采煤机无线监测系统的设计
基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统设计与实现
基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统设计与实现随着近年来煤矿事故频发，煤矿安全问题愈加受到人们的关注。
为了保证煤矿工人的生命安全，煤矿安全监测系统应运而生。
其中，基于无线传感器网络技术的煤矿安全监测系统因其便捷、高效且易于部署而备受瞩目。
本文将介绍基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统的设计与实现。
一、系统结构基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统主要由以下几个模块组成：节点采集模块、无线传输模块、数据处理模块、数据存储模块和监控终端模块。
节点采集模块是系统的重要组成部分，主要负责采集各种环境参数，如温度、湿度、瓦斯等，通过传感器对这些参数进行检测，将数据发送至无线传输模块。
无线传输模块是将各节点采集到的信息通过无线方式传输给数据处理模块。
无线传输模块需要建设通信机制，确定传输协议、传输频率、信道复用、信号强度等，以确保数据的准确、稳定和高效传输。
数据处理模块主要完成数据过滤、数据分析、数据转发等工作。
数据处理模块可对采集到的数据进行各种操作，如过滤掉异常值、求取数据平均值等。
通过数据处理模块对数据进行预处理，可以大大提高数据处理的效率和准确性。
数据存储模块用于存储传感器采集到的数据，为数据的分析和挖掘提供数据源。
通过数据存储模块，可对历史数据进行分析，从而了解煤矿的生产情况和安全状况。
监控终端模块是控制中心或终端用户所使用的设备，用于接收数据，进行更深入分析和展示。
通过监控终端模块，用户可以实时监控煤矿环境和设备状态，并根据需要进行报警和处理。
二、系统实现基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统的实现主要包括以下几个方面：系统部署、节点选择、数据传输和数据处理。
系统部署方面，需要在煤矿现场选择合适的节点布置，并以煤矿现场的实际情况为基础对系统进行规划。
在节点的部署上，需要考虑不同环境条件下的节点数量和布置方式，以提高数据采集和传输效率。
节点的选择方面，需要对不同类型的传感器进行测试和比较，以确定采集数据的准确性和稳定性，同时也需要考虑节点的价格和供应情况等因素。
煤矿温度和瓦斯浓度无线监测系统的设计.
煤矿温度和瓦斯浓度无线监测系统的设计O 引言煤炭作为一种重要的能源，在工业生产等许多方面发挥着举足轻重的作用，关系着国民经济的命脉。
煤炭开采中的安全问题一直是受到极大重视的。
如果一旦出现安全问题，不仅会造成巨大的经济损失，而且直接威胁到煤炭工人的生命安全。
近年来，我国煤炭开采的安全问题形势不容乐观，各地矿难时有发生，特别是一些小煤矿更存在着严重的安全隐患。
所以，采取现代安全监测措施势在必行。
随着科学技术的不断进步，煤炭开采中安全监测的现代化步伐也在不断前进。
煤矿安全监测的参数有很多，其中瓦斯浓度是个很重要的参数．如果浓度过大，容易造成爆炸危险，后果不堪设想，同样温度也是一个很重要的参数。
很多系统采用有线传输的方式，但存在着布线困难，价格昂贵的缺点。
基于以上，本文设计了一种煤矿温度和瓦斯浓度无线监测系统。
1 系统组成及工作原理整个系统由主控室PC机、上位机、下位机组成，通信采用无线通信方式，系统整体框图如图1所示。
整个系统包括240个下位机、一个上位机和一台PC机。
本系统采用无线通信方式，上位机发同步信号，下位机依次在各自时隙向上位机发送数据，每隔15分钟发送一次。
瓦斯传感器将瓦斯浓度转化为电信号，输出的电压幅值和浓度成正比，温度传感器使用数字温度传感器。
下位机由单片机和无线收发模块组成，用于现场监测，对采集到的数据进行打包，并通过无线收发模块将数据传给上位机。
上位机也是由单片机和无线收发模块组成，主要作用是负责整个系统的同步和接收下位机发送来的数据，并转发给PC机。
