基于无线传感器网络技术的煤矿安全监测系统

摘要

近几年，煤炭企业的伤亡事故频频发生，成为构建和谐社会不能承受之重，当务之急就是提高煤矿安全监测系统的技术水平。无线传感器网络作为一个新兴的研究领域，具有十分广阔的应用前景。本文提出了一种基于无线传感器网络技术的煤矿安全监测系统，充分利用无线传感器网络的特点，并结合成熟的CAN总线通信技术，实现对井下各种环境及生产参数全方位、实时监测和智能预警，以大大降低煤矿生产安全隐患。
　　 论文在前期的方案论证阶段，充分分析了国内外现有的各种煤矿安全监测系统，通过分析各种煤矿监测的利弊，证明了将无线传感器网络应用于煤矿的可行性和优越性，并且通过对比各种应用于井下无线通信技术的特点，选择了ZigBee作为无线传感器网络的通信平台。针对井下的特殊环境，特别着重考虑了其电磁环境和电磁波传播的频率特性，通过参考大量国内外成功方案，决定选择915MHz作为ZigBee的工作频率。
　　 本文完成了基于IP-Link1221-2033无线射频模块和C8051Fxx系列MCU组成的煤矿安全监测系统的通用通信平台的软硬件设计，并在低功耗设计上也提出了一定的见解。最后通过后期大量的实验，得到了模块在实际环境下的通信距离、天线辐射范围等有价值的数据，并就调试过程中出现的一系列问题提出了若干建议。实验结果肯定了该系统设计的可行性，及其系统良好的稳定性和可扩展性。