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基于无线传感器网络的煤矿安全监控系统研究

By:张艳

摘要:新中国成立以来,我国的经济开始复苏和发展,尤其是我国实行了对内改革和对外开放之后,我国的经济更是步上一个新台阶,在此经济基础上,无线传感器网络也进入快速发展阶段,开始应用的到生活中的每一个地方,管理模式也从传统的人员管理转变到依靠无线传感器网络而进行的远程管理,管理方式也日益现代化、信息化和功能化。那么在我国,煤矿行业的发展一直处于较不稳定和安全的发展模式,传统的管理方式已然不适合煤矿企业的发展,下面我就当前煤矿安全监控系统进行分析研究,对无线传感网络在煤矿安全监控系统中的应用加以分析,从而有效地提高我国煤矿生产管理的安全过程。

关键词:浅谈;无线传感器网络;煤矿安全监控系统;研究管理

 

    随着我国社会主义社会的不断发展和建设,我国的科学技术水平也不断提高,越来越多的高科技产品出现,这些产品进入市场,给我们的生产生活又带来了一项保障措施。煤矿行业也随着经济的快速发展,出现了很多问题,比如过量开采、管理方式落后等,造成煤矿企业发展过程中的安全管理阻碍,那么就必须对其企业制定合理的管理制度和管理系统,从而有利于企业健康快速稳定安全的发展,基于以上煤矿行业出现的各类安全管理问题,我国提出了基于无线传感器网络的煤矿安全监控系统,将管理过程中出现的安全问题全部快速处理,从目标制定、开采、出矿等各个流程都细化分块处理。从而对其管理的整个过程有效控制,努力实现最低成本,最高效益,最安全生产。

1.无线传感器网络

1.1无线传感器概念

    无线传感器通常是外封装,电源采用外部供电或者是其他地方供电的形式,多个无线传感器作为无线网络的终端节点组建成了网络,无线传感器既可以实现数据感应功能,同时也能够最好数据处理和传输。网络节点在收集数据信号时,通常是由无线网将信号上传到计算机系统中,之后,计算机软件再对各个模块的信号进行分组数据处理,系统监控中心就将信息反馈到各个无线传感器节点,从而实现了整个过程的数据转换处理过程。

1.2无线传感器网络特点

    无线传感器网络就是指传感器终端为节点,通过计算机系统对信息进行处理,之后利用无线电通信方式构建的无线传感器网络系统。一种微型无线传感器应用技术发展已经成熟,因此市场上也比较繁多,价格相对来说,也比较低廉。这种微型无线传感器就是自组织结构的。通过数据的采集、传输和处理等过程,从而实现整个过程的数据转换处理过程。

2.煤矿安全监测系统

2.1当前我国煤矿安全监测现状分析

    我国早在上个世纪就引进了发达国家的监控系统,但是由于我国的煤矿行业发展的特殊性,再加上国外的监测系统是根据国外的煤矿行业发展来设计的,那么在我国,监测系统的应用一直都没有能够很好的实现。因此在我国,后来就开始针对我国的煤矿安全行业发展问题展开了技术探究,目的就是为了研发适合我国的煤矿安全监测系统,尽管已经开发出了很多种类的煤矿安全监测系统,但是由于这些系统使用都比较简单,因此其功能相对来说,也比较单一,那么要实现对数据采集后续管理就经常出现问题,没有办法做到有效地控制管理,当然就不能够很好的实现在我国煤矿安全监测管理中的良好应用。

2.2煤矿安全监测关键要点

    煤矿安全监控系统和传感器节点类似,主要是在煤矿安全监测系统中设定设备的安全运行范围值,当其运行过程中超出该范围值时,就会在地图上出现警报处理的声音和图表显示,那么监督人员就会从听到的声音和颜色图标准确确定是哪里的设备出现故障,以便及时进行有效防治,进行安全性检查,降低了设备故障的发生率。当然,在设备管理过程中权限划分,权责分明,促进有效管理,当管理系统的中心程序启动后,里面有具体的权责划分,那么当每一个负责人登录其系统时,就能对其所管辖的范围进行全程监督,各司其职,一旦出现问题,也不会造成管理混乱,可以及时有效的解决问题。因此利用煤矿安全监控系统应用于公煤矿的管理过程中,能够起到事半功倍的效果。

3.煤矿安全监测系统开发与设计

3.1主控系统组成

    无线传感器网络系统应用于煤矿安全监测系统的过程中,主控系统的设置一定要考虑到各个功能模块的特性和作用,下面我简单对其加以叙述。

3.1.1环境监测模块

    对于煤矿矿井中的一些有毒的气体等进行监测,一旦发现问题,做好事故解决。对于矿井的气体主要是高浓度的甲烷,对于矿井下的低浓度甲烷、一氧化碳气体等,可能由于受到煤矿矿井中风速、温度、气压等的影响,从而出现事故安全隐患,影响人民的生民安全,因此一定要做好环境监测模块的设计。

3.1.2生产监控系统

    生产环节参数如煤仓煤位、水仓水位、供电电压、供电电流、功率等模拟量,监控主要生产环节的参数如水泵、提升机、局扇、主扇、胶带机、采煤机、开关、磁力起动器运行状态和重要设备的运行状态参数的波动。

3.1.3中线站主控软件

    中线站静止的进行监测,在每一个节点上实现这样的工作任务的完成,在监测的同时,还必要接受来自中线站同步的检测数据,实现对数据的三维坐标和整周末数进行解算,知道观测解算的数据达到既定的要求为止。

3.2监测系统功能

    监测系统功能主要是以下几方面:第一,监测矿井安全生产现场的各种参数状况;第二,环境参数是否出现超出预定设置的范围;第三,自动控制功能的实现,自动或者是手动切断电源等;第四,监测系统的自我检测功能;第五,数据保存功能,主要是在这个控制点上进行观测几分钟,之后等到所有的仪器设备完成了初始化工作之后,监测系统就利用间隔的方式按照既定的采样过程中进行自动观测,实现实时动态地确定矿井空间位置,进而实现数据的同步,从而有效提高监测系统的准确度,同时节省了大量的人力和时间的投入,提高了工作效率;第六,数据统计分析过后按照列表显示功能、模拟量实时曲线和历史曲线显示功能。

3.3监测系统存在的问题

    监测系统存在的主要问题有:第一,传感器质量不过关;第二,通信协议不规范;第三,监测系统的自我检查能力较弱,监测系统维护功能也比较差;第四,现场管理和维护水平有限,仍然有待进一步提高。

4.结束语

    无线传感器网络作为一种发展较好的煤矿安全检观测新技术逐渐走向成熟,在煤矿安全监测管理的过程中也取得了较大的进步和成效。无线传感器网络的应用,对我国的煤矿行业起到了很好的保障,随着计算机技术和器件技术的进一步发展,无线传感器组建的煤矿安全监控系统将逐步完善。在矿山、勘探等工业勘测领域给人们带来更多的便利,同时节省了大量的人力和时间的投入,提高了工作效率。但是无线传感器网络在我国的煤矿监测系统的应用还处于初级阶段,它的应用范围正在被广泛拓展到尽可能多的行业领域中去,因此加强无线传感器网络在各类煤矿安全监测过程中的有效应用,同时拓宽其在各行各业的使用,是一项长期而艰巨的任务,需要全民的共同努力去实现。

 

 

参考文献:

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