基于ZigBee無(wú)線技術(shù)的礦井環(huán)境突變預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要：為實(shí)現(xiàn)礦井環(huán)境的遠(yuǎn)程在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)計(jì)礦井環(huán)境突變預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)其現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)以 CC2530 射頻模塊組成簇狀無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，由CC2530的終端節(jié)點(diǎn)采集溫濕度值、瓦斯?jié)舛取⒎蹓m濃度等環(huán)境參數(shù)，直接或經(jīng)路由器傳遞到協(xié)調(diào)器，再由協(xié)調(diào)器經(jīng)RS 232串口上傳至PC 機(jī)，上位機(jī)采用LabVIEW監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)顯示、記錄，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行判斷，判斷結(jié)果利用點(diǎn)播通信方式反饋到采集節(jié)點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警或控制其他機(jī)械運(yùn)作以避免人財(cái)損失。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有成本低、組網(wǎng)靈活、測(cè)量精度高和實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)礦井環(huán)境突變的預(yù)警作用。

關(guān)鍵詞：傳感器；ZigBee；CC2530；無(wú)線監(jiān)測(cè)；LabVIEW

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2018）09-00-05

0 引 言

煤礦瓦斯事故的有效預(yù)防和控制是當(dāng)今世界面臨的共同難題。近年來(lái)，煤礦的安全形勢(shì)仍然比較嚴(yán)峻，重大特大瓦斯事故時(shí)有發(fā)生，礦井作業(yè)具有的較高危險(xiǎn)性與不確定性使得設(shè)計(jì)一套礦井環(huán)境突變預(yù)警系統(tǒng)尤為重要[1]。早期的監(jiān)控系統(tǒng)需要在井下敷設(shè)通信線路傳遞監(jiān)測(cè)信號(hào)，煤層地質(zhì)構(gòu)造的不確定性及機(jī)械作業(yè)的推進(jìn)使得通信線路的鋪設(shè)難度增加，維護(hù)困難，一旦通信電纜發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)癱瘓，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的可靠性[2-4]。無(wú)線通信中，ZigBee技術(shù)具有低成本、短時(shí)延、低功耗、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)[5]，因此本文系統(tǒng)采用TI公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的CC2530 射頻模塊組成簇狀無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，由CC2530的終端節(jié)點(diǎn)采集溫濕度值、瓦斯?jié)舛?、粉塵濃度等環(huán)境參數(shù)，直接或經(jīng)路由器傳遞到協(xié)調(diào)器，再由協(xié)調(diào)器經(jīng)RS 232串口上傳給上位機(jī)，由上位機(jī)提供預(yù)警功能。因此，隨著井下采煤作業(yè)的推進(jìn)，只需往巷道上放置一個(gè)或多個(gè)采集節(jié)點(diǎn)，加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，就能采集井下環(huán)境數(shù)據(jù)，起到實(shí)時(shí)預(yù)警的作用。

1 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

礦井環(huán)境突變預(yù)警系統(tǒng)按照數(shù)據(jù)流可以分為三層：

（1）第一層，終端節(jié)點(diǎn)（ZigBee協(xié)議棧中定義為end_device）采集溫濕度數(shù)值、瓦斯?jié)舛?、粉塵濃度等參數(shù)，在設(shè)計(jì)中定義一個(gè)數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度為18 bit，因此單個(gè)節(jié)點(diǎn)就能采集3種以上的傳感器數(shù)據(jù)，為兼顧實(shí)時(shí)性，目前單個(gè)節(jié)點(diǎn)采集1種信號(hào)；

（2）第二層，終端節(jié)點(diǎn)通過(guò)ZigBee協(xié)議棧將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給路由器或者直接送至協(xié)調(diào)器，為避免ZigBee網(wǎng)絡(luò)中路由過(guò)多造成廣播通信方式下的網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，協(xié)調(diào)器與路由器、終端節(jié)點(diǎn)間采用多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)的點(diǎn)播通信方式，并能適應(yīng)井下采煤作業(yè)的推進(jìn)形成簇狀路由路徑，增強(qiáng)了無(wú)線信號(hào)的范圍，新節(jié)點(diǎn)也容易加入網(wǎng)絡(luò)；

