短距离无线通信技术在煤矿井下的应用探讨

短距离无线通信技术在煤矿井下的应用探讨作者：张文祥，马银花作者单位：黑龙江科技学院计算机与信息工程学院刊名：移动通信英文刊名：MOBILECOMMUNICATIONS年，卷(期)：2009，33(3)被引用次数：0次参考文献(2条)1.张文祥.徐世国蓝牙技术在矿井无线通信中的应用[期刊论文]-煤矿机械2007(07)2.张文祥.马银花.汝彦冬基于nRF2401的矿井无线通信系统应用研究[期刊论文]-煤矿机电2007(05)相似文献(10条)1.学位论文雷文礼基于WiFi技术的矿井多业务终端的研究与实现2008随着国家对煤炭安全生产的重视，无线通信技术作为矿井通信与监测的有益补充，也开始在煤矿中得到广泛的应用。WiFi技术作为短距离无线通信技术的一种，有覆盖范围大，可无线自组网等优点，具有广阔的发展前景。本文通过对煤矿安全综合监测监控系统发展现状的分析，结合理论技术的发展及实际应用的业务需求，并比较短距离无线通信的多种技术，提出了基于WiFi技术的矿井多业务终端平台的模型，论证了基于ARM处理器和嵌入式操作系统Linux相结合的矿井多业务终端设计方案，并进行了硬件和软件总体设计。对矿井多业务终端硬件电路进行了整体设计与实现，主要包括：电源模块、ARM核心模块、存储模块、串口通讯模块、USB口通讯模块、数字音频接口模块等，并研制成功原理样机。对矿井多业务终端嵌入式软件系统进行了整体设计，介绍了嵌入式系统的开发环境，分析了嵌入式系统的软件架构，启动流程，并研制开发了矿井多业务终端软件，主要包括：嵌入式操作系统Linux、文件系统、以及基于WiFi技术的无线话音通信任务，无线数据通信任务，无线视频通信任务等软件模块开发及实现。对系统终端进行了测试，结果表明预期方案可行。最后，论文对所完成的工作做了总结，并对今后多业务终端的研究做出展望。2.期刊论文孙弋.SUNYi新型煤矿井下应急无线通信系统的建立-西安科技大学学报2008,28(1)随着现代化煤矿的要求及无线通信技术的发展,地面无线通信技术(如PHS)开始应用于煤矿井下通信.通过分析基于Zigbee的短距离无线通信技术,提出了一种基于Zigbee技术的矿井应急救援无线通信系统,实现井下目标位置环境等参数远程采集,为救援决策提供科学依据.该系统基于S3C44B0XARM7硬件平台和μC/OS-II软件平台开发出基于Zigbee技术的无线接力中继器来快速建立一条无线通信链路,并通过搭载环境参数传感器和红外摄像头的Zigbee前端实现对井下目标位置环境参数和视频图像的采集.重点介绍了该应急救援无线通信系统的原理、硬件组成和软件实现.3.学位论文李同松基于ZigBee技术的室内定位系统研究与实现2008随着现代通信技术和无线网络的快速发展，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的封闭空间定位技术目前还无法很好地利用。本文的重点就在于设计并实现了一种低成本、实用的无线传感器定位系统。基于IEEE802.15.4标准的Zigbee技术是一种新兴的低成本、低功耗、低速率的短距离无线通信技术。随着Zigbee技术越来越多地被用于家庭自动化、遥测遥控、汽车自动化和医疗护理等应用领域，基于ZigBee网络的实时定位问题正日益受到关注。本论文主要研究了基于ZigBee网络的室内无线定位技术，并在此基础上实现了一个针对办公室及楼道环境的定位系统。基于大量的实测数据，通过对数据的详细分析，总结出几种实用定位方法的特点，提出一种基于环境信息的混合定位法，这种方法融合了RSSI和LQI。本文实现了一个定位系统，它包括硬件平台、节点通信程序和上位机监测软件三部分。本文详细介绍了三部分的实现。