基于无线传感器网络软土基变电所沉降监测及风险评价系统
《2024年基于无线传感器网的矿井瓦斯监测系统的设计与研究》范文
《基于无线传感器网的矿井瓦斯监测系统的设计与研究》篇一一、引言矿井瓦斯是煤炭生产过程中潜在的重要危险源之一，有效的监测和管理对于确保煤矿安全生产具有重要意义。
然而，传统的有线传感器网络在矿井环境下存在着诸多问题，如安装布线困难、维护成本高、系统扩展性差等。
因此，本研究旨在设计并研究一种基于无线传感器网的矿井瓦斯监测系统，以提高煤矿的安全监测水平和系统运行效率。
二、系统设计（一）硬件设计1. 传感器节点：采用无线通信技术的瓦斯传感器节点，用于实时监测矿井内瓦斯的浓度和温度等参数。
传感器节点需具备体积小、低功耗、抗干扰能力强等特点。
2. 网关节点：负责收集传感器节点的数据，并通过无线方式将这些数据传输到主控中心。
网关节点需具有数据中继、数据融合等功能。
3. 主控中心：主控中心是整个系统的核心，负责接收、存储和分析网关节点传输的数据，实现对矿井瓦斯浓度的实时监控和预警。
（二）软件设计1. 通信协议：设计适用于无线传感器网络的通信协议，保证数据传输的实时性和可靠性。
通信协议需考虑数据包格式、通信方式、纠错机制等方面。
2. 数据处理与存储：对收集到的数据进行处理和分析，提取瓦斯浓度等关键参数，并实时存储和展示数据。
此外，系统应具备历史数据存储功能，方便后续分析和决策。
3. 用户界面：设计直观易用的用户界面，方便操作人员实时查看矿井瓦斯浓度、温度等参数，以及接收系统发出的预警信息。
三、系统实现（一）传感器节点的布置与优化根据矿井的实际环境和瓦斯分布情况，合理布置传感器节点，确保监测的全面性和准确性。
同时，通过优化传感器节点的布局和数量，降低系统成本和能耗。
（二）无线通信网络的构建与优化构建稳定的无线通信网络，实现传感器节点与网关节点之间的数据传输。
通过优化网络拓扑结构、信道分配和功率控制等手段，提高网络的稳定性和可靠性。
（三）主控中心的设计与实现主控中心采用高性能的计算机或服务器作为硬件平台，运行专门的监控软件实现数据的接收、存储和分析等功能。
基于Naigos和Cacti平台的地质灾害监测预警无线传感网网络管理系统
关 பைடு நூலகம் 词 ：无 线传 感 器 ；地 质 灾 害监 测顸 警 ； Ｎ ａ ｇ ｉ ｏ ｓ ａ ｎ ｄ Ｃ ａ ｃ ｔ ｉ ；网络 管理 平 台
中图 分 类 号 ： ￥ ４ ２ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ １ ３ ８ — ０ ４
Ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｓ ｅ ｎｓ ｏ ｒ ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈｅ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｄｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ
耿革东
（ 首都 经 济 贸 易 大 学 北 京 １ ０ ０ ０ ７ ０ ） 摘要 ： 无 线 传 感 器 网络 是 伴 随 着 微 电 子 、 无 线 通 信 和 嵌 入 式 系统 等 技 术 的 快速 进 步 而发 展 的 一 种 新 型 网络 。 它 能 够 实时 监 测 、 感知 、 采 集 和 处理 各种 监测 对 象 的信 息 ， 是新 兴 前 沿科 技 研 究热 点 之 一 。 本 文 针 对 地 质 灾 害环 境 监 测 预 警 需 求， 通 过 利 用 无 线 传 感 器及 传 感 网技 术 对 山 体 滑 坡 、 崩塌 、 泥 石 流 等 地 质 灾 害环 境 进 行 不 问 断 的 高精 度 数 据 搜 集 ， 设 计 并 实现 了一 个基 于 Ｎ ａ ｇ ｉ ｏ ｓ 和Ｃ ａ ｃ ｔ ｉ 平 台 的 无 线 传 感 网网 络 管 理 平 台。 通 过 本 文 开发 的监 测预 警 网 络 管 理 平 台 ，
基于无线传感网的矿井环境监测系统
。
关键词 ： 无线传感 网； 环境 监 测： ｉｙ Ｓ Ｚｇ ｅ ＴｎＯ ； ｉＢｅ
．
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《2024年基于无线传感器网的矿井瓦斯监测系统的设计与研究》范文