（3）第三層，協(xié)調(diào)器通過(guò)讀取子節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址，并按此地址將數(shù)據(jù)匯總、整理，通過(guò)RS 232串口發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)上的LabVIEW將數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，完成預(yù)警系統(tǒng)的分析與顯示，分析的結(jié)果再由協(xié)調(diào)器通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式進(jìn)行回饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的控制。

無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇蚣苋鐖D1所示。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

本文系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)器、路由器和傳感器節(jié)點(diǎn)三種設(shè)備都以TI 公司的ZigBee SoC（片上系統(tǒng)）單片機(jī) CC2530F256 芯片為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)。芯片內(nèi)部集成了一個(gè)高性能2.4 G RF收發(fā)器，8051 內(nèi)核，8 kB RAM 和最多高達(dá)256 kB的閃存，CC2530F256 結(jié)合德州儀器業(yè)界領(lǐng)先的黃金單元ZigBee 協(xié)議棧[6]（Z-StackTM），提供了一個(gè)強(qiáng)大、完整的ZigBee 解決方案，數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送都在協(xié)議棧的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)，因此體積小，抗干擾能力強(qiáng)。由于協(xié)調(diào)器、路由器和傳感器節(jié)點(diǎn)功能不同，所需硬件電路不同，所以分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1 路由器/協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

CC2530 采用一體化集成射頻前端設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)單芯片ZigBee方案。模塊采用2.4 GHz ZigBee專用無(wú)線頻段，因此模塊上提供一個(gè)BNC天線接口 CN1和一個(gè)內(nèi)置在PCB電路板上的倒F天線，射頻電路如圖2所示。由于 CC2530天線輸出是特征阻抗為（69+j29）Ω的平衡天線信號(hào)，而本系統(tǒng)采用的天線為50 Ω，7 dBi 的全向非平衡天線，故圖2中 L1，L2，C5，C13 構(gòu)成巴倫[7]，進(jìn)行射頻信號(hào)的平衡到非平衡轉(zhuǎn)換的同時(shí)進(jìn)行阻抗轉(zhuǎn)換。電路中C10，C11用于抵消CC2530輸出的感性分量和PCB板寄生電感，C6將巴倫和天線進(jìn)行耦合。系統(tǒng)采用32 MHz的晶振頻率，以提高芯片的響應(yīng)速度。C12，C14是負(fù)載電容，除此之外，電源VCC與地之間增加了去耦電容，以此減少電源波動(dòng)的干擾。CC2530芯片有1個(gè)串口輸出即UART0，用于和計(jì)算機(jī)配合使用傳輸數(shù)據(jù)。

路由器用來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)通信范圍，協(xié)助傳感器節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器之間的通信，由于簇狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇芍芷谛怨ぷ?，因此可采用電池供電；而協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)啟動(dòng)和配置網(wǎng)絡(luò)，這些工作完成后就相當(dāng)于路由器，協(xié)助網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)和PC機(jī)相互通信，并采用UPS電源供電。

2.2 傳感器采集節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

傳感器采集節(jié)點(diǎn)設(shè)置在采煤、煤巷掘進(jìn)工作面上，隨著采煤作業(yè)的推進(jìn)，傳感器節(jié)點(diǎn)也及時(shí)布置。

溫濕度的采集利用AOSONG的AM2305A第三代數(shù)字溫濕度傳感器[8-9]，采用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保數(shù)據(jù)采集的高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器內(nèi)部包括1個(gè)電容感濕元件和1個(gè)高精度測(cè)溫元件，并與1個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。金屬燒結(jié)鋁管探頭可探測(cè)高達(dá)125℃的高溫，具備防爆功能，采用單總線通信方式，靈敏度高。其主要參數(shù)如下：

溫度量程： -40～125℃；

濕度量程：0～99.9%RH；

溫度精度：±0.3℃；

濕度精度：±2 %RH；

分辨率：0.1℃/0.1 %RH；

衰減值：溫度<0.1°，濕度< 1 %RH；

響應(yīng)時(shí)間：1/e（63%）<5 s；

采樣周期：2 s，采用5 V電源供電。

由于AM2305A采用單總線結(jié)構(gòu)，所以只需一條SDA線與CC2530單片機(jī)的P2_0連接，如圖2所示，接上電源VDD和GND，就完成了對(duì)應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)。溫濕度偏差特性曲線和溫濕度傳感器的外形如圖3所示。

