井下Mesh網(wǎng)絡(luò)環(huán)境多參數(shù)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、煤礦的安全問題一直是煤礦生產(chǎn)的重中之重，礦難一旦發(fā)生，救援人員需要充分利用寶貴的救援時間對受困人員展開營救，同時發(fā)生災(zāi)害后井下環(huán)境復(fù)雜，使得救援工作充滿危險。這就需要救援通訊設(shè)備既能夠提高救援工作的效率，又能夠?qū)仍藛T的生命安全提供一定的保障，但目前礦井救援通訊方面的技術(shù)與裝備均較為薄弱。本文正是在此背景下，提出了集語音調(diào)度、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測和人員定位為一體的煤礦應(yīng)急救災(zāi)通訊系統(tǒng)，并完成了其中環(huán)境多參數(shù)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。

2、r>　　本文設(shè)計的環(huán)境監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)由井下多參數(shù)檢測終端和環(huán)境監(jiān)測軟件構(gòu)成，其中終端由救援人員隨身攜帶，環(huán)境監(jiān)測軟件運行在地面控制臺PC上，二者通過搭建于井下的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)進行通信。
　　無線Mesh網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)迅速、網(wǎng)絡(luò)容量大和網(wǎng)絡(luò)擴展容易的特點，使得無線Mesh網(wǎng)絡(luò)適合應(yīng)用在煤礦應(yīng)急救災(zāi)通訊系統(tǒng)中作為保證井下與地面通信的骨干網(wǎng)?？紤]到井下環(huán)境以及巷道電磁波衰減的特殊性，本文選擇線形鏈狀無線Mesh網(wǎng)絡(luò)搭建在礦井巷道中，同時在對比

3、和測試的基礎(chǔ)上選擇了相應(yīng)的Mesh節(jié)點設(shè)備。
　　從功能需求入手實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，首先為滿足救援人員能有隨身攜帶對救災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境狀況進行探測的儀器，設(shè)計了井下多參數(shù)檢測終端。終端采用嵌入式系統(tǒng)，ARM9處理器，能夠?qū)Π朔N環(huán)境參數(shù)進行檢測，并在參數(shù)數(shù)據(jù)超出安全閾值時進行聲光報警。然后為滿足地面指揮中心人員能夠掌握救援人員所處環(huán)境，在VC++6.0平臺基于MFC開發(fā)了環(huán)境監(jiān)測軟件，主要完成串口通信、數(shù)據(jù)處理和實時動態(tài)圖形化顯示預(yù)警的

4、功能，其中數(shù)據(jù)收發(fā)及八種環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的動態(tài)圖像均在一個界面呈現(xiàn)，為監(jiān)控提供了便利。
　　本文最后對所進行的測試工作進行了總結(jié)和分析，第一部分是無線Mesh網(wǎng)絡(luò)性能測試，在通州運河森林公園搭建鏈狀25節(jié)點無線Mesh網(wǎng)，經(jīng)測試本文所構(gòu)建的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的吞吐量、時延和場強性能指標均能夠滿足設(shè)計要求;第二部分是環(huán)境監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的功能測試，經(jīng)測試本文提出的環(huán)境監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)井下終端和監(jiān)測軟件的通信，以及對環(huán)境參數(shù)進行采集、顯示和