基于M2M技術(shù)的礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測平臺研究.pdf

1、我國是世界上礦產(chǎn)種類多、礦區(qū)眾多的國家之一，礦區(qū)的安全生產(chǎn)在我國的經(jīng)濟發(fā)展中有著重要的作用。近年來，礦區(qū)安全事故頻發(fā)，我國每年礦區(qū)事故死亡人數(shù)是世界上其他主要采礦國家死亡人數(shù)的4倍，事故的發(fā)生給國家和人民群眾的安全帶來了巨大的損失。我國礦區(qū)安全信息技術(shù)的程度不高，礦區(qū)的安全信息不能及時的傳遞到控制中心，導(dǎo)致安全事故頻發(fā)，因此，增強礦區(qū)安全是十分重要的。
　　為了有效監(jiān)控礦區(qū)環(huán)境狀況，預(yù)防安全事故的發(fā)生，本文研究了一種礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測平

2、臺，平臺主要是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的M2M(Machine to Machine)技術(shù)，在礦區(qū)內(nèi)組建Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對礦區(qū)環(huán)境的遠端實時監(jiān)測。在礦區(qū)的固定位置放置好各種傳感器節(jié)點，通過傳感器節(jié)點將礦區(qū)的環(huán)境（溫濕度、瓦斯體積分?jǐn)?shù)、土壤壓力、開關(guān)量、模擬量、人員定位）等信息無線傳遞給無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點，再由無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點與PC機進行串口通信，并采用RSSI算法對礦區(qū)人員進行定位，采用最小二乘法對各環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進行曲線擬合處理后在上位機監(jiān)

3、控界面進行實時顯示，最終實現(xiàn)對礦區(qū)的環(huán)境進行實時監(jiān)測。本文的主要工作可總結(jié)如下:
　　(1)建立自己的Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)。首先通過Zigbee設(shè)備中的無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點選擇合適的信道，建立Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，在傳感器節(jié)點加入后形成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，傳感器節(jié)點通過路由節(jié)點與無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點進行數(shù)據(jù)傳遞，無線網(wǎng)關(guān)收集各傳感器節(jié)點傳遞過來的信息，通過與PC機的串口通信及時在上位機界面上顯示，保證了數(shù)據(jù)顯示的實時性。
　　(2)節(jié)點編程與

4、界面設(shè)計。對傳感器節(jié)點、路由節(jié)點、無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點的C51進行C語言軟件編程，經(jīng)編譯后的程序可以達到較好的實驗效果;PC機上的界面采用VB語言進行開發(fā)設(shè)計，管理者可以直觀的觀測到礦區(qū)的環(huán)境信息。
　　(3)數(shù)據(jù)采集與人員定位的研究分析。通過傳感器節(jié)點對礦區(qū)的環(huán)境特征量進行實時監(jiān)測，礦區(qū)人員的位置信息由放置在礦工礦帽內(nèi)的盲節(jié)點進行定位，通過盲節(jié)點與放置在礦區(qū)的參考節(jié)點進行無線通信實現(xiàn)對礦區(qū)人員的實時定位，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)以及人員定位情況

5、在上位機界面上顯示出來。
　　(4)數(shù)據(jù)處理仿真分析。對采集到的數(shù)據(jù)采用最小二乘法進行數(shù)據(jù)處理以及曲線擬合，經(jīng)最小二乘法擬合后的曲線與原來的數(shù)據(jù)曲線相比更加的平滑，管理員通過對擬合后的數(shù)據(jù)曲線進行經(jīng)驗觀測，根據(jù)數(shù)據(jù)變化的趨勢可以對下一時刻的數(shù)據(jù)進行簡單的預(yù)測，對預(yù)測到的異常的數(shù)據(jù)提前采取相應(yīng)的措施，避免安全事故的發(fā)生。
　　經(jīng)過實驗室內(nèi)的測量實驗和實際驗證，證明基于M2M技術(shù)的礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測平臺可以較為準(zhǔn)確的實現(xiàn)對礦區(qū)環(huán)境（溫