在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，隨著煤層采動(dòng)，煤層中往往會(huì)涌出礦井瓦斯，與空氣混合，當(dāng)其體積百分比為5%～16%時(shí)，遇明火就會(huì)發(fā)生爆炸，給礦井的安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大威脅。瓦斯傳感器應(yīng)垂直懸掛在巷道上方風(fēng)流穩(wěn)定的位置，距頂板（頂梁）不得大于300 mm，距巷道側(cè)壁不得小于200 mm，并應(yīng)安裝維護(hù)方便，不影響行人和行車。為保障測(cè)量精度，選擇中煤工礦的KGJ16B型瓦斯傳感器，其原理是利用可燃?xì)怏w在催化劑的作用下進(jìn)行無(wú)焰燃燒，產(chǎn)生熱量，使元件電阻因溫度升高而發(fā)生變化，從而測(cè)知瓦斯?jié)舛?，用于檢測(cè)煤礦井下空氣中的瓦斯含量。其主要參數(shù)如下：

防爆形式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型；

測(cè)量范圍：0～4%的CH4；

響應(yīng)時(shí)間：小于20 s；

報(bào)警點(diǎn)：0.3%～4.00%的CH4閾值可任意設(shè)置；

輸出信號(hào)：電流為1～5 mA，負(fù)載電阻為0～500 Ω，供電電壓為9～24 V。

鑒于CC2530自帶12位A/D轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，用DMA將轉(zhuǎn)換結(jié)果寫(xiě)入存儲(chǔ)器，并通過(guò)電橋補(bǔ)償方式測(cè)定對(duì)應(yīng)的瓦斯?jié)舛取?/p>

測(cè)量井下粉塵使用PM100空氣質(zhì)量檢測(cè)儀——SDS198粉塵灰塵傳感器，其外觀如圖3（d）所示。該傳感器使用激光散射原理，能夠得到空氣中1～100 μm懸浮顆粒物濃度，使用激光器和感光部件，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，并直接以數(shù)字化形式輸出。主要參數(shù)如下：

測(cè)量輸出：全程PM100，量程為0～20 mg/m3；

工作電壓：5 V；

最大工作電流：120 mA；

響應(yīng)時(shí)間：<6 s；

串口數(shù)據(jù)輸出頻率：1 Hz；

靈敏度：1 μg/m3；

與CC2530單片機(jī)進(jìn)行串口數(shù)據(jù)上傳，波特率為9 600 b/s，8位數(shù)據(jù)，1位停止位，無(wú)檢驗(yàn)位；

串口上報(bào)通信周期：1.2 s；

數(shù)據(jù)幀（10 B）：報(bào)文頭+指令號(hào)+數(shù)據(jù)（6 B）+校驗(yàn)和+報(bào)文尾。

由于采用串口通信，接口中的RXD，TXD與CC2530單片機(jī)的17，16腳對(duì)應(yīng)腳相連即可，同時(shí)兩個(gè)模塊的GND信號(hào)相連。

為了方便查看采集端的運(yùn)行狀態(tài)，每個(gè)終端均配有OLED顯示屏，對(duì)采集到的環(huán)境信息進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示，其與CC2530的接線如圖2所示，主要由P1口的相關(guān)引腳實(shí)現(xiàn)控制。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

