矿井通风监测系统的研究与设计
发布时间：2021-03-19 14:06
矿井通风系统是矿井安全生产的重要内容,它通过持续向井下输送新鲜空气、及时排除有毒有害气体与粉尘,为井下提供安全的作业环境。通风监测系统是矿井通风系统建设的重要环节,通过对井下风速、风压、温度及有毒有害气体等信息的监测,有助于实时与现场保持联系,实现事故的及时监测与处理,有效提高下作业环境的安全性。本文根据矿井通风监测系统的数据流程,即数据采集→传输→分析处理,从传感器设计与布设原则（数据采集）、综合数字通讯平台研究（数据传输）及综合软件平台设计与实现（数据分析与处理）三个方面,研究了通风监测系统的设计与实现方法,并在狮子山铜矿成功实现应用。主要内容包括：（1）根据大部分矿山的实际情况,对已建成的主要巷道,研究了通风系统的监测对象,即风速、风压、温度、CO、风机开停等,进而研究其布局原则；对于正在掘进中的掌子面,本研究采用超低功耗微控制器MSP430F149设计出便携式WiFi传感器,该传感器具有使用时间久、可靠性高等特点,能较好地适应矿山通风监测的要求。进而根据监测点距离进行合理分区,研究了传感器监测网络的布设原则。（2）在研究传感器布设的基础上,研究了综合通讯平台的建设方案。具体而言...
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 传感器
1.2.2 网络架构
1.2.3 通讯平台
1.2.4 软件综合平台
1.3 研究目标、研究内容与技术路线
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
1.4 本章小结
第二章 通风监测系统框架分析
2.1 矿井监测系统特点
2.2 相关规范与监测指标
2.3 通风监测系统总体框架研究
2.3.1 传感器设计选型依据
2.3.2 通讯平台选型依据及网络架构
2.3.3 软件平台结构
2.4 本章小结
第三章 通风监测系统数据采集研究
3.1 矿山通风主要监测对象
3.2 主要巷道的传感器布设
3.2.1 CO传感器
3.2.2 温度传感器
3.2.3 风速传感器
3.2.4 风压传感器
3.2.5 开停传感器
3.3 便携式WIFI传感器设计
3.3.1 便携式WiFi传感器结构
3.3.2 传感器模块信号处理
3.3.3 传感器测量地点信息的预输入
3.3.4 传感器采集数据的存储
3.3.5 传感器特点及优点
3.4 通风监测系统传感器网络布设原则
3.5 本章小结
第四章 通风监测系统综合通讯平台研究
4.1 地下通讯技术及现状
4.1.1 小灵通无线通讯系统
4.1.2 GSM/CDMA无线通讯系统
4.1.3 泄露电缆矿井通讯系统
4.1.4 ZigBee综合通讯系统
4.1.5 WiFi综合通讯系统
4.2 综合通讯平台选型
4.2.1 综合通讯平台的选择依据
4.2.2 ZigBee系统与WiFi综合数字通讯平台对比分析
4.2.3 数字式GSM/CDMA系统与WiFi综合数字通讯平台对比分析
4.2.4 综合通讯平台选定
4.3 综合通讯平台布设研究
4.4 本章小结
第五章 综合软件平台研究与实现
5.1 软件平台总体设计原则与要求
5.1.1 总体设计原则
5.1.2 总体设计要求
5.2 软件平台总体设计方案
5.2.1 技术原理
5.2.2 开发平台
5.2.3 系统架构方式
5.3 系统模块设计
5.3.1 数据显示模块
5.3.2 数据查询与分析模块
5.3.3 预警模块
5.3.4 配置管理模块
5.4 系统功能与特点
5.4.1 系统功能
5.4.2 系统特点
5.5 本章小结
第六章 系统实现及应用
6.1 狮子山铜矿简介
6.1.1 基本情况
6.1.2 通风系统现状
6.2 传感器网络架构
6.2.1 主要传感器选型
6.2.2 传感器网络架构
6.3 通讯平台建设
6.3.1 井下拟建信号覆盖区域分析
6.3.2 通讯平台的总体布置及主干环网形成
6.3.3 矿井各中段通讯平台网络布设
6.4 综合软件控制平台界面
