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

1、安全，是一個(gè)關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要課題，黨和國(guó)家一貫高度重視企業(yè)安全生產(chǎn)，安全生產(chǎn)是社會(huì)文明和進(jìn)步的重要標(biāo)志，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。然而，作為我國(guó)主要能源的煤炭的開(kāi)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(guó)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(cè)系統(tǒng)主要都是采用有線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這種方式存在以下缺點(diǎn)：這種方式布線比較繁瑣，對(duì)于線路的依賴(lài)性比較強(qiáng)，安裝和維護(hù)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(huì)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(jìn)行井下監(jiān)測(cè)，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(lái)越狹窄，有線通信線路的延伸和維護(hù)會(huì)更加困難，容易形成井下監(jiān)測(cè)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(cè)而忽略了其相關(guān)的變化情況，存在較大的監(jiān)測(cè)漏洞。為此必須在傳統(tǒng)的煤礦監(jiān)測(cè)手段基礎(chǔ)上，利用更加先進(jìn)、更有優(yōu)勢(shì)的技術(shù)來(lái)構(gòu)建煤礦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
　　為此，本文建立了基于無(wú)線XBee-PRO與ZigBee技術(shù)的煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本文主要介紹了對(duì)煤礦井下瓦斯氣體濃度和溫/濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)的全新的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。硬件設(shè)計(jì)主要包括便攜式移動(dòng)終端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、路

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