ZigBee无线传感器网络在井下环境监测中的应用与系统优化

本文主要探讨了一种基于ZigBee无线传感器网络的井下环境监测系统的设计，针对传统井下环境监测中布线复杂、数据准确性低的问题，提出了一种创新解决方案。该系统的核心是利用ZigBee无线通信技术，它是一种低功耗、长距离、低成本的无线网络协议，特别适合于对井下环境进行实时、分散式的监测。 硬件设计部分，系统采用了迈步式自移机尾，内置行程、压力和视频监控传感器，这些传感器通过ZigBee网络将数据传输到机载计算机，实现了设备的自动化控制，降低了人工干预的需求。同时，机尾还支持人工遥控操作，应对地质条件较差的情况。 软件上，系统利用LabVIEW开发了上位机监测软件，这个软件能够实时监控井下的关键参数，如瓦斯浓度和温湿度，提高了数据采集的精确度。上位机界面直观，便于操作人员实时掌握井下环境状态，有助于提升工作效率和安全性。 工作面无线通信与语音视频交互系统也是该系统的重要组成部分，它构建了一个高性能的无线通信平台，支持固定设备间、固定与移动人员间的无线连接，以及语音通话和视频监控功能。通过与全矿井通信网络和顺槽带式输送机沿线扩音电话系统的集成，实现了远程生产监测、控制和调度指挥，增强了系统的智能化程度。 文章的结论指出，通过自动控制技术的应用，掘进团队的人力需求显著减少，提升了整体生产效率和安全性。然而，当前的系统仍存在一定的局限性，如一体化程度和人机工程优化仍有待提高，锚护工序仍主要依赖半自动化，未来研究应着重于增强自动锚护功能，进一步推动系统的自动化升级。 文中引用了多篇相关领域的研究文献，展示了在煤矿智能化和安全监管方面的最新研究成果，为井下环境监测系统的持续发展提供了理论支撑。作者张小峰作为研究者，专注于煤机设计，其专业背景为该领域的深入研究提供了扎实的基础。