ZigBee 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)建立在ZigBee協(xié)議棧的基礎(chǔ)上。協(xié)議棧采用分層結(jié)構(gòu)，本文設(shè)計(jì)主要對(duì)硬件抽象層（Hardware Abstract Level，HAL） 和用戶應(yīng)用層（Application，APP） 進(jìn)行編寫(xiě)修改。首先按照傳感器外圍的硬件接口在 hal_board_cfg.h 文件中修改相應(yīng)接口，以對(duì)應(yīng)實(shí)際硬件需求；然后通過(guò)用戶任務(wù)處理函數(shù)添加以下處理事件：按鍵觸發(fā)事件KEY_CHANGE，接收數(shù)據(jù)事件AF_INCOMING_MSG_CMD，設(shè)備狀態(tài)變化事件ZDO_STATE_CHANGE。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，終端節(jié)點(diǎn)判斷網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，若未加入當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)，則申請(qǐng)加入。加入網(wǎng)絡(luò)成功后給出相應(yīng)提示：調(diào)用 HAL_TOGGLE_LED1（），LED 閃亮。在工作狀態(tài)，終端節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)檢測(cè)狀態(tài)變化，即觸發(fā)接收數(shù)據(jù)事件，進(jìn)而調(diào)用消息發(fā)送函數(shù) SampleApp_SendFlashMessage（），在消息發(fā)送函數(shù)中根據(jù)具體的觸發(fā)類型做出相應(yīng)判斷，從而向協(xié)調(diào)器發(fā)送相應(yīng)消息，完成終端節(jié)點(diǎn)將傳感器數(shù)據(jù)向協(xié)調(diào)器的發(fā)送。協(xié)調(diào)器部分則通過(guò)數(shù)據(jù)接收事件 AF_INCOMING_MSG_CMD 的觸發(fā)進(jìn)入消息處理函數(shù) SampleApp_ MessageMSGCB（），依據(jù)接收的數(shù)據(jù)類型向上位機(jī)發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)，完成對(duì)應(yīng)事件的處理。

由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)利用一塊單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，因此在代碼中采用統(tǒng)一的封裝形式。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包可使用一個(gè)結(jié)構(gòu)體實(shí)

現(xiàn)[10]，其中包含數(shù)據(jù)包的前導(dǎo)字符、后導(dǎo)字符，此外還包含該節(jié)點(diǎn)的設(shè)備類型、節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址、采集日期的時(shí)間信息以及所采集到的傳感器數(shù)據(jù)、節(jié)點(diǎn)的剩余電量。以采集的溫度為例，數(shù)據(jù)包的格式定義見(jiàn)表1所列。

數(shù)據(jù)前導(dǎo)字符與后導(dǎo)字符均使用一個(gè)字符“*”表示。設(shè)備類型一般為路由器ROU或終端END，簡(jiǎn)寫(xiě)成R/E；子節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址通過(guò)函數(shù)nwk=NLME_GetShortAddr（）得到，用于區(qū)分對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)是否正常工作。采集日期時(shí)間信息占用6位，采用BCD碼的壓縮格式傳輸，便于歷史信息查閱及繪制動(dòng)態(tài)圖。傳感器數(shù)據(jù)按照采樣得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行填充，如溫度數(shù)據(jù)可寫(xiě)為W23°，表示溫度為23 ℃，濕度數(shù)據(jù)可寫(xiě)為H35，表示濕度為35%RH，瓦斯?jié)舛群坑肧124表示，粉塵濃度用PM23表示等，節(jié)點(diǎn)電量利用CC2530自帶的ADCCON3對(duì)正電源參考電壓進(jìn)行采樣判定，便于掌握節(jié)點(diǎn)的工作耗能情況。數(shù)據(jù)包的聯(lián)合體C語(yǔ)言表示如下：

溫濕度傳感器AM2305A采用單總線接口，需要用I/O口模擬SDA信號(hào)。瓦斯傳感器中瓦斯的無(wú)焰燃燒使元件電阻因溫度升高而發(fā)生變化，導(dǎo)致電阻不同，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路得到對(duì)應(yīng)電壓，再通過(guò)CC2530的A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)。粉塵傳感器通過(guò)串口將采集到的數(shù)據(jù)傳送給CC2530，這些需要通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)，并將得到的數(shù)據(jù)填充在數(shù)據(jù)包的傳感器數(shù)據(jù)部分。上述數(shù)據(jù)包幀格式中，如果不需要提供歷史查詢功能，采集日期時(shí)間信息的6個(gè)字節(jié)單元可以用于其他傳感器數(shù)據(jù)的填充，如果不需查驗(yàn)終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備是否正常工作，子節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址的4個(gè)字節(jié)也可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集。

