王大为+韩建强+薛晨阳+穆济亮+王永华+张增星

摘 要： 随着无线传感网络在人们日常生活中的应用越来越普及，传感网络节点的可持续工作能力问题日益突出。对无线传感网络节点的功耗问题进行分析，并设计出一种面向采煤机械的基于MSP430微控芯片的低功耗在线状态监测系统。根据低功耗在线状态监测系统采集机械设备所处环境中的振动和温度信息进行数据判断，进行异常报警。经过实验验证，该系统在数据传输、数据显示和功耗测试等方面都达到了设计要求。

关键词： 低功耗系统； 无线传感； 状态监测； 采煤机械

中图分类号： TN915?34； X84 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）08?0163?03

Design of online condition monitoring system for coal?mining machinery

WANG Dawei， HAN Jianqiang， XUE Chenyang， MU Jiliang， WANG Yonghua， ZHANG Zengxing

（MOE Key Laboratory of Instrumentation Science & Dynamic Measurement， North University of China， Taiyuan 030051， China）

Abstract： With the wide application popularization of the wireless sensor networks in people′s daily life， the sustainable work capacity issue of the sensor network node becomes increasingly prominent. The power consumption of the wireless sensor network node is analyzed. A low?power consumption online condition monitoring system based on MSP430 for coal?mining machinery was designed. The low?power consumption online condition monitoring system carries out data judgement according to the vibration and temperature information in the environment where the mechanical equipment is working， and gives an alarm for the abnormal condition. The system can satisfy the design requirements in the aspects of data transmission， data display and power consumption， which has been verified in the experiment.

Keywords： low power consumption system； wireless sensing； condition monitoring； coal?mining machinery

煤矿机械系统是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统[1]，在其生产过程中，工作环境十分恶劣，易受到煤尘、水雾等其他方面的污染；同时在其运转时易受到来自煤、岩石等的巨大冲击力，从而导致煤矿机械出现轴承、液压系统[2]及机械系统的故障，体现在异常的温度和振动状态变化，且旋转部件损坏极易引发二次损伤和工伤事故等安全问题。因此，监测系统运行状态[3]，避免意外停机及恶性事故的发生，对于提高设备的可靠性、经济性、利用率以及降低生产成本具有重要的科学意义和应用价值。旋转类重型采煤机械具有旋转、强振动等特点[4]，对能跟旋的在线状态监测微纳系统提出更为苛刻的要求，有线电源和信息采集线路由于缠绕问题无法安装，所以监测系统需要采用独立能源供给和无线数据收发技术[5?6]。……