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基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统的研究
作 者: 贾忠上
导 师: 刘明
学 校: 山东科技大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 瓦斯监测 无线传感器网络 无线传感器网络路由协议 STC 1 2C5A60S2 nRF905
分类号: TN929.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 62次
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内容摘要
随着社会经济的发展,我国对煤炭的需求量逐年增加,煤矿开采的压力也越来越大。然而我国煤炭开采的安全状况不容乐观,特别是瓦斯爆炸事故不断发生进一步凸显了我国煤矿生产中存在的基础设施落后的问题。井下瓦斯浓度监测是矿井安全管理的重要环节,传统的瓦斯监测系统主要采用有线网络的连接方式,但是有线传输方式在时间和空间上都受到很大约束。本文结合无线传感器网络技术,提出了基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统的设计方法。根据该设计思想将系统分为信息采集、传送、监控和路由设计等几部分。针对现场实际的需求,提出固定结点和移动结点的实现方法并对两类传感器结点进行了软硬件设计。结点硬件部分主要包括:控制模块、传感器模块、无线通信模块和电源模块。软件部分主要包括数据采集模块与处理模块和数据传输模块,并给出了各模块的流程图。然后重点对瓦斯数据传输模块中的路由协议进行分析、设计并提出了适合于矿井无线传感器网络的路由协议。本设计的主要内容是井下部分瓦斯监测系统数据采集和传输。最后在室内和走廊对所设计的网络进行了测试,试验表明,监测网络的通信效果良好,结点能够按照设计的工作方式执行监测任务,基本实现了预期的设计要求,可以满足煤矿瓦斯监测的需要。基于无线传感器网络煤矿监测系统是对现有的瓦斯气体监测方式的一项改进,对我国煤矿瓦斯气体的监测具有重大理论意义和实用价值。
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全文目录
摘要 5-6ABSTRACT 6-111 绪论 11-15 1.1 课题的研究背景 11-12 1.2 意义与目的 12-13 1.3 本系统的主要内容 13-152 总体方案介绍 15-17 2.1 瓦斯监测系统的整体结构 15-16 2.2 瓦斯监测系统的硬件组成 16 2.3 瓦斯监测系统的软件组成 16-173 传感器结点硬件电路的设计 17-35 3.1 移动结点硬件电路设计 18-32 3.2 固定结点硬件电路设计 32-354 瓦斯数据采集和传输模块软件的设计 35-41 4.1 瓦斯数据采集模块设计 35-37 4.2 瓦斯数据传输模块设计 37-415 矿井下与地面监控部分的通信方式 41-466 无线传感器网络的路由协议 46-57 6.1 网络的建立与新结点入网 46-47 6.2 路由协议的分类 47-54 6.3 PBRP的设计 54-56 6.4 本系统路由协议方案的设计 56-577 试验与结论 57-598 总结展望 59-61 8.1 工作总结 59 8.2 工作展望 59-61致谢 61-62攻读硕士期间发表论文 62-63参考文献 63-65附录1 65-66附录2 66
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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