基于低功耗无线传感网络的应力在线监测系统设计

朱 凯，张艳东

（济宁矿业集团有限公司安居煤矿，山东 济宁 272100）

0 引言

随着煤矿开采深度的不断增加，冲击地压已经成为威胁煤矿安全生产的重要因素。应力在线监测是煤矿冲击地压监测系统的一个主体部分，通过实时在线监测采煤工作面的应力变化实现冲击地压危险区和危险程序的预警［1－6］。目前，市面上较先进的应力在线监测系统多采用有线传输、无线点对点传输、ZigBee自组网传输［7－10］。有线传输准确、可靠，但安装布线麻烦，增加工人的劳动强度。无线点对点传输不能组网，不适于大容量布置测点，且网络稳定性差。ZigBee自组网传输安装方便［11］，但不支持移动自组网［12］，网络级跳受限，不适于长距离远传，且功耗较高，需经常更换电池。由于煤矿井下经常停电检修会造成数据传输中断，数据会存在丢失现象，影响了监测的连续性，不利于分析工作面应力变化趋势。传统的应力在线监测还存在着监测精度低、受安装精度影响较大的缺点。

本文将从降低钻孔应力传感器的功耗、提高测量精度、保证监测的连续性方面出发，进行应力在线监测系统的设计。主要给出系统的总体结构及各组成部分的硬件设计及软件设计。

1 系统总体结构

应力在线监测系统结构如图1所示，由无线钻孔应力传感器、红外遥控发送器、数据传输分站、数据传输接口、监控主机组成。

图1 系统结构Fig.1 System structure

为方便工人维护，无线钻孔应力传感器通过红外遥控发送器可现场修改编号。无……