久久88香港三级台湾三级中文-久久91-久久91精品国产91久-久久91精品国产91久久-久久91精品国产91久久户

  • 頭條煤礦頂板壓力數(shù)據(jù)的無線傳輸方式比較
    2020-11-29 作者:衛(wèi)斌峰、崔建明  |  來源:《電氣技術(shù)》  |  點擊率:
    分享到:
    導(dǎo)語作者提出了一個煤礦頂板壓力智能采集和無線傳輸?shù)姆桨福ο到y(tǒng)進行了硬件和軟件設(shè)計,同時,將目前存在的無線傳輸方式進行了比較,選取了一種適合井下傳輸?shù)臒o線數(shù)據(jù)傳輸方式。

    我國煤礦安全事故其中主要是瓦斯和頂板事故,煤礦頂板事故對礦井安全生產(chǎn)危害極大。從我國煤礦事故統(tǒng)計來看,頂板事故一直居各類事故之首,使礦山壓力的觀測和控制成為實現(xiàn)礦山生產(chǎn)科學(xué)管理、減少頂板事故必不可少的基礎(chǔ)工作。

    目前我國的礦壓觀測儀器主要存在的問題:傳統(tǒng)的機械式、液壓式礦壓觀測儀精度低,數(shù)據(jù)讀取和輸入計算機不便,工作效率低下;而較先進的礦壓監(jiān)測系統(tǒng),配置復(fù)雜,操作不方便,并且這種系統(tǒng)常采用電話線和電纜等有線的通信方式,將壓力信息傳送到井上進行觀測和分析。

    這種有線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò),雖然有傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定,不易受到外界干擾等優(yōu)點,但隨著井下采煤工作面的推進,這種有線的通信方式在布線、維護上勢必會更加困難。因此有必要考慮采用智能采集無線傳輸方案,本文重點討論了目前常用的各種無線傳輸方式,并對其進行了可行性分析。

    煤礦壓力智能采集裝置的硬件設(shè)計

    煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置的系統(tǒng)框圖如圖1所示,該系統(tǒng)主要由以下部分組成:電源電路、壓力數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲電路、無線數(shù)據(jù)傳輸電路、系統(tǒng)報警電路。

    它主要完成兩個任務(wù):一是將壓力傳感器采集回來的壓力數(shù)據(jù)進行A/D轉(zhuǎn)換,并將轉(zhuǎn)換結(jié)果進行數(shù)字濾波、線性處理和標(biāo)度變換,并進行報警判斷和處理,最后將數(shù)據(jù)存儲起來供通信使用;二是完成與上位機的通信。

    微控制器是整個煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置的核心,它既要對測量的頂板壓力進行數(shù)據(jù)的運算和數(shù)字處理,又要對各種外部設(shè)備進行控制。因此在設(shè)計過程中我們選用了PHILIPS公司的ARM7系列微控制器LPC2131。

    煤礦頂板壓力數(shù)據(jù)的無線傳輸方式比較

    圖1 煤礦壓力數(shù)據(jù)采集裝置系統(tǒng)框圖

    壓力數(shù)據(jù)采集是通過壓力傳感器實現(xiàn)的。根據(jù)實際要求,壓力傳感器輸入的壓力信號范圍為:0~60Mpa;輸出信號范圍為0~3.3V的電壓信號,這樣輸出的電壓信號可直接進行A/D轉(zhuǎn)換,如果不滿足,可以通過信號調(diào)理電路進行信號轉(zhuǎn)換。由于LPC2131只有8路10位的A/D轉(zhuǎn)換器,因此每個采集裝置最多能對8個壓力傳感器進行數(shù)據(jù)采集。

    存儲芯片選用ATMEL公司的E2PROM存儲芯片AT24C32A,該芯片采用400kHz的I2C接口,其存儲容量為4096×8bit,即4k字節(jié)。若采樣間隔為5分鐘時,裝置每小時采樣12次,每小時存儲的壓力數(shù)據(jù)所占用的存儲空間為:12×20=240字節(jié),最長讀取數(shù)據(jù)時間為:4096÷240=17.07小時,即必須在17小時內(nèi)讀取一次數(shù)據(jù)。若采樣時間間隔長一些,那讀取時間可以更長,滿足了所采集數(shù)據(jù)容量的要求。

    煤礦壓力智能采集裝置的軟件設(shè)計

    煤礦壓力智能采集裝置的軟件設(shè)計包括以下幾部分:系統(tǒng)初始化、實時時鐘設(shè)置、壓力數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)存儲、無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)取S捎谠撓到y(tǒng)采用低功耗設(shè)計,所有功能子程序都在中斷中完成。當(dāng)系統(tǒng)初始化后,將微控制器LPC2131的功率控制寄存器設(shè)為空閑模式,系統(tǒng)自動進入低功耗狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)有中斷時,微控制器LPC2131被喚醒,調(diào)用相應(yīng)的程序進行處理。

    系統(tǒng)的主程序流程圖如圖2所示,數(shù)據(jù)采集的中斷處理流程圖如圖3所示。

    煤礦頂板壓力數(shù)據(jù)的無線傳輸方式比較

    圖2 系統(tǒng)主程序流程圖

    煤礦頂板壓力數(shù)據(jù)的無線傳輸方式比較

    圖3 數(shù)據(jù)采集的中斷處理流程圖

    無線傳輸方式的比較

    1 藍牙通信

    藍牙技術(shù)是一種采用微波技術(shù)取代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中錯綜復(fù)雜的連接電纜實現(xiàn)固定設(shè)備和可移動設(shè)備的互聯(lián)而建立起來的特殊的短程無線通信,它具有靈活、快速、抗干擾能力強等優(yōu)點,而且不限制監(jiān)控設(shè)備的具體位置,使其在社會各個領(lǐng)域特別是監(jiān)控領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用。

