基于無線傳感器網(wǎng)絡的采煤機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、煤炭是我國的主要能源之一，煤炭的開采是關乎國民經濟的大事。隨著科學技術的進步，礦井生產日益自動化、機械化，促進了煤礦的高效生產。但同時也引發(fā)一個問題，礦井環(huán)境惡劣容易導致采煤機發(fā)生故障，影響煤礦的正常運轉，并給國家?guī)砭薮蟮慕洕鷵p失，因此對采煤機的運行狀態(tài)進行監(jiān)測迫在眉睫，傳統(tǒng)的有線監(jiān)測方式存在靈活性差等弊端，難以滿足采煤機的監(jiān)測需求。
　　無線傳感器網(wǎng)絡是當前在國際上備受關注的前沿熱點研究領域，《MIT技術評論》將其列于十大新興

2、技術之首。無線傳感器網(wǎng)絡在煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的研究尚屬起步階段，而且主要應用在礦井環(huán)境監(jiān)測和人員定位等方面。在采煤機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中引入無線傳感器網(wǎng)絡具有重要的意義，無線傳輸方式可以免去工業(yè)現(xiàn)場布線，安裝更加靈活，通過無線傳感器網(wǎng)絡技術對采煤機運行狀態(tài)進行監(jiān)測可以更加方便快速地了解采煤機的健康狀況，有效地避免采煤機故障的發(fā)生。
　　本文從對比幾個主流的無線通信技術入手，選用了低成本、低功耗的ZigBee技術設計采煤機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

3、，在理論基礎研究工作之上，結合采煤機的實際應用背景，提出了系統(tǒng)的整體方案，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測中心三部分，利用單片機MSP430F5438控制三軸加速度傳感器ADXL345和溫度傳感器DS18B20實現(xiàn)振動和溫度信號的采集，無線射頻芯片CC2530完成數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，最后通過RS232串口實現(xiàn)與上位機的通信。在本文中完成了協(xié)調器節(jié)點和終端設備節(jié)點的硬件平臺結構設計；在IAR平臺上實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡的軟件設計，利用Z-Stac

4、k協(xié)議棧實現(xiàn)了節(jié)點的組網(wǎng)，無線發(fā)送、接收程序設計，并完成了溫度和振動傳感器的驅動程序設計，實現(xiàn)了振動和溫度的采集和無線收發(fā)等功能；基于LabVIEW平臺設計了上位機監(jiān)控系統(tǒng)，從而可以直觀的監(jiān)測采煤機運行狀況，該監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)實時顯示和存儲、歷史數(shù)據(jù)查詢、閾值設定和預警指示等功能，數(shù)據(jù)一目了然，為管理人員決策提供了方便。
　　最后，通過實驗驗證了采煤機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的功能，進行了數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊的測試，包括通信距離、信號