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尾矿库安全监测低能耗无线传感器网络设计

2018-08-07戴圣贤陈国芳

中国钨业 2018年3期

戴圣贤,陈国芳,王 强

(1.赣州稀土矿业有限公司,江西 赣州 341000;2.江西理工大学 资源与环境工程学院,江西 赣州 341000)

0 引言

尾矿库是矿山选矿形成的具有较高势能、结构不稳定的人为重大危险源[1]。根据我国自然与地质条件,钨矿尾矿库具有易漫坝、坝体易渗漏、变形的特点[2-3],且安全监测困难,因此导致事故频发,且破坏力极强、人员与财产损失大[4]。当前主要通过线缆连接传感器并散布于坝体监测点的方式,存在维护、扩充、调整不便等问题[5]。

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是由一定数量的无线传感器作为节点所构成,具有扩充调整方便、维护简单等优势[6]。李国斌等[7]通过采用WSN对尾矿库水位、坝体渗流、坝基渗流等进行实时数据监测,构建出了基于WSN的水库大坝安全检测系统。WSN通常采用传感器自带电源的形式提供能量,因此低能耗的WSN是尾矿库安全监测系统长期、稳定工作的关键。RFID的实时性较ZigBee稍好,但对于尾矿库安全问题,实现系统低能耗较实时性的追求更为关键。何学文[5]等设计了一种太阳能供电的基于ZigBee和LabVIEW的钨矿尾矿库安全监测预警系统。Peng等[8]设计了一种低能耗WSN,为解决安全监测网络系统的能量问题提供了参考。

研究在分析传统“父子传承”数据传输方式的基础上,提出一种采用低功耗微处理器、基于能量感知和均衡的树路由算法及闲时休眠、工作时激活的数据传输程序等措施,实现了尾矿库低能耗无线传感安全监测。

1 无线传感网络总体架构设计

为实……

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