基在ZigBee的矿井防爆监测系统的研究 时候：2015-10-29来历：中国防爆网作者：阅读次数：513

今朝我国的煤矿平安出产情势较为严重，我国煤炭产量约占世界的31%，但煤矿灭亡人数却占到了世界的79%.国度平安出产监视治理总局的统计数字显示，2007年我国产生煤矿变乱35起，灭亡778人；此中瓦斯爆炸变乱21起，灭亡438人；别离占总数的60%和56.3%.2008年截至10月，我国产生煤矿变乱44起，灭亡368人；此中瓦斯爆炸变乱18起，灭亡217人；别离占40.9%和59%.可见，瓦斯爆炸严重地风险着煤矿的出产和工人的平安。

煤矿平安监测系统的研究一向被视为工矿平安装备研究的热门'但是今朝绝年夜大都的矿井平安监测系统均存在两个较年夜的错误谬误：是井下监测笼盖面较小，存在着较多的监控死角；二是只重视了瓦斯当前浓度值的监测而疏忽了浓度的转变率参数，存在着研究生，研究标的目的为主动化、电路系统。

3显示较年夜的监测缝隙。为此，本文提出了一种基在ZigBee与恍惚推理的矿井防爆无线监测系统新方案，年夜年夜削减了监测死角和监测缝隙，下降了平安隐患。

1系统整体方案设计系统整体布局方案如所示，首要由散布在井下采掘面的瓦斯传感节点、坑道中继节点和地面监测站构成。系统整体布局框图系统工作道理以下：基在ZigBee的井下散布式瓦斯传感收集中包括若干散布在采掘面各点的瓦斯传感节点，传感节点经由过程甲烷传感探头及时取得瓦斯浓度数据，在内核法式中按照浓度计较浓度转变率，并组织恍惚推理机按照瓦斯浓度和其转变率进行恍惚推理和阈值判决生成预警判决旌旗灯号，然后连同节点位置信息生成预警数据包并经由过程ZigBee收集将预警数据包传输到坑道中继节点；坑道中继节点对来自所有辖属传感节点的预警数据包进行汇总构成预警总判旌旗灯号数据包，然后经由过程ZigBee收集发送给地面监测站，*终由地面监测站的计较机负责预警数据的阐发、入库和声光示警。

2系统硬件设计2.1瓦斯传感节点硬件设计瓦斯传感节点的硬件部门基在ZigBee射频芯片CC2480与16位单片机MSP430实现，节点道理如所示。CC2480为德州仪器（TI）公司*新的Z-Accel系列2.4GHzZigBee认证收集首款产物，米3系统软件设计系统的软件设计工作包罗瓦斯传感节点、坑道中继节点和地面监测站三部门。瓦斯传感节点和坑道中继节点的软件部门均采取嵌入式C说话编写实现，地面监测站的软件法式米用VisualBasic6.0实现。瓦斯传感节点的软件部门首要负责气体浓度监测、预警旌旗灯号的推理生成和ZigBee旌旗灯号的发送；坑道中继节点的软件部门首要负责ZigBee旌旗灯号的主动化与仪表2009（4）中转；地面监测站的软件部门首要负责预警数据的汇总阐发、数据库操作和声光示警。

3.1瓦斯传感节点软件设计瓦斯传感节点的软件流程如所示。

瓦斯传感节点的软件流程图法式起首按照探头获得的气体浓度数据计较浓度转变率，并将浓度和浓度转变率作为推理输入量送入恍惚推理机模块，输入量的恍惚化进程可采取高斯形附属函数法，浓度恍惚值取“小”、“中”、“年夜”

和“很年夜”，转变率恍惚值取“负年夜”、“负小”、“零”、“正小”、“正年夜”；输入量经Mamdani法推开云体育app理和重心法清楚化运算后获得持续危险值p，然后对p值进行阈值判决，从而生成*终的预警旌旗灯号s，判决公式以下：当s=1时，生成预警数据包并挪用ZigBee完成预警数据的发送；当s=0时，返回主轮回继续监测。

3.2坑道中继节点软件设计坑道中继节点上电复位后，MSP430在法式主轮回中按时监测引脚P4.7，当CC2480收到来自瓦斯传感节点的预警旌旗灯号后，经由过程SRDY向MSP430发出要求，MSP430监测到该要求时响应CC2480，然后经由过程SPI1口线领受CC2480的数据包并进行正当校验，校验成功后在数据包外层贴敷中继节点本身信息（节点ID、中转时候等），*终将二次封装后的数据包经由过程CC2480转发到地面监测站。法式流程如所示。

3.3地面监测站软件设地面监测站软件程在可视化编程说话Visu发，负责及时领受来自井动定位报警位置，并向值信息存入数据库，为此后功能模块如所示。

序是中间治理系统，首要基alBasic6.0和数据库手艺开下监测收集的报警旌旗灯号，自S班员示警，同时主动将报警查案供给。软件的首要初始化/登录电路模块初始化参数设聊显示数据库呀理用户接□模块数掘/号令发送汇总与迕间士成报表写人与输出串U（ZigBee）通倍模右地面也Fig. 4系统靠得住性设计鉴在矿井现实情况中高系统靠得住性，在系统方管投切电容器时，应先投入电容残压*高的电容器以避免晶闸管被击穿。若残压*高相能投入，则其他两相接着投；反之，则关断三相投入进程。获得波形真正实现了平安预警，显著下降了平安隐患。