基于无线传感器网络的煤矿安全监控系统的研究

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安全监测、通风监测、供电监测、煤流计量、主煤流监测这五大系统都对实时性要求较高，反映的数据类型基本类似，所以系统将这五大模块设计成统一的功能和显示风格，每个模块都有实时显示、安全监测、通风监测、供电监测、煤流计量、主煤流监测这五大系统都对实时性要求较高，反映的数据类型基本类似，所以系统将这五大模块设计成统一的功能和显示风格，每个模块都有“实时显示”、“实时曲线”、“数据查询”、“历史曲线”、“报表”这五个功能点。“实时显示”主要完成对井下与安全或设备状况密切相关的重要参数的实时数据的显示功能。“实时曲线”主要实现的是对比较重要的监测点或参数的实时数据进行动态曲线绘制，让工作人员能够非常直观地看出数据的变化趋势，以方便他们对生产的状况进行分析。“数据查询”是对一些需要的数据进行查看的过程，包括报警数据查询和历史数据查询，报警数据查询可以看到重要的一些报警数据，对重大报警历史数据可以进行打印便于卜报或者自行分析处理。“历史曲线”主要实现的是对比较重要的监测参数在一段时间内的历史数据绘制曲线，让工作人员能够非常直观的看到历史数据的变化趋势，以方便他们对生产的状况进行分析。“报表”是根据企业的需求，对一些关键数据进行整理和统计，形成直观的书面单据方便保存和打印，为企业工作提供方便而设计的。

束管监测由于对实时性不要求，因此与前几大系统功能点有所不同，分为“数据查询”“曲线分析”、“报表查询”、“三角防爆区”四个功能点。“数据查询”是通过测点位置和选择起始与结束的日期以表格的表现形式来查询所有气体的浓度含量。“曲线分析”是通过日期和测点来查询在固定时刻各个采样气体的浓度百分比曲线图。“报表查询”是每天生成“羊场湾煤矿束管监测分析日报”，同时可以通过日期进行查询。“三角防爆区”是可以查询在爆炸危险区内的所有气体抽样记录，并能显示每一条抽样记录的分析图和分析结果，将结果在分析图上定位。

“GIS系统”从总体功能上划分为六个功能模块，分别是:地图浏览、图层控制、图层编辑、搜索定位、实时报警、信息查询。整个系统功能如图3所示。

　　图3 煤矿安全地理信息系统功能模块图

3.3系统数据库设计

“煤矿安全监控系统”的数据库应包含井下监测的主要系统:供电、排水、主煤流、通风、束管、安检，同时还要添加能够进行GIS(地理信息系统)开发的库表信息和系统管理的库表信息。设计表结构时，考虑到此监控系统的特点，将安检、通风、报警等模块的监测数据分别建表。

4 结论

本文对无线传感器网络煤矿安全监控系统的组成与体系结构及软硬件设计方法进行了研究。该系统将ZigBee无线网络技术与传统的煤矿安全监控系统相结合，弥补了井下监控网络依靠有线传输的局限，使得安全监控系统最大可能地有效覆盖事故隐患的地方，并为连采工作面移动设备并网提供了技术支持。利用该技术，可以很方便地实现有线网络和无线网络的无缝接口，为混合网络的实现提供了重要参考。