其中，硬件平台以集成了射频与51微控制器的CC2430芯片为核心，该平台包括射频模块、辅助电路、功能指示电路等。实际节点可以根据其类型特点，选取硬件电路的不同部分加以实现。节点通信程序的开发以TI公司提供的Z-Stack协议栈为基础，论文详细介绍了节点间通信流程，给出了各类节点详尽的通信实现方法。在VC++6.0环境中编写了上位机监测软件，论文给出了详细的软件实现方案。论文最后对定位系统进行了实际测试。测试表明：本系统达到了设计要求，是一个低成本、易实现的系统。同时，针对实验中发现的不足，给出了进一步完善功能的方法。4.期刊论文田成金.TIANCheng-jin采煤工作面内短距离无线通信实验研究-煤矿开采2006,11(5)主要探讨了煤矿井下工作面内短距离无线载波通信频率的选择及工作面内导体对通信的影响,另外,还从电路上探讨了无线发射功率与电路设计的关系.5.学位论文郑宏瑞基于WiFi技术的矿井多业务综合接入的研究与实现2009以信息化带动工业化，大力推进信息化与工业化融合，这是国家在新时期提出的重大决策。随着煤炭生产企业的生产自动化、企业信息化的发展，信息化已经成为煤矿企业安全高效生产的重要保障。无线通信技术作为煤矿综合自动化和信息化的先进技术，也开始在煤矿中得到广泛的应用。WiFi技术是短距离无线通信技术的一种，有覆盖范围大，带宽高、可无线自组网等优点，具有广阔的发展前景。本文通过对兖矿集团赵楼煤矿安全生产环节中相关业务、相关系统的发展现状的分析，结合赵楼煤矿实际应用的业务需求，并比较短距离无线通信的多种技术，提出了基于WiFi技术的矿井多业务综合接入的模型，设计了针对PLC控制系统、语音通信、工业现场视频监控等多个业务的基于WIFI技术的综合接入方案，并对基于WIFI技术的矿井多业务综合接入的设计和实现进行了分析和总结。6.期刊论文王安义.杨柳.WANGAn-yi.YANGLiu一种新的煤矿井下应急救援的解决方案-煤炭技术2009,28(12)基于短距离无线通信技术的井下应急救援无线通信系统提出了一种快速无线信道的建立方法.该方法通过短距离无线技术,以无线接力方式通过自动投放装置来快速建立无线通信信道,能够快速、准确地获取灾难现场的关键信息数据和现场状态信息,以便营救人员组织实施营救工作.7.学位论文张振环基于蓝牙的无线测量系统研究与实现2008近年来的矿井安全事故一次次给人们敲响了警钟，安全生产已成为矿井行业乃至整个社会的重要问题而倍受关注。安全生产要求各级生产指挥者和业务部门能够及时获取环境安全参数和生产设备工作状态等动态信息，为指挥生产提供第一手资料。由于矿井生产的地下作业、易燃易爆等特殊环境，需要采用短距离无线测量系统来解决这种特殊环境下的数据采集和传输问题，为安全施工提供有效可靠的信息保障。无线测量系统拟将当前先进的实时信息采集、信息处理与无线通信技术相结合，应用于某些特殊场合的信息测量，特别是为煤矿和钻井等工程的安全生产提供先进的状态监测与实时报警手段。蓝牙技术作为一种短距离无线通信技术，跳频更快，数据包更短，技术更稳定。其优势主要体现在低成本、低功耗、小尺寸、点对多点连接、语音与数据混合传输以及高抗干扰等方面。而且蓝牙技术具有一整套全新的协议体系，可以应用于更多的场景。因此，将蓝牙技术应用于无线测量系统实现无线信息采集与通信将成为一种趋势。本论文研究、设计并实现了基于蓝牙的无线测量系统。主要包括以下内容：蓝牙协议及通信的研究。分析了蓝牙技术的特点、核心协议的组成体系、蓝牙通信原理、蓝牙网络结构、以及应用中的移动性与安全性等。蓝牙无线测量系统设计。设计并实现了基于蓝牙的无线测量系统，包括采集器和控制端两个终端系统。采集器系统硬件以低功耗AVR单片机ATmega128L和蓝牙通信模块为核心，还包含多路传感器、电池供电模块、在线编程接口等，进行了电路原理图设计、PCB设计以及PCB板调试。