基于WSN的鎢礦尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、鎢礦尾礦庫(kù)是維持鎢礦礦山正常生產(chǎn)的必要設(shè)施,也是鎢礦的重大危險(xiǎn)源,對(duì)鎢礦尾礦庫(kù)的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的鎢礦尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)多采用人工觀測(cè)和有線傳輸?shù)男问?測(cè)量周期長(zhǎng)、效率低,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性不高?，F(xiàn)場(chǎng)有線傳輸存在安裝和維護(hù)成本高、布線復(fù)雜且極易損壞、傳輸距離受到一定的限制等缺陷。近年興起的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其生存能力強(qiáng)、精確性和可靠性高、動(dòng)態(tài)自組網(wǎng)方式、可擴(kuò)展性強(qiáng)、低功耗等優(yōu)點(diǎn),能很好解決當(dāng)前鎢礦尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)存在的

2、問(wèn)題。
　　本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容,提出將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到鎢礦尾礦庫(kù)的安全監(jiān)測(cè)預(yù)警中,重點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、簇樹(shù)型組網(wǎng)路由算法改進(jìn)、傳感器節(jié)點(diǎn)軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及上位機(jī)管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā):
　　(1)首先針對(duì)鎢礦尾礦庫(kù)的現(xiàn)狀、特點(diǎn)和安全監(jiān)測(cè)要求,研究尾礦庫(kù)的主要危害形式,確定安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要監(jiān)測(cè)的主要指標(biāo)參數(shù),根據(jù)尾礦庫(kù)的實(shí)際情況合理布置監(jiān)測(cè)點(diǎn),完成系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。
　　(2)針對(duì)鎢礦尾礦庫(kù)監(jiān)測(cè)

3、預(yù)警系統(tǒng)實(shí)際需求,從優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)路徑、均衡網(wǎng)絡(luò)能量、增加網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量等方面對(duì)Cluster-Tree路由算法進(jìn)行改進(jìn),增強(qiáng)了無(wú)線ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸能力及穩(wěn)定性。
　　(3)采用低功耗CC2530片上系統(tǒng)作為微處理器及無(wú)線通信單元完成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量受限的不足,設(shè)計(jì)基于太陽(yáng)能電池組、超級(jí)電容和鋰電池混合的傳感器節(jié)點(diǎn)供電方式。
　　(4)在ZigBee2007協(xié)議棧的集成環(huán)境中完

4、成三類節(jié)點(diǎn)的無(wú)線組網(wǎng)、數(shù)據(jù)交互、串口通信等軟件設(shè)計(jì)。以LabVIEW為開(kāi)發(fā)工具設(shè)計(jì)上位機(jī)管理系統(tǒng),實(shí)時(shí)采集并以圖表形式顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù),當(dāng)采集到的監(jiān)測(cè)參數(shù)值超過(guò)預(yù)設(shè)的安全閾值時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)SQL Server2005進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢報(bào)表、打印等功能。
　　(5)研究運(yùn)用支持向量機(jī)回歸(SVR)算法對(duì)監(jiān)測(cè)參數(shù)建立數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型。通過(guò)LabVIEW后面板調(diào)用Matlab軟件作