Автор: P. RaviKiran
Перевод: Гаевская О.А
Источник(англ.): http://seminarprojects.com/Thread-esign-of-monitoring-system-for-coal-mines-safety-based-on-wireless-sensor-networks
Обзор:
Основной целью системы является получение таких характеристик, как температура, влажность и концентрация метана в угольных шахтах и отправлять информацию на поверхность использованием ZIGBEE узлов беспроводных датчиков, а также получить информацию о персонале с помощью использования RFID модуля.
Текущее состояние проблемы:
Наиболее сложной задачей в угольной шахте является отслеживание шахтеров, находящихся на большой площади. Также сложность заключается в том, что в шахте возможны частые аварии. Многие шахты используют кабельные системы для мониторинга горнорабочих, но это не эффективно, так как кабель может быть поврежден, в случае аварии.
Особенности:
Чтобы преодолеть существующие ограничения нужно использовать беспроводную технологию сети и отслеживания сотрудников с использованием RFID технологии.
Технология:
- с помощью модуля RFID мы можем собирать информацию сотрудников и отслеживания занятости;
- с помощью модуля ZIGBEE мы можем передавать информацию от шахтеров на поверхность;
- с помощью датчиков влажности и температуры, мы можем получить состояние атмосферы в шахте;
- с помощью датчиков индикатор метана мы можем отслеживать концентрацию метана.
Что такое RFID?
RFID является одной из технологий автоматической идентификации. Каждый из нас знаком с концепцией штрих-кодов. Каждый день мы видим использование штрих-кодов в супермаркетах для получения информации о продукте. RFID является последней технологии, которая заменяет штрих-коды. Штрих код считывается с помощью оптического сканирования черных и белых полос, таким образом получается номер продукта.
Как RFID работает?
- тег прикреплен к ресурсу;
- тег запрограммирован, чтобы быть признанным системой;
- тег содержит уникальный идентификатор;
- тег может быть отсканированным с помощью устройства чтения, чтобы получить идентификатор ресурса.
Основное применение: можно взять идентификатор и получить подробную информацию о ресурсе и его дальнейшей обработки.
Принципы работы RFID-метки:
- конфиденциальность;
- безопасность;
- доступ к радиочастотному спектру.
Беспроводные сенсорные сети
Беспроводные сенсорные сети используются в основном для эффективного получения данных из нескольких сетей, расположенных в стратегически важных местах.
Это сети территориально-распределенной системы на автономные платформы (так называемые WSN узлы), которые в кооперации позволят осуществлять мониторинг физических параметров и состояния окружающей среды, таких как температура, влажность, давление, свет, звук, движение, ускорение или что-нибудь, что может ощущаться.
Возможности беспроводных сетей:
- возможность отслеживания и мониторинга шахтеров и оборудования в шахте;
- возможность определения шахтеров, находящихся в шахте, табельный учет;
- возможность мониторинга оборудования и места их работы в целях повышения производительности и снижения возможности несчастных случаев;
- возможность обнаружения и слежения за шахтеров в случае аварий для быстрой спасательной операции;
- возможность контроля небезопасной работы шахтеров и обеспечение предупреждения соответствующих шахтеров;
- возможность мониторинга в реальном времени параметров среды в шахте;
- возможность отправки закодированного сообщения для заинтересованного лица в шахте.
Характеристики WSN:
- ограниченная мощность;
- способность выдерживать суровые условия окружающей среды;
- мобильность узлов;
- динамическая сетевая топология;
- большие масштабы развертывания;
- масштабируемость, ограничивается только пропускной способности шлюза узла.
Что такое ZIGBEE?
Стандарт разработанный для беспроводного контроля. Основан на IEEE 802.15.4 стандарте. Создан Альянсом ZigBee.
Что ZIGBEE делает?
Предназначен для беспроводного управления. Работает в персональных сетях (PAN) и «устройство-устройство» сетях. Связывает устройства для передачи небольшого количества информации.
Контроль за светом, выключателями, термостатами, устройствами и т.д.
ZIGBEE характеристики и частоты
- низкая скорость поступления данных;
- низкое энергопотребление;
- работает в нелицензируемых диапазонах;
- ISM 2,4 ГГц с полосой 250 kbps;
- 868 МГц с 20kbps;
- 915 МГц с 40kbps.
Области применения: ZIGBEE будет обеспечивать связь шахтеров с поверхностью общаться с подземными на поверхность. Беспроводные датчики позволят улучшить безопасность.
Ссылки:
1. http://www.rfidjournal.com/
2. http://www.eng.tau.ac.il/ ~ yash/kw-usenix06/index.html
3. http://www.prlog.org/10223510-longdistan...-feet.html
4. http://www.zigbee.org/~~V
5. http://en.wikipedia.org/wiki/ZigBee # Использует
6. http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_sensor_network
7. http://www.wsnblog.com/
8. http://www.microchip.com/