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低功耗无线技术在综采工作面的应用
作者:卫贤涛 日期:2019年08月12日 来源:技术部 浏览:

内容导读:在全国越来越现代化的矿井建设大趋势下,综采工作面的自动化建设也越来越先进。在自动化工作面的建设中,有很多亟待解决的问题,其中,工作面设备的实时工况反馈就是本文所要提到的一个问题。

在全国越来越现代化的矿井建设大趋势下,综采工作面的自动化建设也越来越先进。在自动化工作面的建设中,有很多亟待解决的问题,其中,工作面设备的实时工况反馈就是本文所要提到的一个问题。

设备的工况反馈需要我们在当前设备上安装一些传感单元和通讯单元,实现设备工况的实时反馈和实时通讯,以便集控中心的技术人员能够实时观察设备的工作状态,从而更换的分析设备的运行状况。

但是在现代化工作面中,工作面的设备很多,包括配套设备也有很多,衍生的一个问题就是工作面的线缆、管路等在液压支架间,在拖缆槽间堆积起来,工作面标准化降低,线缆、管路维护困难,出现故障问题,处理困难。

我们采用低功耗无线技术,减去传感单元到通信设备之间的布线,减去通信单元之间的布线。大大节省了成本的同时,也解决了以上问题。

 

无线传感网络的优势

 

1、低功耗。在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月,甚至更长。这是无线网络的突出优势。相比较,有线网络需要专用电源供电。

2、低成本。通过大幅简化协议,降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码。

3、低速率。ZigBee工作在20~250kbps的通讯速率,满足低速率传输数据的应用需求。

4、近距离。传输范围一般介于10~100m之间,在增加RF发射功率后,亦可增加到1~3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。

5、短时延。无线传感网络的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需 15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3~10s、WiFi需要3s。  

6、高容量。无线传感网络可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000个节点的大网。  

7、高安全。无线传感网络提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用接入控制清单 (ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES-128)的对称密码,以灵活确定其安全属性。

8、免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz(全球) (ISM)频段。

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