本系统采用TI公司生产的MSP430F135单片机，它具有以下特点：功耗低，工作电流是微安级；速度快，最快指令周期达到125 ns，外围部件丰富，拥有A／D转换器，比较器，两个16位定时器，6个8位并行端口等。
无线通信采用CHIPCON公司生产的CCl000无线收发芯片，它工作在300 MHz～1 000 MHz范围内的ISM频段，通常应用于低功耗无线通信。
基于无线传感器网络的煤矿安全综合监控系统设计与关键技术研究
基于无线传感器网络的煤矿安全综合监控系统设计与关键技术研究基于无线传感器网络的煤矿安全综合监控系统设计与关键技术研究随着煤矿安全问题的日益凸显，构建一种能够实时监测和预警煤矿安全状况的综合监控系统变得尤为重要。
无线传感器网络（WSN）作为一种信息采集和传输的重要技术手段，成为煤矿安全监控系统中的重要组成部分。
本文将探讨基于无线传感器网络的煤矿安全综合监控系统的设计与关键技术研究。
首先，我们需要确定煤矿安全监控系统的功能需求。
煤矿安全监控系统需要实现对矿井内各项参数的实时监测和预警，包括温度、气体浓度、湿度、矿井内部的风速、瓦斯浓度以及地质构造等。
系统需要能够实时获取这些信息，并通过预警系统及时发出警报。
另外，系统还需要能够对矿工的行为进行监测，以及对矿井内的设备和工具进行管理。
其次，我们需要设计一种合理的无线传感器网络拓扑结构。
在煤矿环境下，信号传输具有复杂的高强度射线干扰、传输距离短以及信号衰减等特点。
因此，选择合适的拓扑结构对于构建稳定可靠的无线传感器网络至关重要。
常用的拓扑结构包括星型、网状和树状结构等。
通过合理规划节点间的通信距离和传输带宽，可以更好地避免信号的干扰和丢失。
第三，我们需要确定合适的无线传感器节点的部署方案和参数设置。
在煤矿环境下，由于矿井特殊的地形、难以触及的地点以及复杂的矿井走向，需要合理地选择传感器节点的安装位置。
同时，需要根据实际情况对传感器节点的参数进行设置，包括传输功率、通信频率、传输速率等。
这些参数的合理设置可以提高传感器网络的传输质量和稳定性。
第四，我们需要开发一种高效可靠的数据传输协议。
由于煤矿环境中存在较多的信号干扰和随机噪声，传感器网络的数据传输往往会出现丢包或者错误情况。
因此，设计一种高效可靠的数据传输协议对于维持煤矿安全监控系统的正常运行非常重要。
协议需要具备自适应调整传输速率和自动重传机制等功能，以应对不同环境下的数据传输需求。
最后，我们需要开发一种智能化的数据分析和处理算法。
基于nRF401煤矿瓦斯无线监测系统的设计
第30卷第5期2009年 5月煤 矿 机 械CoalM ine MachineryVol .30No .5May .2009基于nRF401煤矿瓦斯无线监测系统的设计3马银花1,杨昆松2(11黑龙江科技学院,哈尔滨150027;21鸡西市供电局,黑龙江鸡西158100) 摘 要:针对我国煤矿安全生产情况,提出了利用射频芯片nRF401来构建无线传感器网络,实现煤矿瓦斯的无线监测,给出了节点的硬件设计方案和软件流程图。
与有线监测系统相比,无线监测系统省去了布线环节,使监测系统组网方便、快捷,成本低,具有较好的实用价值。
关键词:无线监测;nRF401;无线传感器网络中图分类号:TP39 文献标志码:A 文章编号:1003-0794(2009)05-0132-02D esi gn of M i n e Ga sW i reless M on itor i n g Syste m Ba sed on nRF401M A Y i n -hua 1,YANG Kun -song2(11Heil ongjiang I nstitute of Science and Technol ogy,Harbin 150027,China,21Supp ly Power Depart m ent of J ixi City,J ixi 158100,China )Abstract:Put f or ward a wireless sens or net w orks based on nRF401chi p.The net w ork can i m p le ment m ine gas wireless monit or .The design method of