本文關鍵詞：基于嵌入式與無線傳感器網(wǎng)絡的風機在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)

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【摘要】：礦用通風機是煤礦安全生產(chǎn)的四大關鍵設備之一，負責向井下輸送新鮮空氣，降低有害氣體濃度。常規(guī)通風機監(jiān)測模式需要大量布線，安裝與維護非常麻煩，同時工控機中的組態(tài)軟件只是通過PLC讀取各傳感器采集到的數(shù)據(jù)，而無法處理振動加速度這類大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)。為解決這些問題，論文基于嵌入式與無線傳感器網(wǎng)絡技術，設計了一套新型礦用通風機監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。 設計的通風機監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理兩大模塊組成。數(shù)據(jù)采集模塊選用了ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡，，數(shù)據(jù)處理模塊采用了嵌入式平臺。 ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡負責通風機狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集與傳輸，包括網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器、網(wǎng)絡路由器與網(wǎng)絡終端3類設備。網(wǎng)絡終端是根據(jù)所需采集狀態(tài)參數(shù)不同而設計的各類傳感器節(jié)點，如溫度采集節(jié)點、變送器采集節(jié)點和RS-485通訊節(jié)點。采集狀態(tài)參數(shù)包括：電機的軸承及定子溫度，電機的工作電壓與電流，風機的軸承溫度，風機的振動烈度以及振動加速度，風機葉輪兩側(cè)的負壓；網(wǎng)絡路由器功能為傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)中繼，擴大ZigBee無線網(wǎng)絡的覆蓋范圍；網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器負責ZigBee網(wǎng)絡的建立與終端節(jié)點的管理，將接收自各傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)上傳至嵌入式平臺，并接收上層的控制命令。 各傳感器節(jié)點將采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡上傳至ZigBee協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器則通過RS232串口與嵌入式平臺進行數(shù)據(jù)交換。自定義數(shù)據(jù)傳輸格式，并對各終端設備進行命令號的分配。無線傳感器網(wǎng)絡為上層嵌入式平臺提供的數(shù)據(jù)包有三類：狀態(tài)信息數(shù)據(jù)包、振動加速度數(shù)據(jù)包與節(jié)點信息數(shù)據(jù)包，每類數(shù)據(jù)包有不同的包頭、命令號，包含的參數(shù)字節(jié)數(shù)也有所不同。 嵌入式平臺采用ARM+Linux技術，在PC機上搭建交叉編譯環(huán)境，將編譯好的u-boot、linux內(nèi)核、yaffs根文件系統(tǒng)通過JTAG接口與串口燒寫到NandFlash中。采用Qt圖形框架開發(fā)嵌入式平臺運行的監(jiān)測系統(tǒng)軟件，軟件主要功能包括串口數(shù)據(jù)處理、風機運行狀態(tài)參數(shù)實時顯示與存儲、ZigBee節(jié)點通信質(zhì)量監(jiān)測、歷史數(shù)據(jù)查詢、異常狀態(tài)報警，并通過采集的振動信號時域指標初步分析通風機可能的故障類型。 新型通風機監(jiān)測系統(tǒng)由于采用了ZigBee技術而避免了大量的布線與復雜的接線，使得安裝與維護更為方便；同時嵌入式系統(tǒng)的引入使得監(jiān)測系統(tǒng)的專一性、可靠性得到提升，系統(tǒng)硬件成本也大幅降低。
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD76;TD441

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 吳新忠;煤礦主通風機通風失穩(wěn)控制的研究與應用[D];中國礦業(yè)大學;2010年

2 葛欣;基于知識的礦井通風機故障診斷的研究[D];中國礦業(yè)大學;2010年

本文編號：1140780