《基于无线传感器网的矿井瓦斯监测系统的设计与研究》篇一一、引言随着煤矿开采的深入发展，矿井安全已成为社会关注的焦点。
瓦斯作为矿井的主要安全隐患之一，其监测与预警显得尤为重要。
传统的矿井瓦斯监测系统多采用有线传输方式，但在实际应用中存在布线复杂、维护困难等问题。
随着无线传感器网络（WSN）技术的发展，基于无线传感器网的矿井瓦斯监测系统成为新的研究方向。
本文旨在设计与研究基于无线传感器网的矿井瓦斯监测系统，以提高矿井安全监测的效率和准确性。
二、系统设计（一）系统架构本系统采用分层结构设计，包括感知层、传输层和应用层。
感知层主要负责瓦斯浓度的采集和数据的初步处理；传输层利用无线传感器网络将感知层的数据传输至应用层；应用层负责数据的接收、处理和显示，同时具备远程监控和预警功能。
（二）硬件设计1. 传感器节点：传感器节点是系统的核心部分，负责瓦斯的实时监测。
节点包括瓦斯浓度传感器、微处理器、无线通信模块等。
传感器节点应具备低功耗、高灵敏度、高稳定性等特点。
2. 网关设备：网关设备是实现无线传感器网络与上层应用系统之间的桥梁。
它负责接收传感器节点的数据，并将其转发至应用层进行处理。
网关设备应具备高吞吐量、低延迟、可靠的数据传输等特点。
（三）软件设计1. 数据采集与处理：软件系统负责实时采集瓦斯浓度数据，并进行初步的处理和分析。
通过设置合理的阈值，实现对瓦斯浓度的实时监测和预警。
2. 无线通信协议：软件系统采用适合无线传感器网络的通信协议，实现传感器节点之间的数据传输和通信。
同时，软件系统应具备自组织、自修复等特点，以保证网络的稳定性和可靠性。
三、系统实现（一）传感器节点的布置与组网根据矿井的实际情况，合理布置传感器节点，并组成无线传感器网络。
通过自组织的方式，实现节点之间的数据传输和通信。
同时，根据矿井的拓扑结构，优化网络的路由策略，提高数据的传输效率和可靠性。
（二）数据传输与处理传感器节点将采集的瓦斯浓度数据通过无线传感器网络传输至网关设备。
一种基于无线传感器网络的黄土滑坡监测预警系统及方法[发明专利]
![一种基于无线传感器网络的黄土滑坡监测预警系统及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/134fbf3e7f1922791788e839.png)
专利名称：一种基于无线传感器网络的黄土滑坡监测预警系统及方法
专利类型：发明专利
发明人：高立兵,苏军德
申请号：CN202010327264.3
申请日：20200423
公开号：CN111489526A
公开日：
20200804
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于无线传感器网络的黄土滑坡监测预警系统及方法，属于山体滑坡灾害监测及预警技术领域。
该系统包括无线传感器监测网络层、GPRS网关和远程监控中心。
本发明使用最小二乘法拟合方法对环境参数进行修正，以提高RSSI测距的精度，对无线传感器进行精准埋设，实现山体信号无盲区全覆盖监测，对黄土滑坡灾害进行准确高效的定位实时监测及预警。
申请人：高立兵
地址：737100 甘肃省金昌市金川区甘肃有色冶金职业技术学院
国籍：CN
代理机构：成都弘毅天承知识产权代理有限公司
代理人：许志辉
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基于无线传感网络的尾矿库安全监测预警系统的设计与实现
基于无线传感网络的尾矿库安全监测预警系统的设计与实现马文可;魏诺;付勇【摘要】针对尾矿库所处环境恶劣,监测点难以铺设电缆的实际情况,本文设计并实现了基于无线传感网络的尾矿库安全监测预警系统,系统采用无线自组网远距离多跳传输方式实现对库区传感监测数据的采集、传输和显示.该系统能够使尾矿库安全处于可查、可预防和可控状态,确保尾矿库的安全,具有广泛的市场前景和应用价值.