基于无线传感器网络的煤矿井下设备温度监测系统

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煤矿安全监测系统是煤矿实际生产中不可或缺的部分,目前主要的监测对象是环境安全监测和生产工艺监测,对电气设备温度、电缆接头温度的监测通常是煤矿安全监测系统的弱点甚至是盲点。由于矿用设备老化、负荷过大等现象都可能引起设备温度过高、进而引发火灾、爆炸现象,不仅严重影响煤矿的安全生产,而且威胁着作业人员的生命安全、还会给国家造成巨大的经济损失。因此,对煤矿井下设备温度进行实时监测并进行预警研究是很有必要的,本文使用传感器技术、无线通信技术结合有线传输技术,设计了一套监测系统来对设备温度进行实时远程监控,同时可实现设备监测温度的数据存储分析和预测预警。设备温度监测系统由终端节点模块、数据传输网络和上位机三部分组成。其中终端节点主要用于对设备温度的采集、显示并对超过阈值的温度进行控制报警,STM32处理器作为主控器,汇聚各单节点的信息,并接收上位机的控制命令发送给终端节点。数据传输网络主要用于上位机监控中心与各终端节点的信息传输,采用两级网络的形式进行组网通信,各终端节点与主控器使用CC2530无线收发模块实现ZigBee组网,主控器与监控中心使用CAN总线来连接。上位机可以将CAN总线传输的数据进行显示、保存,并通过BP神经网络对数据进行训练进而预测设备温度时间序列的变化趋势。系统通过在狭长的走廊模拟煤矿巷道进行实验。结果显示CC2530模块组网稳定,CAN总线数据传输准确可靠,系统实现了远程监测效果,找到设备温度变化的内在联系,进而预测出设备温度的未来变化,及时发现设备隐患,保障了煤矿的安全生产。
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