基于XBee-PRO的礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)的研究.pdf

1、安全，是一個關(guān)系國計民生的重要課題，黨和國家一貫高度重視企業(yè)安全生產(chǎn)，安全生產(chǎn)是社會文明和進步的重要標(biāo)志，是國民經(jīng)濟穩(wěn)定運行的重要保障。然而，作為我國主要能源的煤炭的開采95％是地下作業(yè)，其作業(yè)環(huán)境極其復(fù)雜，煤礦安全生產(chǎn)的形式非常嚴(yán)峻，因煤礦事故造成的損失也極其慘重。
　　然而引發(fā)煤礦事故的眾多因素中，瓦斯超標(biāo)是影響煤礦安全生產(chǎn)的最主要因素，其安全隱患嚴(yán)重威脅著礦井作業(yè)工人的人生安全。因此，有效地預(yù)防與控制瓦斯事故是改善我國煤礦安

2、全狀況的重要舉措。
　　目前，大多數(shù)礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)主要都是采用有線的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，這種方式存在以下缺點：這種方式布線比較繁瑣，對于線路的依賴性比較強，安裝和維護設(shè)備的成本比較高，一旦發(fā)生礦難，設(shè)備和纜線往往會受到損害不能為礦難發(fā)生后的搜求工作提供有效信息；二是采用有線方式進行井下監(jiān)測，隨著煤炭生產(chǎn)的挖掘和礦井結(jié)構(gòu)的變化，坑道空間變得越來越狹窄，有線通信線路的延伸和維護會更加困難，容易形成井下監(jiān)測覆蓋面較小，存在著較多的監(jiān)控死

3、角；三是只注重了瓦斯?jié)舛?、溫濕度、氣壓等自然?zāi)害因素當(dāng)前值的監(jiān)測而忽略了其相關(guān)的變化情況，存在較大的監(jiān)測漏洞。為此必須在傳統(tǒng)的煤礦監(jiān)測手段基礎(chǔ)上，利用更加先進、更有優(yōu)勢的技術(shù)來構(gòu)建煤礦監(jiān)測系統(tǒng)。
　　為此，本文建立了基于無線XBee-PRO與ZigBee技術(shù)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)。本文主要介紹了對煤礦井下瓦斯氣體濃度和溫/濕度進行監(jiān)測的全新的無線通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件和軟件設(shè)計及實現(xiàn)。硬件設(shè)計主要包括便攜式移動終端節(jié)點設(shè)計、路

4、由器設(shè)計和協(xié)調(diào)器設(shè)計。便攜式移動終端節(jié)點包括了瓦斯傳感器電路設(shè)計，溫/濕度傳感器電路設(shè)計，報警電路設(shè)計，電源電路設(shè)計；路由器的電路設(shè)計與終端節(jié)點設(shè)計基本相同，因此需要保留瓦斯傳感器模塊和無線傳感器模塊等核心電路；協(xié)調(diào)器的電路設(shè)計主要包括RS232工業(yè)總線電路設(shè)計以及外部接口設(shè)計。軟件設(shè)計包括瓦斯氣體濃度和溫/濕度的采集以及節(jié)點間的通信等。此外，本文實現(xiàn)了基于IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的無線通信網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)，同時對所構(gòu)成的無