基于Zig Bee的采空区无线温度监测系统.pdf

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1、96传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第4期基于ZigBee的采空区无线温度监测系统安璐，丁恩杰，李曙俏(中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心信息与电气工程学院，江苏徐州221008)摘要：针对目前采空区防火的困难和不足，设计了一种基于ZigBee的无线传感器网络对采空区温度进行实时监测。系统各个节点以CC2430为核心，终端温度采集节点通过温度传感器DS18B20采集采空区浮煤的温度，数据经终端节点采用无线的方式传递到路由节点，路由节点通过多跳的方式将数据汇

2、聚到协调器节点，并进行数据处理后通过CAN总线把温度值传递到上位机。该系统弥补了有线设备因布线而带来的成本问题，具有成本低、可靠性高、易于组网的优点。对监测采空区温度，预防采空区浮煤自燃提供了有效的方法。关键词：采空区；ZigBee；温度监测；CAN总线中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)04-0096-03Ioat一w‘ire’lesstJemDeratJUrem0nl●t』0rl●ngsystemlbaSed10nZigBeetechnologyANLu，DINGEn-jie，LIShu—q

3、iao(ResearchCentreoftheInternetofThings(SensorMine)，SchoolofInformation＆ElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China)Abstract：Inviewofthedisadvantagesofthepreventionandcontroltechnologyofspontaneouscombustioningoal，awirelesstemperaturemo

4、nitoringsystembasedonZigBeetechnologyisdesigned．ThesystemnodesrevolvearoundCC2430，endnodessensethetemperatureofgoafinminebytemperaturesensorDS18B20，datasaresenttoroutingnodesfromendnodesbythewayofwireless，androutingnodesgatherthedatastocoordinatornodeviamuhi—hop．coordin

5、atornodestransmittheprocessedtemperaturedatatothehostcomputerthroughCANbus．Thesystemhastheadvantageoflowcost，highreliability，easynetworking．Thissystemprovideaneffectivewaytomonitorthetemperatureandpreventofspontaneouscombustioningoa1．Keywords：goaf；ZigBee；temperaturemoni

6、toring；CANbus0引言一。本文针对现有井下有线数据采集系统的不足，将基于采空区可分为散热带、氧化带和窒息带。其中由于氧ZigBee技术的无线传感器网络引入井下，对采空区温度进气浓度高，漏风强度较小，最容易发生浮煤自燃的是氧化行实时监控，具有一定的实用意义和现实意义。带。煤的自燃主要是由于煤和氧气接触时发生的煤氧1系统总体架构复合，即物理吸附、化学吸附和化学反应放出热量，当放出整个系统主要由终端节点、路由节点和Coordinator节的热量大于散发出的热量时，煤温上升导致煤产生自燃。点组成’7j。终端节数据采集节点主要负责通过

7、温度传感采空区煤的自燃是一个复杂的物理化学过程，影响因器测量采空区温度，并将采集得到的数据以无线的方式传素复杂，但概括起来可以归纳为如下几个方面：1)具有一递到路由节点上；路由节点通过多跳的方式将这些数据传定厚度的浮煤；2)有充分含氧量的气流持续的经过浮煤至Coordinator节点，同时路由节点也负责将Coordinator节区；3)浮煤区有积蓄氧化热量的环境。点收到的上位机控制命令传递到终端节点；Coordinator节在煤的自热过程中，温度的变化直接反映了煤的自热点负责将采集到的所有网络数据进行处理，并通过CAN总程度，因此，在

8、采空区中可能发生煤的自燃的氧化带中布设线将数据传送到井上上位机上，以供地面监控J。系统总温度传感器，定时监测采空区遗留浮煤的温度是研究采空区中煤温变化，分析、预报煤炭自燃直接而有效的途径之体网络结构如图l所示。收稿日期：