hard ware and s oft w are is p r ovided .Comparing with wire monit or syste m ,wireless monit or syste m om its linking lines,s o it is si m p le,quick and cheaper .The wireless monit oring syste m has large potential app licati on value .Key words:monit or;nRF401;wireless sens or net w orks3黑龙江科技学院青年基金项目(08-17)0 引言 近年来,由于无线通信技术快速发展,作为无量的计算、计算结果与整定值进行比较、判断是否有故障发生;故障处理子程序则是根据系统判断出的故障类型完成各种的保护动作。
试验研究煤矿监测系统无线传感器网络的设计
试验研究煤矿监测系统无线传感器网络的设计目前煤矿环境监控系统大多采纳有线和固定传感器组成的网络,由于工作面的不断推动,存在着监测盲区。
无线传感器网络采纳无线通信手段,可应用于布线和电源供给困难的区域、人员不能到达的区域(如受到污染的区域、环境被破坏的区域或敌对区域),一些临时场合(如发生自然灾害时,固定通信网络被破坏)和一些工作地点常常变幻的区域(如矿井采煤附井)等。
因为无线传感器网络不必须要任何固定网络的支持,具有快速展开、抗毁性强等特点。
本文讨论一个合适在矿区运用的低功耗无线传感器网络的制定,主要传感器网络的网络结构、采纳的通信协议和传感器节点的制定。
1 网络结构无线传感器网络是由大量的小型传感器节点组成,采纳无线数据传输方式的,用来监视物理环境和相关现象并向观察者或者处理中心报告测量结果的网络。
无线传感器网络主要有两种结构:集中式控制结构和分布式结构。
集中式结构的一般节点比较简单,而中心节点设备复杂。
集中式结构的控制也简单,整个网络由主节点控制按照约定好的顺序进行运作,但节点的要求比较高。
而分布式结构中,依据节点数目的多少,又可分为平面结构和分层结构构建。
平面结构的网络比较简单,所有结点的地位平等,所以又可以称为对等式结构,其平面结构如图1-a所示。
它的缺点是可扩充性差,每一个结点都必须要知道到达其它所有结点的路由,维护这些动态变化的路由信息则必须要大量的控制消息。
在分层结构中,网络可划分为多个簇。
每个簇由一个簇头(黑点•)和多个簇成员(白点)组成。
这些簇头形成了高一级的网络。
在分层结构中,簇头结点负责簇间数据的转发,而簇成员只负责数据的采集。
这大大减少了网络中路由控制信息的数量,因此具有很好的可扩充性。
分层结构中网络具有自组织性,相对来说比较灵活,但是通信比较繁琐,控制麻烦。
制定对环境进行监测的无线传感器网络,节点之间的通信和传感数据本身并不是非常重要,而对数据进行分析,使终端用户可以获取被监视环境的相关事件并通过一定的算法对环境变化进行猜测才是最重要的。
某煤矿无线网络监控系统设计方案
某煤矿矿区无线网络视频监控系统解决方案二零一零年十月目录第一章网络视频监控系统简介 (3)第二章视频监控系统简介 (5)2.1 模拟图像监控 (5)2.2 多媒体视频监控 (6)2.3 基于IP视频服务器的远程视频监控 (6)第三章方案总体设计 (7)3.1 监控系统在煤矿矿区应用中的作用及功能 (9)3.1.1矿区监控功能指标 (9)3. 1.2矿区监控箱功能指标 (10)3. 1.3矿区监控系统安全性能 (11)3. 1.4矿区监控系统环境适应性 (12)3.1.5现场视频监控系统可靠性 (12)3 .2中控室系统功能 (12)3.2.1图像实时监控操作 (12)3.2.2历史数据的管理功能 (13)3.2.3图像异地监控操作 (13)3.3设计依据 (13)3.4设计指导思想 (14)3.5设备选型 (15)3.5.1 视频采集部分 (16)3.5.2 信号传输部分 (19)3.5.3 信号控制及数据存储部分（监控中心） (23)3.5.4网络视频监控平台软件 (27)3.6供电设计 (41)3.6.1 接地 (41)3.6.2 供电 (41)3.7组网方案 (42)第四章竣工验收及售后服务 (44)附录1：视频监控及无线网络系统清单 (47)第一章网络视频监控系统简介系统概述：随着国各行业信息化建设的需要，目前各地市公安、电力、金融、交通、水利、油田、煤矿等部门，已建立综合信息网络系统。