%We devised a wireless sensor networks based on tailings monitoring and early warning system in view of the difficult cable deployment in such hostile environments. The system performs data acquisition, transmission and display with multi-hop transmission of wireless ad-hoc networks. The system enables a tailing to be inspectable, preventable and controllable. It has a broad market prospect and application values.【期刊名称】《山东科学》【年(卷),期】2011(024)003【总页数】4页(P79-82)【关键词】无线传感器网络；尾矿库；监测；预警【作者】马文可;魏诺;付勇【作者单位】山东省计算中心，山东济南250014;山东省计算中心，山东济南250014;山东省计算机网络重点实验室，山东省计算中心，山东济南250014;山东省计算中心，山东济南250014;山东省计算机网络重点实验室，山东省计算中心，山东济南250014【正文语种】中文【中图分类】TP393近年来，在我国国民经济高速发展的带动下，钢铁、有色金属和水泥等主要原材料工业扩张迅速，随着金属、非金属矿山采选业的迅速发展，尾矿库的安全生产和环境安全等问题日益显现［1］。
基于无线传感器网络的地质灾害自动监测预警系统研究
Microcomputer Applications V ol.27,No.10,2011研究与设计微型电脑应用2011年第27卷第10期文章编号：1007-757X(2011)10-0021-02基于无线传感器网络的地质灾害自动监测预警系统研究肖红，胡中栋摘要：作为一种新兴的网络技术，无线传感器网络(wireless sensor Network WSN)具有精度高、灵活性强、可靠性好、价格低廉等优点，因此，开展了WSN在地质灾害自动监测预警系统的应用研究。
关键词：无线传感器网络，地质灾害，无线自组织网络，监控系统中图分类号：TP311文献标志码：A0引言地质灾害来源于自然和人为地质作用对地质环境的灾难性破坏，主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂缝等。
我国地质灾害复杂多样，灾害频繁，是世界上地质灾害最严重的国家之一。
近年来，关于滑坡、泥石流类灾害的研究是行业研究的重点。
为增强全社会的防灾减灾意识，减少人员伤亡，维护社会稳定和正常的生产生活秩序，提高人民的生活质量，促进地质灾害严重地区经济建设和社会各项事业的全面发展，使人民群众安居乐业，做好地质灾害预警预报工作已成为当务之急。
针对危岩、塌方、滑坡、地面沉降、地裂缝、泥石流，甚至地震等地质灾害问题，传统的方法是人工监测，通过携带监测仪器现场测试的方式对异动信号进行收集，获取地质灾害发生前的相关信息。
但是，由于地质灾害发生的偶然性，以及部分地区恶劣的地形环境等因素，传统的人工监测方式无法有效把灾害防患于未然。
因此，建立实时的自动化监测预警系统是必然的发展趋势。
在我国，中国地质环境监测院实施的全国性地质灾害预警根据致灾地质环境条件和气候因素，利用1：500万基础图件，将全国划分为7个大区、28个预警区。
根据对历史时期所发生的地质灾害点与灾害发生之前15日内实际降水量及降水过程的统计分析，初步建立了各预警区的预报预警判据图，利用国家气象中心提供的未来24小时全国降雨量预报数据，结合前期降雨情况，对地质灾害的发生时间和范围做出预测。
基于无线传感网的机房环境监测预警系统
基于无线传感网的机房环境监测预警系统
陈雁冰;华炜聪
【期刊名称】《洛阳师范学院学报》
【年(卷),期】2017(036)011
【摘要】蜂窝移动通信网络有大量的接入层机房.与数据或核心机房相比,其重要性不高、面积小、可替换性高,甚至有些机房没有完备的环境监控系统.但此类机房温湿度等数值一旦超标,将影响其中设备的运行和使用寿命.笔者针对此问题设计了一套低成本、易运维的环境监测预警系统.该系统中,单个机房内采用ZigBee无线传感网进行数据汇集,之后通过NB-IoT或GSM网络发送到监控端.监控端通过对数据的处理,实现机房环境的监控和预警.经验证,该无线传感网可在无线环境复杂的机房内有效通信.整个系统部署快、维护简单,可有效监测相应机房的温湿度变化,从而提高相关设备的运维质量,改善网络稳定性.
