基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的礦井安全監(jiān)測及移動通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在信息技術(shù)革命浪潮的影響下，先進通信技術(shù)如今已覆蓋全球的各個角落，各行各業(yè)都享受著無線通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等信息科技帶來的便捷與安全。然而，煤礦井下由于特殊的環(huán)境條件等原因至今仍然缺乏有效的通信和監(jiān)測系統(tǒng)。一方面，井下作業(yè)需要的大型設(shè)備以及井下較強的干擾環(huán)境帶來了繁雜的布線和擁擠的作業(yè)環(huán)境，使通信設(shè)備與安全監(jiān)控設(shè)備大都體積巨大、不便攜帶，且容易由于操作人員或機械的誤碰撞造成系統(tǒng)的癱瘓；另一方面，井下的通信技術(shù)更新?lián)Q代較慢，原因是在井下作業(yè)的通

2、信系統(tǒng)面臨著可靠性、低功耗、抗干擾等要求。因此，煤礦井下的通信與監(jiān)測系統(tǒng)仍然有很大的提升空間。
　　ZigBee技術(shù)由于其自身低功耗、小體積、低傳輸速率、組網(wǎng)方式靈活等特點使其能夠?qū)崿F(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域中對數(shù)據(jù)量小、功耗要求嚴格的領(lǐng)域。以太網(wǎng)以其高穩(wěn)定性、高傳輸速率、標準統(tǒng)一等特點能夠使其勝任在工業(yè)領(lǐng)域中對安全性要求高、數(shù)據(jù)量大的場合。在本文依托實際項目而設(shè)計實現(xiàn)的煤礦井下通信與監(jiān)測系統(tǒng)中，通過將ZigBee技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，全面討

3、論了基于上述兩個技術(shù)的煤礦無線通信與安全監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)中使用的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，負責(zé)將以太網(wǎng)與ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接；煤礦的工作人員使用移動終端進行語音通話，通過ZigBee技術(shù)與網(wǎng)關(guān)進行無線通信并利用ZigBee技術(shù)實現(xiàn)定位功能，自身攜帶氣體傳感器，能夠上報所處位置的氣體濃度數(shù)據(jù)。另外，系統(tǒng)在井上的監(jiān)控中心通過接收、處理、存儲、顯示上傳的數(shù)據(jù)從而能夠反映工作過程中的人員位置和對應(yīng)的氣體濃度。該系統(tǒng)的移動終端由于使用ZigBee技術(shù)從而能夠極

4、大降低移動終端的功耗以及體積，而主干網(wǎng)使用以太網(wǎng)則使整個系統(tǒng)具有支持同時間大量的語音通話要求的高數(shù)據(jù)傳輸能力。通過將兩種技術(shù)的融合，不但使井下的通信、定位、氣體監(jiān)測的三個不同方面的系統(tǒng)相統(tǒng)一，也提升了通信效率，降低了系統(tǒng)功耗，減少了所占體積，提升了安全性和穩(wěn)定性。
　　本文的主要內(nèi)容包括以下三點：
　?。?）闡述當(dāng)代井下通信系統(tǒng)的要求以及研究背景，介紹了本系統(tǒng)的研究意義。
　?。?）介紹了本項目的研究細節(jié)，包括通信協(xié)議