其中图像监控是这些部门信息化建设的重点需求之一。
如何利用已建立的综合信息网络系统，将无线监控业务融合在系统中，既可以减少因建立专用监控网络系统的投资，又可以满足各业务职能部门监控信息共享的需要。
煤炭是我国重要的能源资源，我国的煤炭工业长期停留在人工开采水平，生产效率低，安全隐患多，如瓦斯爆炸、地下渗水等事故经常发生。
随着计算机应用在各行各业的逐步普及，煤炭生产水平目前逐步实现了自动化，生产效率大大提高。
因为煤矿开采的特殊环境，容易发生事故，煤矿行业也被称为高危险的行业。
基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统设计
2020年6月15日网络移动办公•居家办公Mobile Office*Home Office总第425期基于无线传感器网络的煤矿安全监测系统设计张玉凤(江苏建筑职业技术学院徐州221116)摘要：本文介绍了由无线传感器网络组成的煤矿顶板压力检测系统的构成、系统工作原理及其硬件系统的选型等，本系统利用 功耗和成本较低、方便组网和维护的Zigbee无线传感器网络，整个设计方案包括数据采集模块和Zigbee通讯模块。
通过中心计算 机系统对煤矿顶板压力的变化状况显示、数据储存及报警，为煤矿的安全生产提供技术支持。
试验运行证明，该系统的功能可以满 足煤矿系统的各项要求，性能稳定。
关键词：无线传感器；安全监测系统；Zigbee通讯模块中图分类号：T P212.9; T D76 文献标识码：B 文章编号：7425Design of Coal Mine Safety Monitoring SystemBased on Wireless Sensor NetworkZHANG Yufeng(Jiangsu Institute of Architectural Technology Xuzhou 221116)Abstract：This paper introduces the structure, working principle and selection of hardware system of coal mine roof pressure detection system composed of Wireless Sensor Network. The system adopts ZigBee Wireless Sensor Network with low power consumption, low cost, easy to build and maintain. The system includes data acquisition module and ZigBee communication module. Through the control center to the whole coal mine roof pressure change situation display, data storage and alarm, to provide technical support for coal mine safety production. The test operation shows that the function of the system can meet the requirements of the coal mine system, and the performance is stable.Keywords：Wireless sensor; Safety monitoring system ;—'弓I言在煤矿井下煤炭开采过程中，最可能的事故是冒顶。
基于ZigBee无线传感器的煤矿监测管理系统设计与实现
2020.101概述煤炭作为重要的能源物质,煤炭可用于煤炭、冶金还原剂、发电等,为国民经济发展提供了支撑。
我国煤炭资源分布多在地表层下,开采煤矿需要开设矿井。
