基于无线传感器网络的煤炭自燃火源监测系统的设计

无线传感器网络因可在小规模、低成本的器件上实现处理、存储、传感和通信的一体化,广泛应用于环境监测等领域。文章在分析现有的煤矿井下自燃火源监测技术所存在的不足基础上,提出了一种基于无线传感器网络的煤炭自燃火源监测系统,介绍了该系统的结构、传感器节点、接入网关节点的设计,给出了微型传感器节点的软件设计。该系统可实现现有的有线系统无法实施的特殊区域温度的监测功能,有效地提高了煤矿的安全生产水平。

高可靠性煤矿井下火源无线预警监测系统

鉴于无线ZigBee协议传输数据率低、距离短,为进行煤矿井下大范围高密度火源监测任务,设计一种高可靠性煤矿井下火源无线预警监测系统。在井下煤自燃隐蔽区域布置感温电缆,利用WaveMesh移动自组网协议多跳网络并行传递数据,根据节点路径选择算法选择传输的最佳路径,通过光纤冗余环网传输至监测终端。该系统以可靠性、健壮性和易移植性为设计原则,针对硬件抗干扰和防爆,射频转发相邻节点数据并设置避让机制,WIFI模块或RS485模块及接口模块二选一通信,光纤冗余环网传输数据。经试验表明,无线传感网络最大通信距离为37 m。采用WaveMesh多径路由协议,组成多跳网络在不同路由间自由切换,能够充分利用无线信号的冗余性。

基于Raspberry Pi和Arduino的智慧家庭消防监控系统

针对居民家庭存在的安全消防隐患问题,提出了基于开源的Raspberry Pi和Arduino开发平台的智慧家庭消防监控系统方案。结合系统功能需求的分析,设计了控制器单元、监测单元和数据处理及通信单元,并拓展了红外夜视处理的功能。经过系统模拟测试,验证了日光下与黑暗中火焰监测数值的灵敏度与监测距离的关系,获得了居家环境中火源和一氧化碳浓度的数值,达到了预期的实时监控和预警的功能,有利于降低家庭人员伤亡与财产损失的概率,以提升居家生活的安全性和智慧化程度。

林业防火技术及其在森林资源保护中的应用研究

森林资源是地球生态的重要支柱,而火灾是威胁其安全的主要隐患。本研究对林业防火技术进行了深入探索,并评估了其在森林资源保护中的实际应用。研究聚焦于落叶清理、机械阻隔、滴灌疏散、化学防火及火源监测等多种防火技术,并结合大规模森林火灾案例进行了效果分析。结果表明,这些技术能显著降低火灾发生频率和受灾面积,有效保护森林资源。此外,防火技术的实施还有助于维护土壤结构,防止生态退化。因此,加强林业防火技术的研发与应用对于保障森林资源安全具有重要意义。此外,林业防火技术的广泛应用,也为森林资源的可持续管理和保护开辟了新的道路。本研究为进一步防止森林火灾提供了技术支持和理论依据,也对保护森林资源、确保地球生态安全具有深远意义。

矿用红外热成像摄像仪的研究与应用

煤矿井下电气设备环境复杂,而井下火源又具有较强的隐蔽性,火灾事故占煤矿灾害事故的90%以上。通过研究红外热成像、本安技术和矿用5G通信模组,设计了适用于煤矿井下的矿用本安型红外热成像摄像仪。井下现场测试表明,矿用本安型5G经处热成像摄像仪可以对监测设备的发热点进行全方位清晰反映,测温灵敏度达到50 mK,测温误差<±0.42%,实现了煤矿井下隐性火区分布、火源位置的监测,对井下火灾隐患的排除及日常巡检具有重要意义。