基于ZigBee的煤礦巷道頂板應力監(jiān)測系統(tǒng)設計.pdf

1、頂板監(jiān)測是煤礦安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，其數(shù)據(jù)的準確、及時、可靠既關系到當前的安全生產(chǎn)，也關系到今后的支護設計，針對當前頂板監(jiān)測中實施復雜，單機功耗較大等問題，本文設計了基于ZigBee無線通信網(wǎng)絡的煤礦巷道頂板應力監(jiān)測系統(tǒng)。
　　本系統(tǒng)由測力錨桿，錨桿應力計、通信分站和上位機四個部分組成。測力錨桿在一種專用錨桿對應的位置上加工一對直槽，應變片分別粘貼到兩個直槽中對應的位置，一組對應的應變片構(gòu)成一個全橋，在測力錨桿上均勻的分布著兩組應變

2、片。應變橋路的輸出信號送到應力計，應力計接收到這些模擬量信號，先進行放大、A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理，并將應力數(shù)據(jù)以點對點接力的方式（即應力計將接收到的應力數(shù)據(jù)和自己的應力數(shù)據(jù)打包上傳）上傳到通信分站，也可根據(jù)需要進行就地顯示。應力計與應力計及與通信分站之間采用ZigBee無線通信，在無法進行ZigBee無線通信的區(qū)域，可以通過485接口進行串行通信。應力計采用深度睡眠-定時喚醒的同步機制，減少系統(tǒng)功耗。通信分站的作用是數(shù)據(jù)的存儲-轉(zhuǎn)發(fā)，將來

3、自應力計的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)或485傳輸?shù)缴衔粰C。通信分站還可以通過人機交互的模式對所有通信應力計及其管理的其他設備進行控制管理和數(shù)據(jù)查詢，包括顯示數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)、系統(tǒng)設置等功能。上位機具有控制管理和查詢所有分站、導出數(shù)據(jù)報表、實時動態(tài)顯示頂板應力情況、查看歷史曲線、數(shù)據(jù)備份以及報警記錄等功能。系統(tǒng)中工作于井下的應力計，系統(tǒng)硬件設計都采取本安措施來滿足礦用（煤安）的本安要求。
　　煤科院重慶分院測試表明，系統(tǒng)及各部分滿足要求