    藍牙工作在2.4GHz,對于這一頻率在礦井中的傳輸,許多學(xué)者已經(jīng)進行了多次實驗,實驗表明,100dBm的功率可以有效地傳輸100m,同時空間電磁波對通信的干擾很小,不影響通信質(zhì)量。[2]同時,藍牙技術(shù)可在有效范圍內(nèi)透過障礙物進行連接,而且沒有方向要求,能夠?qū)崿F(xiàn)點對多點的通信,組網(wǎng)方便。

    其缺點在于:傳輸速率不高(最高為1Mbps)、安全性不高。

    2 紅外數(shù)據(jù)傳輸

    紅外通信技術(shù)是目前在世界范圍內(nèi)廣泛使用的一種無線連接技術(shù),現(xiàn)已被眾多的硬件和軟件平臺所支持。它主要通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā),是一種點對點的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。

    其優(yōu)點在于:具有小角度(30度錐角以內(nèi))、短距離、點對點直線數(shù)據(jù)傳輸;保密性好;傳輸速率較高可達16Mbps。

    缺點在于其通信距離短(0~1m);通信過程中不能移動;遇到障礙物時,通信會中斷;只能點對點傳輸,因此功能單一、擴展性差。

    3 射頻技術(shù)

    射頻技術(shù)(RF,Radio Frequency)是一種無線電通信技術(shù),其利用電磁波為載波來傳輸信息,它是一種在一個區(qū)域范圍內(nèi)的任何地方,在各種電子設(shè)備之間實現(xiàn)無線通信的開放性技術(shù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

    射頻技術(shù)使用幾個特定頻率中的一個頻率傳輸數(shù)據(jù),相鄰網(wǎng)絡(luò)使用不同的頻率。目前使用的射頻芯片大多工作在433/868/915/2400MHz頻段,工作時,在MCU的控制下,通過無線射頻收發(fā)芯片將數(shù)據(jù)直接進行數(shù)據(jù)傳輸。

    射頻技術(shù)在2.4GHz頻段的數(shù)據(jù)傳輸速率為250kbit/s,在915MHz為40kbit/s,在868MHz頻段為20kbit/s。有效傳輸范圍為10~75m,可以實現(xiàn)點到多點的傳輸。功耗和成本都相對藍牙較低。

    4 GPRS通信技術(shù)

    基于現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)傳輸點移動同時數(shù)據(jù)的遠距離傳輸,就是利用現(xiàn)有移動運營商已經(jīng)建立好的覆蓋全國的無線網(wǎng)絡(luò),這種傳輸方式具有方便、靈活、穩(wěn)定、傳輸距離遠、不受地點限制、價格適中等特點。

    GPRS優(yōu)點在于:數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃杂休^高的保障;從遠端到管理中心的傳輸延時小,適于實時信息傳輸;通信速率高,最高理論速率可達到171.2kbps。其缺點在于:管理中心的GPRS接入方式相對復(fù)雜,基本不可以采用低成本的用戶終端方式接入,遠程通信終端的成本相對較高[5]。

    綜上所述,各種無線設(shè)備都有各自的優(yōu)劣,都有其廣泛的用途,但適合煤礦井下惡劣的工作環(huán)境,要求抗干擾能力強,穿透能力強,傳輸距離盡可能的遠。因此我們考慮采用工作頻率為2.4GHz的無線射頻技術(shù),通過無線中繼的方式來實現(xiàn)遠距離傳輸。

    總結(jié)

    本文針對目前煤礦壓力檢測系統(tǒng)存在的問題,提出了對頂板壓力的智能采集和無線傳輸方案,并對煤礦頂板壓力智能采集裝置進行了硬件和軟件設(shè)計,同時將目前廣泛使用的各種無線傳輸方式進行了比較,指出了各自的優(yōu)劣,最后決定采用無線射頻技術(shù)加中繼的方式來實現(xiàn)井下壓力數(shù)據(jù)的無線傳輸。

    (編自《電氣技術(shù)》,作者為衛(wèi)斌峰、崔建明。)

主站蜘蛛池模板: 女性被躁视频 | 黄色片日本网站 | 韩国主播vip福利视频在线播放 | 国产亚洲一区二区三区在线观看 | 91精品久久国产青草 | 久久91综合国产91久久精品 | 亚洲精品国产美女在线观看 | 久久久国产精品免费看 | 久久99精品这里精品3 | 国产一区二区欧美丝袜 | 91久久青青草原免费 | 91视频免费观看高清观看完整 | 91视频丝袜 | 第一福利在线视频 | 77777五月色婷婷丁香视频 | 久久综合色综合 | 免费国产不卡午夜福在线观看 | 欧美精品黄页免费高清在线 | 精品欧美一区二区三区免费观看 | 一级毛片一级黄片 | 中国xxxx视频播放免费 | 日韩在线观看高清 | 久久国产乱子伦精品免 | 成人毛片100部免费看 | 亚洲黄色在线观看视频 | 99久久综合狠狠综合久久男同 | 亚洲乱码国产一区网址 | 国产精品久久久久三级 | 国产在线看不卡一区二区 | 精品一区二区三区亚洲 | 国产精品麻豆网站 | 看黄色一级视频 | 一级特级片 | 国产在线一区二区 | 精品哟哟国产在线观看 | 清除唯美第一区二区三区 | 亚洲成综合| 国产系列在线播放 | 成人免费视频网址 | 伦在线| 视频一区免费 |