由于煤矿地质条件、矿金装备等技术条件限制造成矿难频繁发生。
如何监测煤矿是当前急需解决的技术难题。
目前煤矿监测系统研究主要有顾建疆针对矿井瓦斯监测传感器布线制约、调校周期短等因素造成信号丢失率高问题,设计了一种无线传感器系统。
将系统应用到矿井中,应用结果表明所设计的系统降低了信号丢失率问题。
莫莉针对煤矿井下弯道多、倾斜度高等问题,使用ZigBee 无线传感器网络进行了煤矿监测管理系统设计,实现了甲烷、一氧化碳等数据传输,测试结果表明所设计的系统能够准确监测到井下甲烷、一氧化碳数据,误差在2.22%,满足工程要求。
目前研究多进行硬件设备升级研究,关于井下大数据监测研究较少,将在现有ZigBee 无线传感器的煤矿监测管理系统中增加大数据管理技术从而实现更精准数据分析。
2煤矿监测管理系统需求分析煤矿监测管理系统包含功能有:设备管理、定位管理、人员管理、监测数据管理、系统管理。
基于无线传感器煤矿监测管理系统中有大量的无线传感器,为了方便管理这些传感器,在系统中建立了设备管理模块,主要用于无线传感器设备信息添加、无线传感器设备信息修改、无线传感器设备信息查看、无线传感器设备信息删除;定位管理主要是煤矿定位信息进行管理,包括定位信息添加、定位信息查看、定位信息删除、定位信息修改;人员管理包括人员信息添加、人员信息修改、人员信息删除、人员信息查看;监测数据管理包含监测数据传输、监测数据查看、监测数据挖掘、监测数据备份;系统管理包含系统配置信息管理、系统数据备份管理、系统数据还原管理。
3煤矿监测管理系统设计与实现3.1硬件设计基于ZigBee 无线传感器的煤矿监测管理系统通信协议使用ZigBee 无线技术,非常适合矿井数据监测。
所设计的无线ZigBee 无线监测管理系统如图1所示。
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从表3可看出,采用式(1)计算的煤层瓦斯压力为0.56~0.57M Pa,与采用双套管带压注浆技术联合M-Ò瓦斯压力测定仪封孔测压工艺所测的煤层瓦斯压力完全一致。
因此,采用双套管带压注浆技术联合M-Ò瓦斯压力测定仪封孔测压工艺所测的煤层瓦斯压力为煤层原始瓦斯压力,并且该工艺能够彻底排除钻孔围岩承压水等干扰因素。
5结论(1)通过应用双套管带压注浆技术联合M-Ò瓦斯压力测定仪封孔测压工艺,排除了顶底板承压水大、裂隙发育等客观因素对测压钻孔施工过程的干扰,可精确定位测压位置,快速准确测得煤层瓦斯压力。
(2)利用双套管带压注浆技术能够彻底封堵围岩含水裂隙,使得承压水难以进入测压孔,隔绝瓦斯气室与围岩裂隙的连通,这样可以消除因不能严密封闭钻孔周边的裂隙、易于漏气、测出的煤层瓦斯压力通常低于真实的煤层瓦斯压力的现象。
(3)该工艺具有稳定、可靠等优点,可以避免在松软围岩层测压时因钻孔垮塌等原因造成测压封孔设备埋入孔中无法回收的现象,降低了瓦斯突出危险性预测资金的投入。
参考文献:[1]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州:中国矿业大学出版社,1992.[2]煤炭科学研究总院重庆研究院.AQ1047)2007煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法[S].北京:煤炭工业出版社,2007.[3]王轶波,陈彦飞,王凯,等.煤层瓦斯压力测定钻孔新型封孔技术[J].煤炭科技,2003(2):17-19.[4]何书建,张仁贵,王凯.新型封孔技术在煤层瓦斯压力测定中的应用[J].煤炭科学技术,2003,31(10):33-35.[5]中华人民共和国煤炭工业部.防治煤与瓦斯突出细则[M].北京:煤炭工业出版社,1995.[6]唐本东.煤层瓦斯压力计算[J].煤炭工程师,1997(1):45-48.第9期2010年9月工矿自动化Industr y and M ine A utomationNo.9Sep.2010文章编号:1671-251X(2010)09-0009-04采煤机无线监测系统的设计谭超,周信,季晓刚(中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221116)摘要:为准确获取采煤机的运行状态参数,提出了一种采煤机无线监测系统的设计方案。
