袁　斌　朱正伟　周谢益

(常州大学信息科学与工程学院，江苏 常州　213164)

一种精确节能型无线瓦斯传感系统的研究

袁斌朱正伟周谢益

(常州大学信息科学与工程学院，江苏 常州213164)

摘要：为了准确、实时地监测煤矿采煤点瓦斯含量，采用锂电池供电的瓦斯传感器对采煤点进行多点监测。一方面考虑到监测点环境恶劣，容易引起监测数据失真，从硬件上进行了温度补偿，从软件上通过肖维涅准则对粗大误差进行处理，保证了测量精度；另一方面为了延长瓦斯无线测控网络的有效生命周期，采用低功耗自适应分层路由协议(LEACH)，依据瓦斯含量的变化规律，利用非均匀分簇，由距离基站远的簇首通过双跳通信传送数据。通过试验可知：网络生命有效周期提高了33.3%。

关键词：瓦斯传感无线通信节能型误差处理分层路由实时监测温度补偿生命周期低功耗自适应

0引言

我国是煤炭生产大国，在相当长的时期内，仍将保持以煤炭为主的能源格局。瓦斯爆炸作为最严重的矿井事故之一[1]，给国家和煤矿工人带来了无法弥补的损失。《煤矿安全规程》规定，只要有一个煤(岩)层出现瓦斯，即定为瓦斯矿井，我国95%以上的煤矿是瓦斯矿井，其中将近一半是高瓦斯矿井。由于瓦斯含量达到5%～16%时就有爆炸危险，因此对矿井采煤点瓦斯含量的实时监测显得尤为重要。一般情况下，监控范围为0～4%[2]。

1系统结构

本文设计的一种精确节能型无线瓦斯传感系统结构如图1所示。在矿井采煤现场布置了多个测量节点，如在每个测量节点采用固定电源供电，会大幅增加布线成本、干扰采煤现场工作，因此除了基站以外的其他节点采用锂电池供电，底层通信采用无线通信[3]。……