基于ZigBee技術(shù)煤礦井下無線語音通信系統(tǒng)

本文簡要介紹了井下通信現(xiàn)狀，分析了井下安裝小靈通的可行性、特點(diǎn)及功能，并給出該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及組成。

本文簡要介紹了井下通信現(xiàn)狀,分析了井下安裝小靈通的可行性、特點(diǎn)及功能,并給出該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及組成。

無信通信和有信通信相比,在事故發(fā)生時(shí),可以起到搶救生命安全與財(cái)產(chǎn)安全的重要作用。本文對煤礦井下無線通信研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,探討了井下無線通信技術(shù)的設(shè)計(jì)和研究。

從煤礦井下無線監(jiān)控及通信系統(tǒng)特點(diǎn)以及功能兩方面對依托于移動通信技術(shù)的煤礦井下監(jiān)控與通信系統(tǒng)進(jìn)行全面闡述,并介紹了此系統(tǒng)將會帶來的經(jīng)濟(jì)效益。

提出了一種基于zigbee無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在煤礦井下安全的系統(tǒng)的設(shè)計(jì),與現(xiàn)有的有線設(shè)備相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了井下動態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。終端節(jié)點(diǎn)采集到的有關(guān)井下的溫度、濕度、氣體的濃度等數(shù)據(jù)信息通過zigbee無線網(wǎng)絡(luò)送達(dá)到主控芯片,經(jīng)處理后,數(shù)據(jù)信息被送達(dá)到監(jiān)控中心,實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控。無線傳感系統(tǒng)的使用,使得系統(tǒng)的維護(hù)簡單化、方便化,同時(shí)成本降低。

針對長期以來,煤礦井下通信均是采用固定防爆電話,覆蓋面小,且只能定點(diǎn)通話,人員之間無法做到隨時(shí)隨地通話,使得緊急情況下調(diào)度指揮無法在第一時(shí)間內(nèi)完成,監(jiān)管人員無法及時(shí)了解和處理緊急情況,提出了井下防爆無線通信系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)方案,并且對無線通信系統(tǒng)技術(shù)加以敘述,重點(diǎn)闡述了防爆無線通信頻率以及通信基站的設(shè)計(jì)規(guī)則,使讀者對安全生產(chǎn)技術(shù)有一種全新的認(rèn)識,從而促進(jìn)企業(yè)構(gòu)建有效的無線通信網(wǎng)絡(luò),進(jìn)一步提高企業(yè)安全生產(chǎn)效率和管理水平。

在我國目前的能源結(jié)構(gòu)中,煤炭仍然占據(jù)較大的比例。安全問題是煤炭產(chǎn)業(yè)中最重要的部分,但就目前而言,我國的煤炭生產(chǎn)環(huán)境不容樂觀,在救援方面也相對落后。所以,應(yīng)當(dāng)把煤炭產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代的信息技術(shù)相結(jié)合,利用這些新技術(shù),提高井下生產(chǎn)的安全性以及保證救援的及時(shí)性。文章就煤礦安全這一課題展開了針對性的研究,結(jié)合井下生產(chǎn)的實(shí)際情況,提出把無線通信技術(shù)運(yùn)用到煤炭產(chǎn)業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié),以加強(qiáng)對礦井下的安全監(jiān)控。

搭建zigbee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理.以mc13224單片機(jī)為核心開發(fā)易于擴(kuò)展和操作的監(jiān)控節(jié)點(diǎn),利用分散的zigbee從站采樣通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行電壓和電流、礦井瓦斯和溫濕度等參數(shù),通過預(yù)設(shè)采樣頻率和閾值,遠(yuǎn)程監(jiān)視井下參數(shù)變化.應(yīng)用表明,主、從系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng),能準(zhǔn)確反映通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài).

搭建zigbee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。以mc13224單片機(jī)為核心開發(fā)易于擴(kuò)展和操作的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)。利用分散的zigbee從站采樣通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行電壓和電流、礦井瓦斯和溫濕度等參數(shù)，通過預(yù)設(shè)采樣頻率和閡值，遠(yuǎn)程監(jiān)視井下參數(shù)變化。應(yīng)用表明，主、從系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)．能準(zhǔn)確反映通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)在線檢測技術(shù)利用arm9系列處理器,采用三星公司的s3c2440為主控制器,設(shè)計(jì)嵌入式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。以s3c2440為核心,以fpga、以太網(wǎng)控制器dm9000、lcd觸摸液晶屏、sd卡、usb總線做為輔助來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件外設(shè),數(shù)據(jù)采集部分利用可變增益放大器和基本放大電路通過a/d轉(zhuǎn)換芯片完成。軟件實(shí)現(xiàn)了linux系統(tǒng)在開發(fā)平臺上的內(nèi)核移植,設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲程序。

煤礦井下無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 劉艷兵1，2，楊維1，3，王曙光1，李林濤1 （1.北京交通大學(xué)全光網(wǎng)與現(xiàn)代通信網(wǎng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100044；2.河南理工大學(xué)河南省煤礦瓦斯與火災(zāi)防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南焦作 454003；3．中國礦業(yè)大學(xué)（北京）煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083） 收稿日期：2009-10-08 基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目（50534060）；國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）資助項(xiàng)目（2007aa06z106）；煤炭資源與安全開采 國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國礦業(yè)大學(xué)）開放課題資助項(xiàng)目（2007-06）；河南省煤礦瓦斯與火災(zāi)防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題資助項(xiàng)目（hkl- gf200801） 作者簡介：劉艷兵（1984-），男，四川宜賓人，碩士，主要從事無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究. 摘要：構(gòu)建煤礦井

