減少礦井通風能耗的無線傳感器網絡應用研究

崔秀華

（朔州職業技術學院山西朔州036002）

減少礦井通風能耗的無線傳感器網絡應用研究

崔秀華

（朔州職業技術學院山西朔州036002）

在礦井的生產過程中，需要時刻對礦井的通風效果進行測試，保障礦井良好的通風效果的同時，必須減少礦井通風的能耗，尤其是無效益的能耗。結合相關的通風阻力測試的原理，提出了一種以無線傳感器網絡技術為核心技術的礦井通風參數的無線測試的方法與手段，進而依據相關的參數開發出了一套礦井通風參數無線測試的系統。通過對這個系統的實際應用與測試，其能夠將礦井內的濕度、溫度、風量及風速等參數進行詳細的測量，并通過無線傳感傳輸到相應的設備當中，提升了測試準確度，為及時改善礦井通風并較少不必要的能耗提供保障。

礦井通風測試系統；無線傳感網絡；應用：能耗

現今，礦井通風情況的衡量都是利用壓差計法以及氣壓計同步法來開展的，其中氣壓計法對于巷道兩端的時間控制比較難掌握，導致所測出結果的精準度較低；壓差計法所測出數據的準確度較高，但操作工序較多、繁瑣，且工作的效率較低。據此，創設了一種可以進行無線傳感網絡技術礦井通風的參數測試法。

1 系統結構與工作原理的分析

無線傳感器網絡是新興起來的一門技術，它是由很多微小的傳感器組成的，它的無線傳感器網絡節點同時具有信息處理能力、感應能力和無線通信等能力，它集成了傳感器、微機電系統和網絡三大技術。無線傳感器網絡是新的研究領域，在環境、空間探索及煤礦領域有非常廣闊的應用前景。

對于礦井的工作來說，是在氣壓計同步法的基礎之上建立起的無線傳感器網絡技術，在進行相關參數的測量時，主要是對礦井中安裝的無線測試的設備來建立起相關的連接，進而對其中的風流、風速、風量等進行準確的測量以及無線的傳輸。同時，相關測量的結果及數據還能夠在LCD上進行同步顯示。

通常情況下，礦井通風測試系統中應用的都是網狀的拓撲結構，其中不僅包含了主礦井中的通風多參數無線測試的設備，還包含了從礦井通風多參數是無線測試的相關設備等等。通過這些設備來對礦井內的通風參數進行測量、采集相關的數據，進而依據實際的測量效果來建立一個較為完善的局域網絡系統。在對巷道內的數據進行信息采集的同時，還能夠將相應的數據信息情況進行發送與儲存。

2 系統硬件設置

2.1 無線測試裝置的設置

對于礦井而言，無論是主礦還是從礦，在安裝無線裝置設備時，所有硬件的規格都是統一的。一般來說，礦井中安裝的主要是LED顯示的模塊及相關的指示燈，設備的控制按鍵，對溫濕度進行測試的溫濕度傳感器、測試氣壓以及風速等參數的相應的傳感器、帶通濾波器和天線等等。

2.2 中繼路由節點

在礦井的通風系統中，中繼路由節點的功能一般都是接受由礦井中的主測試設備上無線傳輸過來的測試數據、參數信息，并對其進行轉發。在無線傳感網絡技術中起到了一個中轉站的作用，不需要對數據進行大量的處理，功能相對比較簡單。一般情況下所包含的有芯片、電源模塊、時鐘模塊以及LED的顯示模塊。

2.3 傳感器設置

此系統中所應用氣壓傳感器系統來對巷道內的氣壓參數進行測量，而后在與外界的設備通過無線傳感器相連，進而將相關的參數進行實時的傳輸與存儲。在礦井通風測試系統中，采用的是數字式的溫濕度傳感器，其內部不僅裝備了溫度與濕度的檢測儀器，同時還存在信號的變換以及加熱器等功能。

3 系統軟件設計

3.1 主測試裝置程序設計

無線測試系統中所采用的是網絡自組織與自愈合的系統的網絡技術模板，其中主要是以C語言為基礎來進行相關程序的編寫，并逐步建立起相關的項目構建。主礦井通風多參數無線測試設備是系統網絡的協調器，必須先對其進行初始化的設置，而后在依據相關的網絡型號來設定網絡地址，進而對周圍能量進行檢測與綁定，就能夠成功的創建其無線的傳感器網絡結構系統。在系統建立完成之后，還需要對其他相關聯的設備進行接入與連接。

3.2 從測試裝置發送參數序設計

從測試裝置在經過初始化之后，需要通過信號能量來對周圍存在的網絡進行掃描，并發送連接的申請。主測試系統在接受其申請之后，從測試系統設備就會自動的對周圍環境的溫度、濕度、風速等進行檢測，并將檢測的結果發送給主測試裝置上，進而便于對其進行有效的監控與管理。

結語

（1）礦井通風測試系統是在原本的礦井通風阻力的測定方法上進行相關的改進與更新而來的。這種形式的礦井通風多參數的無線測試方法能夠對礦井進行全方位同步的測試，同時對礦井通風阻力的檢測方法有了進一步的優化與簡化。

（2）引用無線傳感網絡技術，能同時測量相距一定范圍內的風速、風量，并將采集的多參數無線發送至主測試裝置，能夠有效的對礦井通風參數進行無線的測試、傳輸與分析，實現實時同步化的測量與報告。此外，還可以將相關的信息進行存儲，就可以利用計算機對相關的數據進行調取與測試。

（3）無線傳感器網絡技術，全方位同步測試，節約時間，提高測風效率，能夠高效快速地較少不必要的能耗,是一種新型的節能技術。

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