该系统在采煤机机身的指定部位安装具有特定功能的无线传感器节点,用于采集采煤机的工作信号,该信号由DSP处理后,通过无线M ESH网络传至无线网桥A P,再通过光纤传送到中心计算机,中心计算机上的分析软件对接收到的采煤机的工作信号进行分析,并根据预先设定的门限值进行报警或其它处理。
现场试验结果表明,该系统运行良好,无线MESH网络的信号强度能够满足采煤机无线监测系统的要求。
关键词:采煤机;无线M ESH网络;在线监测;故障诊断;WM N;DSP;CPLD中图分类号:TD632文献标识码:BDesign of Wireless M onitoring Syst em of ShearerTAN Chao,ZH OU Xin,JI Xiao-gang(Schoo l of M echatr onic Engineering o f CU M T.,Xuzhou221116,China)收稿日期:2010-06-24基金项目:国家高技术研究发展计划(863)重点资助项目(2008A A062202),教育部霍英东基金优选资助课题(114003)作者简介:谭超(1966-),男,四川重庆人,副教授,主要研究方向为装备自动化。
E-mail:tccadcum t@Abstract :In order to obtain parameters of running state of shearer accur ately,a design schem e of w ir eless m onito ring system of shearer w as proposed.T he w ir eless sensor no des w ith specific -function are installed o n appointed part of shearer fr am e,w hich are used to collect w or king sig nal of shearer.The signal is rea-l timely pro cessed by DSP and is transmitted to wireless bridge AP by w ir eless M ESH netwo rk,then it is transm itted to center com puter by fiber.The w orking signal of shearer is analyzed by softw are o f the center com puter w hich makes alarm ing or other processing according to set threshold.T he result of actual test show ed that the sy stem runs w ell and the sig nal intensity o f w ireless netw ork can meet w ith requirements o f w ir eless m onitor ing sy stem of shear er.Key words :shearer,w ireless MESH netw o rk,o n -line m onitor ing,fault diagnosis,WM N,DSP,CPLD 0 引言采煤机是综采工作面落煤和装煤的机械,它的运转正常与否决定着综采工作面的生产率。
对采煤机的运行状态及参数进行监测与诊断,是提高电牵引采煤机可靠性与安全性的重要手段[1]。
由于采煤机特殊的工作环境,一方面,传统传感器不能完全适应井下的工作条件,井下现场繁冗的布线以及线路的维护问题不但增加了生产成本,也使生产效率降低;另一方面,大量信息的实时快速处理需要高性能的处理器,如果处理器的性能不能满足要求,就会产生信息拥塞等问题,造成通信中断[2-4]。
无线M ESH 网络作为一项新兴技术,具有组建容易、设置和维护简单的特点,无线M ESH 网络简称WMN 。
