基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的采煤機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、煤炭是我國的主要能源之一，煤炭的開采是關(guān)乎國民經(jīng)濟(jì)的大事。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，礦井生產(chǎn)日益自動(dòng)化、機(jī)械化，促進(jìn)了煤礦的高效生產(chǎn)。但同時(shí)也引發(fā)一個(gè)問題，礦井環(huán)境惡劣容易導(dǎo)致采煤機(jī)發(fā)生故障，影響煤礦的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失，因此對(duì)采煤機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測迫在眉睫，傳統(tǒng)的有線監(jiān)測方式存在靈活性差等弊端，難以滿足采煤機(jī)的監(jiān)測需求。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前在國際上備受關(guān)注的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域，《MIT技術(shù)評(píng)論》將其列于十大新興

2、技術(shù)之首。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的研究尚屬起步階段，而且主要應(yīng)用在礦井環(huán)境監(jiān)測和人員定位等方面。在采煤機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中引入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有重要的意義，無線傳輸方式可以免去工業(yè)現(xiàn)場布線，安裝更加靈活，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)采煤機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測可以更加方便快速地了解采煤機(jī)的健康狀況，有效地避免采煤機(jī)故障的發(fā)生。
　　本文從對(duì)比幾個(gè)主流的無線通信技術(shù)入手，選用了低成本、低功耗的ZigBee技術(shù)設(shè)計(jì)采煤機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

3、，在理論基礎(chǔ)研究工作之上，結(jié)合采煤機(jī)的實(shí)際應(yīng)用背景，提出了系統(tǒng)的整體方案，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)測中心三部分，利用單片機(jī)MSP430F5438控制三軸加速度傳感器ADXL345和溫度傳感器DS18B20實(shí)現(xiàn)振動(dòng)和溫度信號(hào)的采集，無線射頻芯片CC2530完成數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，最后通過RS232串口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信。在本文中完成了協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和終端設(shè)備節(jié)點(diǎn)的硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；在IAR平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件設(shè)計(jì)，利用Z-Stac

4、k協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)，無線發(fā)送、接收程序設(shè)計(jì)，并完成了溫度和振動(dòng)傳感器的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)和溫度的采集和無線收發(fā)等功能；基于LabVIEW平臺(tái)設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，從而可以直觀的監(jiān)測采煤機(jī)運(yùn)行狀況，該監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)、歷史數(shù)據(jù)查詢、閾值設(shè)定和預(yù)警指示等功能，數(shù)據(jù)一目了然，為管理人員決策提供了方便。
　　最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了采煤機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的功能，進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊的測試，包括通信距離、信號(hào)