為節(jié)約勞動成本；改善煤礦井下的監(jiān)測狀況；減少人工監(jiān)測的誤差；提高監(jiān)測系統(tǒng)的智能化和自動化水平；利用無線測溫傳感器對井下高低壓開關(guān)柜內(nèi)部的工作環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測；設(shè)計(jì)的無線測溫系統(tǒng)可實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警；大幅提升監(jiān)測效率；同時(shí)具有分區(qū)定位功能；故障預(yù)警更加明確；防治更加到位；該系統(tǒng)對井下變電所開關(guān)柜內(nèi)重點(diǎn)部位的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、預(yù)警；為煤礦安全生產(chǎn)提高了保障；

提出了有線通信與無線通信匯接聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)方案及實(shí)現(xiàn)方法，煤礦井下兩個(gè)本安系統(tǒng)匯接聯(lián)網(wǎng)后仍為本安系統(tǒng)及能適應(yīng)多種呼入信號的解決辦法，用電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)二／四線轉(zhuǎn)換及單雙工轉(zhuǎn)換，解決了轉(zhuǎn)換靈敏度與丟字之間的矛盾，系統(tǒng)間信號電平的匹配，緊呼信號的轉(zhuǎn)呼，同播及解決的技術(shù)途徑。

東灘煤礦在高產(chǎn)高效礦井建設(shè)中，對井下煤流系統(tǒng)各環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化改造，提高系統(tǒng)的運(yùn)輸能力和可靠性，為礦井創(chuàng)建高產(chǎn)高效采煤工作面創(chuàng)造條件。

“爸爸，您是我的驕傲，也是我們?nèi)业尿湴?，你安全生產(chǎn)，我們家天天有滋有味；你若違章蠻干，全家都會提心吊膽。”前邊這段話，是川煤集團(tuán)達(dá)竹公司小河嘴煤礦井下安全語音廣播系統(tǒng)播送的職工安全家書。

1 第一章概況 1.1礦井基本概況 1.1.1交通位置 平煤十礦位于河南省平頂山市東部，距平頂山市區(qū)中心約5km，東與十二礦 為鄰，西與一礦相鄰。十礦工業(yè)廣場有礦區(qū)專用鐵路與國鐵京廣線、焦支線相連 接，東距京廣線孟廟火車站70km，西距焦支線寶豐火車站28km。礦區(qū)專用鐵路線 與孟寶線平頂山東站相接。公路以平頂山市為樞紐，有柏油公路通向附近各縣市， 東與許南公路相連，交通便利。 1.1.2地形地勢 井田的東南部為開闊的沖積～洪積平原，西北部為砂巖組成的高山，山脊平 緩，山坡陡峭，約為30°，向南逐步過渡到平原。地勢是西北高，東南低。西北 部有平頂山，北部為馬棚山，山的相對標(biāo)高為＋360m～＋460m，平原+80～+100m。 1.1.3氣象、地震 本區(qū)屬大陸性半干燥濕度不足帶，年平均降雨量794.6mm，年最大降雨量為 1323.6mm，雨季一般集中在7～9

煤礦井下供排水系統(tǒng)

設(shè)計(jì)了一套用于煤礦井下大型設(shè)備的換裝系統(tǒng)。整套系統(tǒng)主要包括機(jī)械、電氣和液壓3個(gè)子系統(tǒng)：由鋼架結(jié)構(gòu)焊接組裝而成的機(jī)械系統(tǒng)，主要起著懸掛和支撐大型設(shè)備及部件的作用；整個(gè)系統(tǒng)的升降提升、水平橫移等功能主要是依靠液壓系統(tǒng)驅(qū)動相應(yīng)的液壓缸來完成的；電氣系統(tǒng)則是由plc通過各種電氣元件來對電動機(jī)進(jìn)行控制，進(jìn)而驅(qū)動液壓系統(tǒng)完成指定功能。

電能質(zhì)量監(jiān)測在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中越來越重要,本文介紹一種基于dsp的井下電能質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。利用tms320f2812dsp和高精度數(shù)據(jù)采集芯片ad73360完成對現(xiàn)場電信號的同步采集和分析,實(shí)現(xiàn)了對電能質(zhì)量穩(wěn)態(tài)指標(biāo)的在線檢測,具有很好的人機(jī)交互界面,在線為用戶遠(yuǎn)程提供數(shù)據(jù)并可以記錄較長時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)滿足實(shí)時(shí)在線監(jiān)測電能質(zhì)量的各種指標(biāo)。

為了保證煤礦井下操作人員的人身安全、切實(shí)維護(hù)企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益。通過對煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)的分析研究,進(jìn)一步說明了安全監(jiān)控系統(tǒng)的主要構(gòu)成及相關(guān)技術(shù)問題,并提出有益意見和建議,希望能夠推動煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè),滿足煤礦企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展需求。

分析zigbee技術(shù)的特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),并結(jié)合煤礦實(shí)際情況,提出zigbee煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方案,完成平臺的硬件設(shè)計(jì),對網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器進(jìn)行初始化和信道掃描,形成一個(gè)可以動態(tài)加入節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)路,實(shí)現(xiàn)了煤礦井下安全監(jiān)控任務(wù)。

分析zgbee技術(shù)的特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),并結(jié)合煤礦實(shí)際情況,提出zigbee煤礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)方案,完成平臺的硬件設(shè)計(jì),對網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器進(jìn)行初始化和信道掃描,形成-個(gè)可以動態(tài)加入節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)路,實(shí)現(xiàn)了煤礦井下安全監(jiān)控任務(wù).