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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着我国经济的迅猛发展，近年来，尽管有许多类型的新能源出现，但我国作为工业大国，煤矿资源依旧是主要的能源供应。然而随着煤矿价格的不断攀升，对煤矿的开采提出了更高的要求。在实际的煤炭生产过程中，井下作业复杂多变，矿难事故原因多种多样，由瓦斯引发的事故占绝大多数。多年来的实践证明，瓦斯浓度的监测在煤矿井下的安全状况息息相关，充分发挥其作用，是我国煤矿安全形势实现好转的关键，近年来，国有重点煤矿瓦斯爆炸事故较少发生，就是因为矿井安装了瓦斯监测系统。传统的井下瓦斯监测系统存在信号传输距离短、抗干扰能力弱、安装调试不便等问题,结合井下生产环境复杂、距离长、监测范围广的特点本文设计了基于zigbee技术的井下瓦斯监测系统.该系统主要采用cc2430为核心的zigbee模块和传感器模块来构成监控子系统,地面可通 过计算机和无线网络实时获得井下瓦斯浓度并存储数据，一旦达到阈值会触发警报，实时性好，准确度高，易操作，能有效降低瓦斯带来的矿难事故。

国内外研究现状

国外煤矿监测技术从信息传输方式的发展升级来划分，经历了四个阶段，从采用空分制传输信息到以信道频分复用，信道时分复用技术为主要技术，再到采用分布式监控技术，形成了以微控制单元为核心的第四代煤矿监控系统。

我国矿井正在运行的井下监控系统最初是从英法美等发达国家引进的例如dan6400、tf200等。之后结合我国煤矿实际，先后研制出kj2、kj90、kjf2000等监控系统。我国目前最新的井下瓦斯监控系统通信主干线使用工业以太环网。这些系统监测参数单一，监测容量小，电缆用量多，难以满足煤矿安全生产需要。

2. 研究的基本内容

本设计主要内容是采用集射频、微控制器、闪存于一身,并与ieee802.15.4、zigbee软件相兼容的无线单片机cc2430芯片来实现对井下瓦斯，氧气，温湿度的监测，利用传感器和zigbee模块cc2430构成固定终端，通过自组织方式构成无线传感器网络，将井下的情况实时反馈给地面控制中心。

完成井下安全监测系统的软硬件设计，实现环境参数监测、传输、处理、显示、查询、反馈控制。终端设备能对瓦斯气体，温湿度感知并将数据发送给计算机，计算机能对数据进行存储，处理，实时显示，在瓦斯浓度超过阈值后，能触发报警，让通风机工作一段时间。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1月19日前，收集资料，确定系统设计方案，列出所需软硬件清单，并上网购置。

1月19日至3月1日，学习zigbee开发平台。

4. 参考文献

[1] 杨立刚;;我国煤矿安全事故的原因分析[j];安全;2008年10期

[2] 于金涛;韩轲;姜海涛;李俊玲;丁明理;李云;;基于cc2430的无线传感器网络系统节点设计[j];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2010年02期

[3] 胡兴志;李学哲;杨兴波;高学;;被动式煤矿井下环境安全监测系统设计[j];工矿自动化;2014年06期