煤礦頂板壓力傳感器監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

近幾年來，中國煤礦發(fā)生了安全事故，安全形勢十分嚴峻。采礦業(yè)生產(chǎn)中最常見的是假冒事故。天花是由于煤礦巖石穩(wěn)定性差，當強烈的壓力傳遞到天花板和兩側(cè)時，會破壞巖石。為預防假冒事故，必須掌握礦山頂板的壓力規(guī)律。對頂板壓力變化進行實時監(jiān)測，可研究礦山頂板壓力規(guī)律，采取預防措施，有效預防事故。

礦井綜合采礦工作面環(huán)境復雜，巷道內(nèi)有氣體、甲烷、煤塵等可燃氣體，設備必須防爆、防塵。與此同時，采煤機等一般都是大功率設備，在運行和停止過程中會產(chǎn)生強烈的電磁干擾，所以在采用有線方式傳輸信號時，必須切斷信號和遠程傳輸信號的衰減等問題。無線電通過2.4GHz無線電通信傳輸數(shù)據(jù)，無需復雜的布線，系統(tǒng)具有很強的抗干擾能力。所以本系統(tǒng)采用無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點作為頂板壓力數(shù)據(jù)采集的終端，采用無線電通信方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄奂?jié)點，采用有線電通信方式將采集到地面的管理監(jiān)控站，實現(xiàn)頂板壓力的實時監(jiān)控。圖1顯示了系統(tǒng)框圖。

無線概述。

WSN是指在一定區(qū)域內(nèi)部署具有無線通信和計算能力的微型傳感器節(jié)點，它們通過自組織方式組成分布式智能網(wǎng)絡系統(tǒng)，可根據(jù)環(huán)境自主完成任務。感應網(wǎng)絡節(jié)點間采用無線通信，通信距離短，一般采用多跳躍方式。感應網(wǎng)絡可在獨立環(huán)境下運行，也可通過網(wǎng)關與因特網(wǎng)連接，使用戶遠程訪問。這是一個動態(tài)網(wǎng)絡，節(jié)點隨處可移動，網(wǎng)絡具有無中心，自組織，動態(tài)拓撲組織等特點。

2.無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點。

感應器節(jié)點(終端節(jié)點)是無線感應器網(wǎng)絡的基本單元，具有數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸?shù)裙δ?，該系統(tǒng)的節(jié)點設計以TI公司的CC2430為中心。

2.1頂壓檢測傳感器。

該系統(tǒng)采用GD-307型礦用頂板壓力傳感器，是控礦用頂板壓力變化的專用儀器，可以自動將工作頂板下沉轉(zhuǎn)化為標準電信號，輸送到相關設備。GD-307輸入電壓為DC9V~18V，測量范圍為0~10兆帕，基本誤差為2%，輸出信號為1毫安~5毫安，輸出距離為1500米。

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