基于物联网技术的煤矿瓦斯浓度监测系统设计

摘要

瓦斯浓度实时监测是煤矿安全生产的主要前提之一。本文通过研究发现采用物联网技术的煤矿井下瓦斯浓度无线监测网络，能更好的实现无误差报警。该系统使用无线通信方式开发井下瓦斯浓度实时监测网络，并且通过物联网的形式与互联网连接，使煤矿管理人员、上级主管部门，甚至普通民众都可以随时观察煤矿井下任何位置的瓦斯浓度情况。
　　本文的研究内容主要包括两个部分，一是具有无线通信功能的瓦斯检测节点的研究；二是物联网监控软件开发。因井下环境温度与瓦斯气体释放速度密切相关，故开发的瓦斯检测节点可对矿井下瓦斯浓度以及温度同时检测。设计中采用了MC112型瓦斯探测器、AD7416型温度传感器、瓦斯浓度判断电路、单片机控制模块以及Zbee无线收发模块等组成无线传感网络节点，该节点可以同时采集井下瓦斯浓度和环境温度信息，并且通过无线方式传递数据，节点具有检测灵敏度高、受其它气体组分的影响小、结构简单，并且可以远程监控等特点。开发了井下无线通信网络软件，建立了拓扑结构的无线通信协议，该网络由井下无线通信节点组成，这些节点在瓦斯浓度采集的同时，也担任数据传输的任务共同井下无线通信网络，构建了井上综合监控的智能化软件平台，使井上管理人员、管理机构甚至无关人员都可以通过网络查询井下瓦斯浓度分布状况。进行了相关实验，结果表明该网络可以可靠采集瓦斯浓度和环境温度信息，并且通过无线传输、网络交换的方式与互联网平台通信。

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1. 绪 论

1.1 煤矿瓦斯实时监测的重要意义

1.2 瓦斯检测技术的发展现状

1.3 物联网简介

1.4 物联网技术的发展现状

2. 矿井下瓦斯监测的总体设计

2.1 系统的整体设计要求

2.2 系统设计结构

2.3 物联网计算机的监测平台

3. 物联网煤矿瓦斯监测系统的设计

3.1 地面监控子系统设计

3.2 无线传感网络节点设计

3.3 节点转换器

3.4 节点组网及程序流程

4. 监控软件的设计及实验

4.1 监控软件的设计

4.2 监测软件的数据实验

5. 主要创新点以及下一步的研究工作

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