一种新型矿用无线顶板位移在线监测系统的设计.pdf

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1、·78·煤矿机电2015年第6期王璐．一种新型矿用无线顶板位移在线监测系统的设计[J]．煤矿机电，2015(6)：78—80，83．doi：10．16545／j。enki．cmet．2015．06．022一种新型矿用无线顶板位移在线监测系统的设计王璐(天地(常州)自动化股份有限公司，江苏常州213015)摘要：针对煤矿井下巷道和工作面顶板位移不能方便、准确、实时在线监测的问题，设计了一种采用无线传输的新型顶板位移在线监测系统。该系统以智能传感器为基础，利用ARMCortex．M0+作为核心处理器，采用Wa

2、veMesh低功耗无线自组网技术进行数据传输，实现对井下顶板位移的在线监测。主要阐述系统的工作原理，给出无线传感器的硬件电路和软件设计流程。实际应用表明，该系统数据可靠，运行稳定。通过对顶板位移数据的采集、处理和判断，为煤矿井下安全生产提供可靠的决策依据，同时也可并入其他网络组成更大的系统来满足复杂监测控制的需求。关键词：顶板位移；监测；无线自组网；智能传感器中图分类号：TD676文献标识码：B文章编号：1001—0874(2015)06—0078—04DesignofNewWirelessOn—Line

3、MonitoringSystemforRoofDisplacementinMineWangLu(Tiandi(Changzhou)AutomationCo．，Ltd．，Changzhou213015，China)Abstract：Inviewoftheproblemsthattheroofdisplacementatundergroundminetunnelandworkfacecannotbemonitoredconveniently，accuratelyandtimely．Designsanon-li

4、nemonitoringsystemfornewwirelessroofdisplacement．ThissystemadoptstheintelligentsensorasthefoundationandusesARMCodex—M0+asthecoreproeessor．ThedatatransmissionisprocessedbyWaveMeshlowpowerwirelessad—hocnetworktechnology，whichrealizestheon·linemonitoringofth

5、eroofdisplacement．Mainlyintroducestheworkingprinciplesofthesystem，illustratesthehardwarecircuitsandsoftwaredesignflowofwirelesssensor．Theapplicationshowsthatthedataofthesystemisreliable，andtheoperationisstable．Throughtheacquisition，processingandjudgraento

6、froofdisplacementdata，providesthereliabledecisionforsafetyproductionatundergroundmine．Andalsothesystemcanbeincorporatedintoothernetworkstocomposealargersystemtomeettheneedsofcomplexcontrolandmonitoring．Keywords：roofdisplacement；monitoring；wirelessad—hocne

7、twork；intelligentsensor0引言近年来随着经济的快速发展，煤炭开采不断向深处进行，井下地压也不断增大，开采环境更为复杂，煤矿巷道或工作面容易出现顶板下沉，故对井下顶板位移的监测显得尤为重要，只有保证井下顶板安全，才能有效防止冒顶事故的发生，提高煤矿企业的安全生产水平。通过分析研究，设计了一种采用Cortex-M0+为内核的MKL252128超低功耗单片机作为核心处理器，两路深、浅基点准确对井下顶板位移数据进行采集，采用WaveMesh无线自组网技术进行数据传输。由于对信号采取保护处理，

8、有效地解决了数据采集、传输过程中的干扰问题。同时选用无线方式传输数2015年第6期煤矿机电·79·据，可减少井下繁琐布线。该系统通过地面上位机软件对井下顶板位移进行实时监测，为地面人员研究井下地质的变动规律提供依据，及时制定预防措施，防止冒顶事故的出现，在一定程度上保证了工作的安全，减少事故的发生和资源的损失。l监测系统总体结构顶板位移在线监测系统主要由井下无线传感器网络和地面监测主机两个部分组成。其整体结构如图1所示。井下的