能量驱动的千米深井提升装备无线健康监测传感器网络应用基础研究

基本信息
批准号:51575513
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:周公博
学科分类:
依托单位:中国矿业大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:朱真才,李伟,张志超,唐超权,江帆,来鸿,王后连,李志翔,王朋辉
关键词:
传感器网络千米深井提升装备能量驱动健康监测
结项摘要

In order to construct the health monitoring system based on wireless sensor networks with the available functions of controlling the states evolution process of elevating equipments' pivotal components in large-scale mines which have the operating height more than 1000 meters in real time, and discovering the latent hazards and defects as soon as possible, this project, with the feature of energy-driven, will develop the fundamental researches of wireless health monitoring sensor networks about the elevating equipments in ultra-deep mines and attempt to manufacture the prototype system, and be directed against the problems such as the short operation lifetime, the poor reliability, the low systematic degree and the deficiency of fundamental platform which are existed in wireless health monitoring sensor networks of elevating equipments. The main research contents include: The method of energy supply for the sensor network nodes embedded in the pivotal components of elevating equipments in ultra-deep mines; The system construction which uses the energy efficiency as the center for the elevating equipments health monitoring sensor nodes in ultra-deep minds; The theory of the elevating equipments health monitoring heterogeneous sensor networks driven by energy efficiency in ultra-deep mines; The pivotal technologies of embedded health monitoring sensor networks application for elevating systems in ultra-deep mines. The research results will be expected to broaden the theoretical system of machinery equipment monitoring sensor network, enrich the environmental energy achieved technologies of sensor network nodes, and establish the applicable fundament for the sensor network technology being applied in the elevating equipments health monitoring system in ultra-deep mines.

为了构建基于无线传感器网络的健康监测系统,以实时掌握运行高度>1000m的大型矿井提升装备关键部件状态演变过程,本项目针对提升装备无线健康监测传感器网络存在的工作寿命短、可靠性差、系统化程度低且缺乏基础性平台等问题,紧密围绕提升装备工作特点和千米深井环境特征,以能量驱动为特色,开展千米深井提升装备无线健康监测传感器网络基础研究,并试制原型系统。主要研究内容包括:嵌入在千米深井提升装备关键部件上的传感器节点能量供给方法、以能量为中心的千米深井提升装备健康监测传感器节点系统架构、能效驱动的千米深井提升装备健康监测异构传感器网络理论、千米深井提升装备嵌入式健康监测传感器网络应用关键技术。研究结果可望在理论上拓宽大型机械装备无线健康监测传感器网络体系、丰富传感器节点的环境能量获取方法,在技术上为千米深井提升装备的安全运行提供可靠保障。

项目摘要

本项目针对深井提升装备无线健康监测传感器网络所存在的工作寿命短、可靠性差、系统化程度低且缺乏基础性平台等问题,紧密围绕提升装备工作特点和千米深井环境特征,针对装备无线健康监测传感器网络,开展了基于提升装备关键部件运动与运行环境特征的微能量采集与管理方法、以能量为中心的千米深井提升装备健康监测传感器节点系统架构、能效驱动的千米深井提升装备健康监测异构传感器网络理论、千米深井提升装备嵌入式健康监测传感器网络应用关键技术等4个方面的研究工作,在能量收集、节点寿命预测、网络拓扑控制、井筒机器人、容器应力监测网络等方面取得了重要进展,所开展的研究工作和所取得的创新成果在理论上丰富了矿山大型机电系统安全运行监测方法,为矿山装备运行及其工作环境信息获取提供了新思路;在技术上形成了矿山装备健康监测传感网络,为矿井无人化巡检和装备运行安全评价提供了技术支持。相关成果发表论文16篇(TOP期刊3篇);授权国外发明专利10件、国家发明专利6件;获2018年教育部科技进步二等奖。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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