采集器系统软件是在AVR单片机集成开发环境CodeVersionAVR下进行开发的，利用C语言实现了多路传感器数据采集、蓝牙数据通信等功能。控制端软件主要进行了蓝牙串口通信与数据信息处理的设计与实现。控制端通过串口接蓝牙模块与采集器进行蓝牙无线通信，实现了对采集器的无线控制、多路采集数据的无线接收、处理、信息的提取和多种形式显示等，特别是通过信息的图形显示，达到了测量的直观性和易读性。系统通信的设计与实现。考虑到本无线测量系统的实际应用因素，本文采用了蓝牙通信和串口通信相结合的方式。分别对蓝牙通信的建立与实现、串口通信实现方式进行了研究。制定了系统的蓝牙串口通信协议，将通过蓝牙将采集器和控制端连接，建立蓝牙串口通信，实现了系统的无线测量功能。通过测试，本系统能够实现多路传感器数据采集，蓝牙无线数据传输，监控端对接收数据进行处理、存储、分析和显示，实现了对监测信息的实时测量与显示功能。8.期刊论文王安义.杨柳.WANGAn-yi.YANGLiu一种新的煤矿井下应急救援方案-煤炭技术2009,28(11)基于短距离无线通信技术的井下应急救援无线通信系统,提出了一种快速无线信道的建立方法.该方法通过短距离无线技术,以无线接力方式通过自动投放装置来快速建立无线通信信道,能够快速、准确地获取灾难现场的关键信息数据和现场状态信息,以便营救人员组织实施营救工作.9.学位论文宋颂基于WPAN的矿井移动目标监控系统通信协议的研究与应用2007移动目标监控是煤矿安全监控系统的重要组成部分,具有实时性、离散性等特点.矿井下的机电设备分为固定设备和移动设备两种,对于移动设备的安全监控与管理需要借助无线通信的手段来实现.矿井移动通信系统为井下移动目标的监控提供了一个可行的解决方案.井下移动通信系统采用动力载波、漏泄通信、感应通信等方式解决井下流动人员和移动设备的监控问题,系统通信方式和通信架构的选择与设计是实现监控功能的基础和关键.文章研究了基于CAN+WPAN技术实现井下移动目标监控功能的整体通信架构,深入分析了井下移动通信系统的特征,对比其他移动通信系统,得出采用现场总线与无线通信技术解决移动监控问题的特点与优势.设计新型的网关式移动目标监控系统的应用模型,对比其他无线通信到有线通信方式的优缺点,解决WPAN到现场总线(CAN)的通信问题.并将CAN+WPAN的移动通信架构应用于井下机车监控系统,采用模块化设计方法,对BS(无线基站)与SDR(短距离无线通信设备)进行设计,确定嵌入式软件与硬件的设计思想.对系统中存在的通信类型和信息类型进行分类:设计无线通信节点,移植802.15.4协议栈和CAN协议栈,开发802.15.4-CAN协议转换应用层模块.设计监控系统的定位和管理方式进行,确定系统内部信息的临时路由方式,设计系统的优化方案,解决内部信息冗余、冲突问题.通信体系结构的选取是实现井下移动目标监控的关键因素,采用现场总线(CAN)与WPAN802.15.4相融合的通信架构具有实时、准确、安全等特点,目前该模型已应用到实际工程项目中,取得了良好的应用效果.10.期刊论文卓邦远.刘海波.胡学军基于ZigBee技术矿井人员定位与瓦斯监控系统探讨-科技创新导报2009,(34)煤矿井下瓦斯主要是在采掘面开采的过程中涌出的,随着采掘面的延伸,传统的瓦斯监控系统就不能有效对采掘面的瓦斯进行有效监控了,从而造成表掘面的瓦斯监控成为监控的盲点.本文通过基于ZigBee的短距离无线通信技术,提出了一种基于ZigBee技术,既能对煤矿井下人员定位又能对在采掘面的瓦斯浓度实时有效监控的系统.本文链接：授权使用：深圳大学图书馆(szdxt)，授权号：41b90620-dde7-4464-8c36-9e0300b66028下载时间：2010年10月2日