多样异常数据筛选WSNs矿井热害监测系统设计.pdf

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1、2015年第34卷第12期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)83DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)12-0083--04多样异常数据筛选WSNs矿井热害监测系统设计樊宽刚1,2，么晓康，李革(1．江西理工大学机电工程学院，江西赣州3410002．北京大学信息工程学院，广东深圳518055)摘要：针对深层矿井热害监测问题和有线监测系统布线复杂等缺点，基于ZigBee和WiFi两大通信技术，设计了一种有多样性异常数据筛选功能的无线传感器网络(WSNs)矿井热害环境监

2、测系统。经过实验验证：本系统实现了对环境参数的监测。研究了两类多样性异常数据筛选方法，提出了参数适应型拉依达异常数据剔除法则和使用置信水平的数据剔除方法，提出了皮尔森相关系数域(PCCF)异常状态判断法。经过数据分析验证，以上两类方法具有良好的效果。关键词：无线传感器网络；矿井热害；监测系统；参数适应型拉依达准则；皮尔森相关系数域中图分类号：TD76；TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)l2-0083-04Design0fWSNsmineheat—harmmonitoringsystemwithfi⋯ltert一un

3、ct·i-onat~ai-nst·dli-versi-t·yOIna1bnorma’1d1ataFANKuan．gang一，YAOXiao．kang，LIGe(1．SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，Ganzhou341000，China；2．SchoolofElectronicsandComputerEngineering，PekingUniversity，Shenzhen518055，China)Abstract

4、：Aimingatproblemsofheat—harmmonitoringindeepmineandshortcomingsofcomplexwiringthatwiringmonitoringsystemhas，awirelesssensornetworks(WSNs)heat—harmenvironmentalmonitoringsystemwithfilterfunctionagainstdiversityofabnormaldataisdesigned，whichisbasedontwocommunicationtechnologie

5、swhichareZigBeeandWiFi．Itisverifiedbyexperimentthatthesystemrealizesmonitoringofenvironmentalparameters．Twokindsoffiltermethodsagainstvariousabnormaldataarestudied．ParameteradaptivePautacriterion(PAPC)andconfidencelevelmethodareputforwardforeliminatingabnormaldata．Abnormalst

6、atesjudgmentmethodofPearsoncorrelationcoefficientfield(PCCF)issimultaneouslyproposed．Itisverfiedbydataanalysisthattheabovetwokindsofmethodshavegoodeffect．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；mineheat·harm；monitoringsystem；parameteradaptivePautacriterion(PAPC)：Pearsoncorrela

7、tioncoefficientfield(PCCF)0引言线安装复杂等。文献[4]利用物联网技术对矿井安全监工业信息化的发展带动了矿业的持续繁荣，然而，国内控系统进行了研究。ZigBee无线传感器网络(WSNs)因其外开采与监测技术依然不能满足矿井生产需要。加拿大、网络节点低成本，低能耗，可大规模组网f由优势得到广泛应南非和我国等国家矿产开采已超过千米深度甚至更深。用。当开采深度不断增加，原岩温度升高而诱发岩体的物理力针对矿井深度开采的热害监测和现存有线监测不足，学性质发生变化随之产生更多的开采问题或次生灾害。据并结合金属矿井生产实际，设计一种

8、矿井WSNs环境热害文献[2]统计，南非和日本部分矿井温度超过50％，我国开监测系统，然后，对监测系统采集的数据筛选方法进行了深采深度超过1000m的