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属矿山安全避险“六大系统”设计思路[J]. 毛春雷,许晖. 金属矿山. 2012(05)
[2]WIFI技术与传统矿井无线通信技术对比[J]. 侯振堂,梁博,张建,张强,郑志辉. 科技信息. 2012(03)
[3]新型煤矿用无线网络监测与控制装置[J]. 邵小强,马宪民. 西安科技大学学报. 2011(04)
[4]中小型煤矿瓦斯监测监控系统的设计[J]. 倪冠华,张超. 煤矿安全. 2011(03)
[5]贵州某矿安全监测监控系统优化设计[J]. 马科伟,索亮,刘源骏,袁梅. 煤矿现代化. 2010(06)
[6]Ventsim三维通风仿真系统在金属矿山的应用[J]. 柳明明. 金属矿山. 2010(10)
[7]基于多传感器管理技术的危险源监测与分析[J]. 何金灿,王慧斌,徐立中. 自动化技术与应用. 2010(09)
[8]基于MSP430的矿山通风实时监控系统[J]. 王全振,施云波,修德斌,顾权,吴丹. 电子测量技术. 2010(06)
[9]基于ZigBee和以太网的矿山安全监测系统[J]. 李虎威,黄庆享,高杨. 陕西煤炭. 2009(03)
[10]基于WiFi的井下通讯系统在矿山企业中的应用[J]. 孙仁锋,姜桂鹏,王春光,穆海军. 矿山机械. 2009(10)
博士论文
[1]基于网络分析的矿井通风系统故障源诊断技术研究[D]. 赵丹.辽宁工程技术大学 2011
硕士论文
[1]大红山铜矿风机远程监测与调控系统研究与设计[D]. 寇向宇.中南大学 2011
[2]矿井通风监控系统设计与开发[D]. 易志根.中南大学 2010
[3]基于ZigBee技术的矿用无线传感器网络研究[D]. 刘洋.太原理工大学 2010
[4]金属矿山主提升设备安全监测与预警系统研究[D]. 何衍兴.中国地质大学 2010
[5]Zigbee无线通讯技术在井下监测的应用研究[D]. 陈忠强.中南大学 2009
[6]基于CAN总线的煤矿监测监控系统[D]. 闫飞.西安科技大学 2009
[7]煤矿安全监控系统分析与设计[D]. 李波.北京邮电大学 2009
[8]矿井通风安全监测监控系统关键技术研究[D]. 林安栋.辽宁工程技术大学 2008
[9]狮子山铜矿通风系统优化研究[D]. 况世华.昆明理工大学 2008
[10]矿井通风可视化系统研究与应用[D]. 林增勇.中国地质大学 2008
本文编号：3089703
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 传感器
1.2.2 网络架构
1.2.3 通讯平台
1.2.4 软件综合平台
1.3 研究目标、研究内容与技术路线
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
1.4 本章小结
第二章 通风监测系统框架分析
2.1 矿井监测系统特点
2.2 相关规范与监测指标
2.3 通风监测系统总体框架研究
2.3.1 传感器设计选型依据
2.3.2 通讯平台选型依据及网络架构
2.3.3 软件平台结构
2.4 本章小结
第三章 通风监测系统数据采集研究
3.1 矿山通风主要监测对象
3.2 主要巷道的传感器布设
3.2.1 CO传感器
3.2.2 温度传感器
3.2.3 风速传感器
3.2.4 风压传感器
3.2.5 开停传感器
3.3 便携式WIFI传感器设计
3.3.1 便携式WiFi传感器结构
3.3.2 传感器模块信号处理
3.3.3 传感器测量地点信息的预输入
3.3.4 传感器采集数据的存储
3.3.5 传感器特点及优点
3.4 通风监测系统传感器网络布设原则
3.5 本章小结
第四章 通风监测系统综合通讯平台研究
4.1 地下通讯技术及现状
4.1.1 小灵通无线通讯系统
4.1.2 GSM/CDMA无线通讯系统
4.1.3 泄露电缆矿井通讯系统
4.1.4 ZigBee综合通讯系统
4.1.5 WiFi综合通讯系统
