面向采煤機(jī)械自供電監(jiān)測系統(tǒng)的無線終端設(shè)計(jì).pdf

1、煤炭是人類賴以生存的主要能源之一，煤礦機(jī)械化水平直接影響著煤礦的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。而煤礦機(jī)械尤其是旋轉(zhuǎn)類機(jī)械設(shè)備，在工作時(shí)極易受到煤、巖石等的巨大沖擊，從而導(dǎo)致煤礦機(jī)械出現(xiàn)軸承、液壓系統(tǒng)及機(jī)械系統(tǒng)的故障，其故障通常體現(xiàn)在異常的溫度和振動(dòng)狀態(tài)變化，所以對煤機(jī)在工作時(shí)的溫度和振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測十分必要。而傳統(tǒng)的有線測量方法由于線路纏繞以及維護(hù)成本等問題無法廣泛實(shí)施，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)能夠有效地解決這一難題。但是在WSN中大量的傳感

2、器終端節(jié)點(diǎn)都由電池來提供電能，電池不僅占據(jù)了整個(gè)節(jié)點(diǎn)的大部分尺寸和重量，其更換和充電更是成本巨大。因此設(shè)計(jì)一款具有自供電功能的無線傳感器終端設(shè)備具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
　　課題以實(shí)時(shí)監(jiān)測采煤機(jī)械的在線狀態(tài)為目的，在調(diào)研采煤機(jī)械在線狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，完成了監(jiān)測系統(tǒng)終端樣機(jī)的設(shè)計(jì)。其中，核心控制單元采用的是16位超低功耗單片機(jī)MSP430F5438；能源管理模塊采用LTC3331芯片對收集到的振動(dòng)能量進(jìn)行管理，并

3、采用MAX17043芯片對可充電電池的電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；溫度監(jiān)測模塊采用了數(shù)字式溫度傳感器DS18B20，在-20℃～80℃范圍內(nèi)測量精度達(dá)±0.5℃；振動(dòng)監(jiān)測模塊使用數(shù)字式加速度計(jì)ADXL345，最高采樣率可達(dá)3.2KHz；無線傳輸模塊采用射頻芯片CC2530結(jié)合PCB天線完成低功耗、近距離的無線信息傳輸。通過IAR Embedded Workbench平臺(tái)完成系統(tǒng)軟件的編寫和調(diào)試。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證終端樣機(jī)運(yùn)行良好，整體功耗不足52m