基于ZigBee的煤礦巷道頂板應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、頂板監(jiān)測是煤礦安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、及時、可靠既關(guān)系到當(dāng)前的安全生產(chǎn)，也關(guān)系到今后的支護(hù)設(shè)計，針對當(dāng)前頂板監(jiān)測中實(shí)施復(fù)雜，單機(jī)功耗較大等問題，本文設(shè)計了基于ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)的煤礦巷道頂板應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)。
　　本系統(tǒng)由測力錨桿，錨桿應(yīng)力計、通信分站和上位機(jī)四個部分組成。測力錨桿在一種專用錨桿對應(yīng)的位置上加工一對直槽，應(yīng)變片分別粘貼到兩個直槽中對應(yīng)的位置，一組對應(yīng)的應(yīng)變片構(gòu)成一個全橋，在測力錨桿上均勻的分布著兩組應(yīng)變

2、片。應(yīng)變橋路的輸出信號送到應(yīng)力計，應(yīng)力計接收到這些模擬量信號，先進(jìn)行放大、A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理，并將應(yīng)力數(shù)據(jù)以點(diǎn)對點(diǎn)接力的方式（即應(yīng)力計將接收到的應(yīng)力數(shù)據(jù)和自己的應(yīng)力數(shù)據(jù)打包上傳）上傳到通信分站，也可根據(jù)需要進(jìn)行就地顯示。應(yīng)力計與應(yīng)力計及與通信分站之間采用ZigBee無線通信，在無法進(jìn)行ZigBee無線通信的區(qū)域，可以通過485接口進(jìn)行串行通信。應(yīng)力計采用深度睡眠-定時喚醒的同步機(jī)制，減少系統(tǒng)功耗。通信分站的作用是數(shù)據(jù)的存儲-轉(zhuǎn)發(fā)，將來

3、自應(yīng)力計的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)或485傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。通信分站還可以通過人機(jī)交互的模式對所有通信應(yīng)力計及其管理的其他設(shè)備進(jìn)行控制管理和數(shù)據(jù)查詢，包括顯示數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)、系統(tǒng)設(shè)置等功能。上位機(jī)具有控制管理和查詢所有分站、導(dǎo)出數(shù)據(jù)報表、實(shí)時動態(tài)顯示頂板應(yīng)力情況、查看歷史曲線、數(shù)據(jù)備份以及報警記錄等功能。系統(tǒng)中工作于井下的應(yīng)力計，系統(tǒng)硬件設(shè)計都采取本安措施來滿足礦用（煤安）的本安要求。
　　煤科院重慶分院測試表明，系統(tǒng)及各部分滿足要求