自供能式矿井提升系统状态监测传感器网络设计

发布时间：2024-06-07 02:42

　　矿井提升系统是沟通地面和井下的桥梁,是煤炭生产运输系统的重要组成部分,其安全性和可靠性影响着整个矿山的生产效率,关系着矿井工作人员的安全。然而,目前矿井提升系统的状态监测普遍采用人工检测的方法,该方法成本高、效率低、精度差,且难以满足实际监测需求,而传统的有线监测手段又很难适应煤矿运输的恶劣环境和复杂工况。因此亟需一种适用于矿井提升系统状态监测的有效方法。无线传感器网络具有能耗低、组网灵活、容错性强等优点,具备解决矿井提升系统状态监测问题的潜力。但受限于矿井特殊的地理环境和复杂的工况,其应用于提升系统的状态监测仍面临诸多挑战。本文基于实际需求,拟设计一种自主供能、组网灵活、性能可靠的提升系统状态监测网络,主要研究内容包括:1)矿井提升系统状态监测网络总体设计。分析了环境因素对各频段电磁波衰减的影响,对比了多种常用短距离无线通信技术的优缺点,选取了监测网络的具体监测参数类型。通过对比和分析发现,以2.4GHz作为通信频率,选择ZigBee作为无线通信技术,更加适用于提升系统状态监测。选择温度、湿度和加速度三种状态参数,以综合监测矿井提升系统的健康情况,并据此设计了监测网络的总体结构。2)...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 本章小结
2 矿井提升系统状态监测网络总体设计
    2.1 无线通信传输特性分析
    2.2 无线通信技术方案分析
    2.3 监测参数类型分析
    2.4 监测网络总体设计
    2.5 本章小结
3 基于井筒风能的能量供给模块设计
    3.1 微型风力发电模块设计
    3.2 能量管理电路设计
    3.3 本章小结
4 矿井提升系统状态监测网络软件设计
    4.1 自组网概述
    4.2 网络应用设计
    4.3 上位机软件设计
    4.4 本章小结
5 矿井提升系统状态监测网络性能测试与分析
    5.1 能量供给模块和节点功耗实验与分析
    5.2 网络性能实验与分析
    5.3 上位机软件功能测试
    5.4 数据采集实验
    5.5 本章小节
6 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3990658