减少矿井通风能耗的无线传感器网络应用研究

2017-01-21崔秀华

资源节约与环保 2017年2期

关键词：矿井通风无线

崔秀华

（朔州职业技术学院山西朔州036002）

减少矿井通风能耗的无线传感器网络应用研究

崔秀华

（朔州职业技术学院山西朔州036002）

在矿井的生产过程中，需要时刻对矿井的通风效果进行测试，保障矿井良好的通风效果的同时，必须减少矿井通风的能耗，尤其是无效益的能耗。结合相关的通风阻力测试的原理，提出了一种以无线传感器网络技术为核心技术的矿井通风参数的无线测试的方法与手段，进而依据相关的参数开发出了一套矿井通风参数无线测试的系统。通过对这个系统的实际应用与测试，其能够将矿井内的湿度、温度、风量及风速等参数进行详细的测量，并通过无线传感传输到相应的设备当中，提升了测试准确度，为及时改善矿井通风并较少不必要的能耗提供保障。

矿井通风测试系统；无线传感网络；应用：能耗

现今，矿井通风情况的衡量都是利用压差计法以及气压计同步法来开展的，其中气压计法对于巷道两端的时间控制比较难掌握，导致所测出结果的精准度较低；压差计法所测出数据的准确度较高，但操作工序较多、繁琐，且工作的效率较低。据此，创设了一种可以进行无线传感网络技术矿井通风的参数测试法。

1 系统结构与工作原理的分析

无线传感器网络是新兴起来的一门技术，它是由很多微小的传感器组成的，它的无线传感器网络节点同时具有信息处理能力、感应能力和无线通信等能力，它集成了传感器、微机电系统和网络三大技术。无线传感器网络是新的研究领域，在环境、空间探索及煤矿领域有非常广阔的应用前景。

对于矿井的工作来说，是在气压计同步法的基础之上建立起的无线传感器网络技术，在进行相关参数的测量时，主要是对矿井中安装的无线测试的设备来建立起相关的连接，进而对其中的风流、风速、风量等进行准确的测量以及无线的传输。同时，相关测量的结果及数据还能够在LCD上进行同步显示。

通常情况下，矿井通风测试系统中应用的都是网状的拓扑结构，其中不仅包含了主矿井中的通风多参数无线测试的设备，还包含了从矿井通风多参数是无线测试的相关设备等等。通过这些设备来对矿井内的通风参数进行测量、采集相关的数据，进而依据实际的测量效果来建立一个较为完善的局域网络系统。在对巷道内的数据进行信息采集的同时，还能够将相应的数据信息情况进行发送与储存。

2 系统硬件设置

2.1 无线测试装置的设置

对于矿井而言，无论是主矿还是从矿，在安装无线装置设备时，所有硬件的规格都是统一的。一般来说，矿井中安装的主要是LED显示的模块及相关的指示灯，设备的控制按键，对温湿度进行测试的温湿度传感器、测试气压以及风速等参数的相应的传感器、带通滤波器和天线等等。

2.2 中继路由节点

在矿井的通风系统中，中继路由节点的功能一般都是接受由矿井中的主测试设备上无线传输过来的测试数据、参数信息，并对其进行转发。在无线传感网络技术中起到了一个中转站的作用，不需要对数据进行大量的处理，功能相对比较简单。一般情况下所包含的有芯片、电源模块、时钟模块以及LED的显示模块。

2.3 传感器设置

此系统中所应用气压传感器系统来对巷道内的气压参数进行测量，而后在与外界的设备通过无线传感器相连，进而将相关的参数进行实时的传输与存储。在矿井通风测试系统中，采用的是数字式的温湿度传感器，其内部不仅装备了温度与湿度的检测仪器，同时还存在信号的变换以及加热器等功能。

3 系统软件设计

3.1 主测试装置程序设计

无线测试系统中所采用的是网络自组织与自愈合的系统的网络技术模板，其中主要是以C语言为基础来进行相关程序的编写，并逐步建立起相关的项目构建。主矿井通风多参数无线测试设备是系统网络的协调器，必须先对其进行初始化的设置，而后在依据相关的网络型号来设定网络地址，进而对周围能量进行检测与绑定，就能够成功的创建其无线的传感器网络结构系统。在系统建立完成之后，还需要对其他相关联的设备进行接入与连接。

3.2 从测试装置发送参数序设计

从测试装置在经过初始化之后，需要通过信号能量来对周围存在的网络进行扫描，并发送连接的申请。主测试系统在接受其申请之后，从测试系统设备就会自动的对周围环境的温度、湿度、风速等进行检测，并将检测的结果发送给主测试装置上，进而便于对其进行有效的监控与管理。