4.2 综合通讯平台选型
4.2.1 综合通讯平台的选择依据
4.2.2 ZigBee系统与WiFi综合数字通讯平台对比分析
4.2.3 数字式GSM/CDMA系统与WiFi综合数字通讯平台对比分析
4.2.4 综合通讯平台选定
4.3 综合通讯平台布设研究
4.4 本章小结
第五章 综合软件平台研究与实现
5.1 软件平台总体设计原则与要求
5.1.1 总体设计原则
5.1.2 总体设计要求
5.2 软件平台总体设计方案
5.2.1 技术原理
5.2.2 开发平台
5.2.3 系统架构方式
5.3 系统模块设计
5.3.1 数据显示模块
5.3.2 数据查询与分析模块
5.3.3 预警模块
5.3.4 配置管理模块
5.4 系统功能与特点
5.4.1 系统功能
5.4.2 系统特点
5.5 本章小结
第六章 系统实现及应用
6.1 狮子山铜矿简介
6.1.1 基本情况
6.1.2 通风系统现状
6.2 传感器网络架构
6.2.1 主要传感器选型
6.2.2 传感器网络架构
6.3 通讯平台建设
6.3.1 井下拟建信号覆盖区域分析
6.3.2 通讯平台的总体布置及主干环网形成
6.3.3 矿井各中段通讯平台网络布设
6.4 综合软件控制平台界面
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间主要的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属矿山安全避险“六大系统”设计思路[J]. 毛春雷,许晖. 金属矿山. 2012(05)
[2]WIFI技术与传统矿井无线通信技术对比[J]. 侯振堂,梁博,张建,张强,郑志辉. 科技信息. 2012(03)
[3]新型煤矿用无线网络监测与控制装置[J]. 邵小强,马宪民. 西安科技大学学报. 2011(04)
[4]中小型煤矿瓦斯监测监控系统的设计[J]. 倪冠华,张超. 煤矿安全. 2011(03)
[5]贵州某矿安全监测监控系统优化设计[J]. 马科伟,索亮,刘源骏,袁梅. 煤矿现代化. 2010(06)
[6]Ventsim三维通风仿真系统在金属矿山的应用[J]. 柳明明. 金属矿山. 2010(10)
[7]基于多传感器管理技术的危险源监测与分析[J]. 何金灿,王慧斌,徐立中. 自动化技术与应用. 2010(09)
[8]基于MSP430的矿山通风实时监控系统[J]. 王全振,施云波,修德斌,顾权,吴丹. 电子测量技术. 2010(06)
[9]基于ZigBee和以太网的矿山安全监测系统[J]. 李虎威,黄庆享,高杨. 陕西煤炭. 2009(03)
[10]基于WiFi的井下通讯系统在矿山企业中的应用[J]. 孙仁锋,姜桂鹏,王春光,穆海军. 矿山机械. 2009(10)
博士论文
[1]基于网络分析的矿井通风系统故障源诊断技术研究[D]. 赵丹.辽宁工程技术大学 2011
硕士论文
[1]大红山铜矿风机远程监测与调控系统研究与设计[D]. 寇向宇.中南大学 2011
[2]矿井通风监控系统设计与开发[D]. 易志根.中南大学 2010
[3]基于ZigBee技术的矿用无线传感器网络研究[D]. 刘洋.太原理工大学 2010
[4]金属矿山主提升设备安全监测与预警系统研究[D]. 何衍兴.中国地质大学 2010
[5]Zigbee无线通讯技术在井下监测的应用研究[D]. 陈忠强.中南大学 2009
[6]基于CAN总线的煤矿监测监控系统[D]. 闫飞.西安科技大学 2009
[7]煤矿安全监控系统分析与设计[D]. 李波.北京邮电大学 2009
[8]矿井通风安全监测监控系统关键技术研究[D]. 林安栋.辽宁工程技术大学 2008
[9]狮子山铜矿通风系统优化研究[D]. 况世华.昆明理工大学 2008
[10]矿井通风可视化系统研究与应用[D]. 林增勇.中国地质大学 2008
本文编号：3089703
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3089703.html
