论文摘要
论文运用智能控制技术、虚拟仪器技术以及ZIGBEE无线通信技术设计了一种新型低功耗、集成化的应急救援监测系统。适应矿井出现突发事件,对井下开展救援工作时,快速建立通信网络以及及时了解井下环境情况。此系统能实现现场无线组网、井下环境实时监测、执行机构的遥控、布防网络中继器以及井下环境分析等功能。为救援工作的安全性提供更可靠的科学保证。系统硬件由地面监控中心（主控计算机）、无线传输网络、布放装置控制和终端数据采集以及系统看门狗电路模块等组成。传输网络涉及基于ZIGBEE的新型自动链接FFD中继器,它采用Mesh网络模式进行收送数据,具有故障自愈功能;布防控制采用了PWM技术+L298N作为驱动电机控制模块,通过脉宽调制控制输出不同的功率,调整电机的速度和转向;视频采集部分采用专业的图像压缩芯片ADV611对视频数字信号进行压缩,并运用压缩码率自适应控制算法,保证压缩数据流在固定的通信频道上无阻传输;瓦斯检测采用热催化元件和补偿元件搭建电桥采集电路,通过瓦斯浓度非线性动态标定算法提高了瓦斯检测精度。系统通过地面指挥中心获得井下巷道视频,连接通信链路布放装置小车,无线遥控布放装置小车在井下巷道内行驶到达目的地过程中,数据采集终端对巷道内瓦斯浓度、温度等多种参数进行采集,并根据采集数据进行实地综合分析,通过无线链路中的FFD中继器上传到地面监控中心,从而获取井下的动态环境特性。系统软件包含下位机和上位机软件设计。下位机软件以新华龙公司软件编程环境IDE为开发平台,完成硬件电路相关设计功能;上位机软件设计了数据处理程序,该软件以Lab Windows/CVI6.0为开发平台,采用动态数据交换（DDE）等技术,完成对数据的统计处理和指令数据分析等工作,并采用双线程运行模式,在数据采集的同时,完成了对实验结果数据的存储、显示、报表以及打印输出等功能。