three parts: sensor node, router and network coordinator. The sensor node adopts high efficiency pulse width modulation methane detection method. The methane concentration information in the environment is converted to analog signal by the sensor and its front-end circuit. The output information of the MCU is read by the wireless communication circuit and connected with the router by Zig Bee wireless transmission mode. The main functions of the router are to extend the transmission route distance and to connect the terminal sensor monitoring node. The network coordinator is responsible for organizing the Zig Bee sensor network and setting the network parameters. The wireless communication circuit in the system adopts TI's CC2530 wireless chip, the node uses intermittent mode to save electric energy, and meets the need of safety and practicability. The test results show that the performance of the system can meet the requirements of the national coal mine safety monitoring system, and it can reduce the occurrence of safety accidents in actual mine production.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD712.55;TN92;TP274

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