在WM N 中,任何一个节点都可以同时作为AP 和路由器,每一个节点都具有发送和接收数据的功能,任意两个WM N 之间都可以建立连接,从信源到信宿之间有多条冗余的通信路径,有效避免了网络的单点故障和潜在的链路瓶颈[5]。
与传统的无线网络相比,WMN 具有增强的可靠性、更低的部署成本、更大的覆盖范围。
DSP 是专门用来进行高速数字信号处理的微处理器,与传统的CPU 和MCU 相比,DSP 采用了哈佛结构、流水技术、硬件乘法器等技术,提高了处理器的处理速度。
因此,笔者采用WM N 和DSP 设计了一种采煤机无线监测系统,该系统通过WMN 采集采煤机的工作信号,利用DSP 完成信号处理任务,将处理后的信号通过WM N 、网桥AP 、光纤等发送至监控中心。
1 采煤机状态参数检测1.1 采煤机状态参数采煤机无线监测系统监测的参数如表1所示[1],准确获取这些参数是采煤机实现自动控制的前提。
表1 采煤机无线监测系统监测的参数参数类别温度/e左右摇臂转动系统润滑温度左右截割电动机定子绕组温度左右牵引转动系统润滑油温度左右牵引电动机轴承温度系统液压油温度高压控制箱温度左右摇臂倾角传感器倾角/(b )采煤机机身倾斜度流量/(L #min -1)冷却水进水流量电流/A左右截割电动机电流互感器泵电动机电流传感器位置/m 采煤机推进位置传感器压力/M Pa冷却水进水压力1.2 系统结构采煤机无线监测系统采用分布式、模块化结构,如图1所示。
每个监测单元都是一个独立的数据采集传输节点,各单元与中心计算机的数据传输采用数字式传输方式。
中心计算机利用采集到的状态信息和参数值进行实时操作控制。
图1 采煤机无线监测系统结构应用于采煤机的传感器从采煤机的牵引功能、滚筒调高功能、截割破碎功能和辅助功能4个方面进行配置,实现对采煤机姿态控制、滚筒高度调节、牵引速度调节、主电动机运行保护和环境参数监控等方面信息的采集。
根据采煤机监测系统的监测要求,配置的开关#10#工矿自动化2010年9月量传感器分为开关状态检测信号、设备状态检测信号和运行保护信号;模拟量传感器分为电动机温度和湿度传感器、电动机电流传感器、机身及摇臂倾角传感器、油缸位移传感器、摇臂振动传感器、瓦斯传感器等。
1.3 系统工作原理在采煤机机身的指定部位安装特定功能的无线传感器节点,用于采集采煤机的工作信号,该信号通过信号调理电路处理后,由AD 转换电路转换为数字信号,再由DSP 对数字信号进行实时处理(集成化智能传感器节点中,实时信号处理单元集成在微片中),并按照规定的格式将处理后的数据存入输出数据缓存区。
数据处理的步骤由复杂可编程逻辑控制器(CPLD)完成。
输出数据缓存区中的数据经过无线收发模块传至无线网桥AP,再通过光纤传送到中心计算机,并按照规定格式保存在数据库中。
中心计算机上的分析软件对接收到的采煤机的工作信号进行分析并在电脑屏幕上实时显示数据值和分析曲线,根据预先设定的门限值进行报警或作其它处理。
采煤机工作信号传递流程如图2所示。
图2 采煤机工作信号传递流程2 采煤机无线监测网络2.1 网络结构采煤机无线监测系统的网络结构如图3所示。
图3 采煤机无线监测系统的网络结构图3中,传感器节点单元由传感器单元和无线传输单元2个部分组成[6]。
传感器单元负责采集采煤机工作时的实时信号。
无线传输单元需要集成并实现T CP/IP 的传输功能,物理结构部分主要由处理器、存储器、无线接口和电源组成,它支持低带宽和有限数据的传输,也可以支持需要高带宽的流视频、图像和音频。
WMN 和光纤之间通过无线网桥AP 进行连接。
2.2 无线传输协议常用的无线传输协议有Zig Bee 、WiFi 、Bluetooth 等,每一种协议都有其自身特殊的使命。
采煤机无线监测系统网络间的数据传送协议选用WiFi,相比于其它无线传输协议,WiFi 具有信号覆盖范围广、传输速度快等特性,能够满足现场的使用需求。
WiFi 主要由无线网卡和无线网桥AP 组成,无线网桥AP 作为传统的有线局域网络和无线局域网络之间的桥梁,能够很好地解决无线与无线、无线与有线传输之间的连接问题。
3 基于DSP 的实时信号处理单元信号实时变换和处理是采煤机无线监测网络的主要任务之一[7]。