基于ZigBee的煤礦頂板位移監(jiān)測系統(tǒng)的設計.pdf

1、煤礦巷道的監(jiān)測和支護是煤礦安全的重大課題。巷道中通訊不便，監(jiān)控設施有限導致煤礦安全生產(chǎn)面臨巨大威脅。本課題設計的煤礦頂板位移監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)ο锏理敯暹M行實時監(jiān)測，增強煤礦生產(chǎn)安全。
　　論文針對礦井復雜的巷道分布結構和特殊的技術要求提出了一種巷道頂板位移數(shù)據(jù)傳輸方式——基于ZigBee的數(shù)據(jù)無線接力傳輸方式，并設計了頂板位移采集分站、通信主站和頂板位移數(shù)據(jù)管理軟件。其中，采集分站以線型網(wǎng)絡結構每50m一臺安裝在巷道頂板上，能夠?qū)崟r采

2、集巷道頂板離層信息提供現(xiàn)場查詢和位移報警，并可作為中繼通過ZigBee無線接力傳輸?shù)姆绞綄⑦h離通訊主站方向的采集分站的位移信息傳遞回通信主站。通訊主站安裝在巷道入口或井下監(jiān)控室中，能夠收集所屬巷道所有采集分站的位移信息并提供存儲、查詢、轉(zhuǎn)儲和上傳至井上監(jiān)控主機。井上監(jiān)控主機運行頂板位移數(shù)據(jù)管理軟件對收集到的頂板位移信息進行存儲、查詢、報警和打印。
　　論文使用CC2530+CC2591的組合設計ZigBee模塊，將無線發(fā)射功率增大

3、到22dbm，在巷道中也有100m（視距）以上的信號覆蓋，設計了采集分站之間的通訊時序，軟硬件結合對采集分站進行低功耗優(yōu)化。通訊主站使用STM32F103VE作為數(shù)字處理核心，在μCOS嵌入式操作系統(tǒng)的基礎上，設計完成了頂板離層數(shù)據(jù)的收集、存儲、查詢、轉(zhuǎn)儲、顯示和上傳等一系列功能。采集分站和通訊主站都為本質(zhì)安全型產(chǎn)品，符合“GB3836爆炸性環(huán)境”的要求。
　　實際工作中，每臺通訊主站最多可以連接64臺采集分站，可以滿足3000m