【总页数】5页(P47-51)
【作者】陈雁冰;华炜聪
【作者单位】福建师范大学福清分校电子与信息工程学院,福建福州350300;中国移动通信集团福建公司,福建福州350000
【正文语种】中文
【中图分类】TP274+.2
【相关文献】
1.基于无线传感网络的尾矿库监测预警系统 [J], 雷霆;谭卓英
2.基于无线传感网络的智能机房环境监控系统的设计与实现 [J], 许辉;倪长宝;曹新
3.基于无线传感网络的尾矿库安全监测预警系统的设计与实现 [J], 马文可;魏诺;付勇
4.基于无线传感网络的尾矿库坝体形变监测预警系统 [J], 孟晓丽
5.机房环境监测预警系统的设计与部署 [J],
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基于无线传感器网络的软土基变电所沉降监测及风险评价系统摘要：浙江沿海地区的地址结构基本以软土为主，由于软土为地面新沉积的土壤，具有含水率高、孔隙比大、压缩性高、灵敏度高和低承压力等特点，因此从工程性方面比较差。
带来的是软弱地基的工程通病—基础沉降问题日益突出，给变电站的安全运行带来影响。
因此，变电所土壤沉降的预测和对沉降风险的评估也对软土地区变电所以及电网的安全具有重大工程意义。
关键词：传感器变电站沉降
中图分类号：tm63 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2012）12（c）-0-01
1 国内外研究现状
（1）打桩监测法、水平板面沉降法：这几种方法均具有实施成本低，操作简便，测试简单的优点。
打桩监测法是通过将木桩配合钢钎同时锲入地面中，然后测试人员利用水准仪持平衡量地面表面的沉降量，但本方法的缺点在于一个监测点桩只能用来观察选定监测土基上定点的沉降，只能测定观察地表面的沉降值，但是无法观察到土基内部的沉降情况。
（2）水压式剖面沉降测量法：目前应用较为成熟的方法是水压式剖面沉降测量仪的使用，本方法的原理是将沉降管埋设在需观测的路基中，在沉降管内安装有位移探测器，位移探测器只能通过控制电缆和测量仪器相连接，探测器检测到路基位移变化后转换成电信号输送到测量仪器，测量仪器转换回显示出观测路基的位移数
据。
沉降管的材料一般为pvc管，探测器主要由小探头、注水塑管、注水构架组成，探头内的传感部件是静水压力传感器。
本方法的缺点在于造价稍高并且测量结果精度不高，存在一定的
误差。
（3）光纤光栅传感器沉降监测：根据电力设备及构架分布位置，安装光纤光栅传感器，铺设长距离光纤把所有光纤光栅传感器连接组网，使用多通道光纤光栅调制仪定时发射激光，并分析激光波长变化，得到沉降的初始数据，通过远程数据采集系统上传至控制室，最后利用数据分析库和故障报警软件，结合基础数据，得到最终沉降数据和故障报警信息。
2 项目理论和实践依据
监测变电所沉降是一个长期的过程，需要大量的数据作为支撑，如果仅仅依靠人工使用测量仪器采集数据，不仅耗时耗力，而且精确度也不高。
本系统根据监测的原则和目的，结合当前研究土壤沉降监测方法的弊端，设计了基于无线传感器网络的软土基变电所沉降监测及风险评价系统，其主要功能有以下几点。
（1）采集原始数据。
系统几乎不需要人工来进行操作，能够定时、自动获取沉降原始位移数据，数据在系统控制下可立即传回监测中心进行数据处理。
数据采集方式不仅方便而且造价较为低廉，这是本监控系统的一大优点。
（2）处理原始数据。
大量的沉降位移原始数据传回监测中心后仅靠人工来处理和分析从实际上来说不可行。
本监控系统的数据库
软件可以根据设定的功能需要自动处理位移原始数据，并且在应用程序的帮助下自动绘制沉降曲线，使系统应用者能够直观的查看路基沉降状况，同时功能监测软件能够对未来沉降进行预测并且评估沉降对一次设备、二次设备带来的风险。
3 项目研究内容和实施方案
基于无线传感器网络的软土基变电所沉降监测及风险评价系统
的系统构架如图1。
软土基变电所沉降监测及风险评价系统包括传感器子系统、数据采集子系统、数据分析处理子系统、沉降预测子系统、风险评价评定子系统，各个系统之间紧密结合、协调工作，成为一个有机的整体，各个子系统缺一不可。
（1）数据采集子系统：对重要监测点放置光纤传感器监测节点，监测节点具有采集数据的能力；能对采集的数据进行简单的处理；显示监测信息的能力：能根据需要显示监测目标的信息；能接收并实施远程信息的能力。
（2）数据分析和处理子系统：光纤传感器测量到的沉降实时状态信号每隔4～8 h经过信号传输与采集系统送到监测中心，进行相应的处理和判断，从而对变电所框架状态进行评估。
若监测到的关键健康参数超过设定的阈值，则发出预警信号。
分析变电所不均匀沉降对框架的影响，地基不均匀沉降会引起上部框架的外加变形或约束变形，使上部结构倾斜。
因此，有必要就不均匀沉降对框架结构受力变形影响作进一步的研究。
数据分析和处理子系统亦可以
直接访问数据库服务器，完成查询历史数据、制表、绘图等工作。
（3）沉降预测子系统：基于实测数据利用组合预测法对变电所沉降单点或多点进行沉降预测。
（4）风险评估子系统：结合专家库评估沉降对一、二次设备造成的危险性。
4 结语
该文完成基于无线传感器的变电所沉降监测系统，提出了变电所沉降状态信息采集和处理的主要内容和结构框架，对沉降进行预测并且实现预警.该系统能够加强电网的运行可靠性，提高电网水平，同时为电网环境信息采集的智能化奠定基础。
参考文献
[1] 王冬青，李刚，何飞跃.智能变电站一体化信息平台的设计[j].电网技术，2010（10）.
[2] 王丹，潘振波.500 kv变电站智能化改造方案研究[j].科技资讯，2010（10）.。