3.1 協(xié)調(diào)器軟件設(shè)計(jì)

協(xié)調(diào)器的主要功能[11-12]為：發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令至終端，接收終端節(jié)點(diǎn)或者路由器轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的傳感器數(shù)據(jù)，將傳感器數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)PC。在代碼實(shí)現(xiàn)方面，協(xié)調(diào)器根據(jù)afIncomingMSGPacket_t中的事件判斷當(dāng)前是按鍵狀態(tài)改變、無(wú)線數(shù)據(jù)輸入還是網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化，并做出相應(yīng)的動(dòng)作。如果是無(wú)線數(shù)據(jù)輸入，調(diào)用協(xié)議棧存儲(chǔ)函數(shù)osal_memcpy（），將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，并將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過(guò)串口上傳至上位機(jī)，具體代碼如下所示。協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)工作流程如圖4所示。

3.2 終端節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)

終端節(jié)點(diǎn)根據(jù)系統(tǒng)指令采集溫濕度值、瓦斯?jié)舛?、粉塵濃度，其具體流程如圖5所示。

終端節(jié)點(diǎn)上電初始化，搜索無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。若搜尋到網(wǎng)絡(luò)，則請(qǐng)求加入該網(wǎng)絡(luò)[13-15]。加入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)后轉(zhuǎn)入低功耗模式，等待協(xié)調(diào)器發(fā)出指令喚醒。當(dāng)接收到來(lái)自協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)采集命令后，節(jié)點(diǎn)被喚醒，接著讀取傳感器數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至協(xié)調(diào)器。若協(xié)調(diào)器無(wú)應(yīng)答，則需要發(fā)送問(wèn)詢信號(hào)，與協(xié)調(diào)器確保通信成功后再次進(jìn)入低功耗模式，以此減少功耗，使節(jié)點(diǎn)維持更長(zhǎng)的工作時(shí)間。

3.3 上位機(jī)LabVIEW的軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)是為了實(shí)時(shí)查看礦井環(huán)境數(shù)據(jù)，并做出分析處理[16-17]。在VI設(shè)計(jì)界面，調(diào)出三幅實(shí)時(shí)波形圖，用于繪制歷史數(shù)據(jù)，數(shù)值顯示端口用于顯示溫濕度數(shù)據(jù)、瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)、粉塵濃度數(shù)據(jù)，上位機(jī)通過(guò)開(kāi)關(guān)按鍵給終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令，終端狀態(tài)也通過(guò)狀態(tài)欄進(jìn)行信息顯示。為了實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，三類數(shù)據(jù)都設(shè)置上下限，如果越限，實(shí)時(shí)報(bào)警。在與協(xié)調(diào)器進(jìn)行通信時(shí)，串口的波特率為9 600 b/s，8位數(shù)據(jù)，無(wú)檢驗(yàn)位，1位停止位。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理操作需要對(duì)多個(gè)子虛擬儀器進(jìn)行設(shè)置，主要包括參數(shù)設(shè)置、修改設(shè)備、修改測(cè)量點(diǎn)信息、顯示模塊的信息和測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)狀態(tài)參數(shù)等。上位機(jī)LabVIEW的軟件界面如圖6所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文以CC2530 射頻模塊組成簇狀無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，由CC2530的終端節(jié)點(diǎn)采集到礦井的溫濕度值、瓦斯?jié)舛取⒎蹓m濃度等環(huán)境參數(shù)，直接或經(jīng)路由器傳遞到協(xié)調(diào)器，再由協(xié)調(diào)器經(jīng)RS 232串口上傳至PC 機(jī)的上位機(jī)LabVIEW，實(shí)現(xiàn)礦井環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、記錄、分析，并實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警或控制其他機(jī)械運(yùn)作以避免人財(cái)損失。實(shí)際測(cè)試表明，該系統(tǒng)具有成本低、組網(wǎng)靈活、測(cè)量精度高和實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)礦井環(huán)境突變的預(yù)警作用。該作品在2017中國(guó)南通文化創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽——產(chǎn)品設(shè)計(jì)大賽中榮獲優(yōu)秀獎(jiǎng)。

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