BF-無綫傳感器網絡與礦山安全監控-餘修武 國防工業齣版社 9787118106589 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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餘修武 著

圖書標籤:

• 無綫傳感器網絡
• 礦山安全
• 安全監控
• 傳感器技術
• 物聯網
• 工業安全
• 通信技術
• 餘修武
• 國防工業齣版社
• 9787118106589

店鋪： 華裕京通圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118106589

商品編碼：29773373656

包裝：平裝

齣版時間：2016-01-01

圖書基本信息
圖書名稱	無綫傳感器網絡與礦山安全監控	作者	餘修武
定價	79.00元	齣版社	國防工業齣版社
ISBN	9787118106589	齣版日期	2016-01-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝

內容簡介

餘修武、李嚮陽、江珊、餘員琴編*的《無綫傳 感器網絡與礦山安全監控》是一部無綫傳感器網絡 (WSN)與礦山安全監測監控領域的專*，係統地介紹 瞭外多年來WSN技術的研究進展與應用情況，尤 其重點介紹瞭作者們研究WSN在礦山安全智能監測預 警與定位的關鍵技術成果。全書共6章，主要內容有 ：緒論、WSN礦山安全監測無綫通信技術研究、WSN礦 山安全智能監測數據傳榆路由協議研究、WSN礦山安 全智能監測數據去冗技術研究、WSN礦山安全智能監 測人員定位算法研究、結論與展望。 　　本書可供從事安全技術與工程、無綫傳感器網絡 與智能監控監測預警、短距離無綫通信、目標定位跟 蹤、信息融閤、無綫路由、通信係統與信息工程、礦 業工程等專業的教師和科研人員閱讀和參考，還可作 為上述專業的研究生或高年級本科生的教材；同時也 可供從事環境監測、生産過程監控、傳感與自動化、 軍事偵察、機器人等領域的工程技術人員參考。

作者簡介

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目錄

章 緒論 1.1 研究來源與資助 1.2 研究背景與意義 1.3 礦井安全避險“六大係統”要求 1.4 WSN技術發展現狀 1.4.1 WSN概述 1.4.2 WSN研究進展 1.5 本書主要內容 第2章 WSN礦山安全監測無綫通信技術研究 2.1 無綫通信介質 2.1.1 無綫電波通信 2.1.2 微波通信 2.1.3 紅外綫通信 2.2 短距離無綫通信技術分析 2.2.1 IrDA通信技術 2.2.2 UWB通信技術 2.2.3 Bluetooth通信技術 2.2.4 Wi—Fi通信技術 2.2.5 ZigBee通信技術 2.3 礦山監測采用ZigBee通信技術分析 2.3.1 短距離無綫通信技術比較 2.3.2 礦山監測無綫通信技術要求 2.4 WSN礦山監測ZigBee技術 2.4.1 ZigBee協議體係架構 2.4.2 ZigBeeWSN拓撲模型 2.4.3 ZigBee組建WSN方案設計 2.5 本章小結 第3章 WSN礦山安全智能監測數據傳輸路由協議研究 3.1 WSN傳輸路由協議 3.1.1 WSN路由協議特點 3.1.2 WSN路由協議類型 3.1.3 典型路由算法比較分析 3.2 礦山監測WSN路由算法特點分析 3.2.1 礦山環境對路由算法的需求 3.2.2 礦山結構對路由算法的需求 3.2.3 礦山監測對路由算法的需求 3.3 礦山監測APTEEN改進型LRCEB路由協議 3.3.1 Sink附近節點負載均衡策略 3.3.2 簇舉代價減少算法 3.4 LRCEB路由協議仿真測試 3.4.1 換選簇數對比測試 3.4.2 網絡能量消耗對比測試 3.5 本章小結 第4章 WSN礦山安全智能監測數據去冗技術研究 4.1 WSN中信息數據去冗意義及技術 4.1.1 信息數據去冗意義 4.1.2 信息數據去冗技術 4.1.3 礦山監測數據特點與去冗分析 4.2 WSN數據融閤技術 4.2.1 數據融閤理論基礎 4.2.2 數據融閤技術分類 4.2.3 礦山監測數據融閤要求 4.3 WSN礦山監測ISEDA數據融閤算法 4.3.1 ISEDA模型及基本思想 4.3.2 ISEDA算法融閤處理過程 4.4 算法性能分析與仿真 4.4.1 算法性能分析 4.4.2 算法仿真對比 4.5 本章小結 第5章 wSN礦山安全智能監測人員定位算法研究 5.1 WSN定位技術及分析 5.1.1 定位技術特點及基本概念 5.1.2 定位技術性能評價 5.1.3 定位理論模型及分類 5.1.4 定位典型算法及比較 5.2 WSN礦山人員定位分析 5.2.1 礦山環境對定位的製約 5.2.2 礦山人員定位監測需求 5.2.3 礦山空間結構對定位的影響 5.3 基於錨點優化的R—A混閤定位算法 5.3.1 礦山RSSI傳播模型 5.3.2 錨節點優化算法 5.3.3 R—A定位算法及流程 5.4 算法測試與性能分析 5.4.1 y值與k值測定 5.4.2 結果及性能分析 5.5 本章小結 第6章 結論與展望 6.1 主要結論 6.2 主要創新點 6.3 研究展望 參考文獻

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文摘

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序言

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《礦山安全監控技術與應用》 內容簡介： 本書是一部係統闡述礦山安全監控領域前沿理論、核心技術和實踐應用的專著。隨著我國礦産資源開發的日益深入，礦山安全生産的壓力也愈發凸顯。傳統的人工巡檢和有限的監測手段已難以滿足現代礦山規模化、智能化發展的需求，事故預防、風險預警和應急響應的效率亟待提升。本書正是在此背景下，旨在為礦山企業、科研機構、工程技術人員提供一套全麵、先進、實用的礦山安全監控解決方案，推動礦山安全生産水平的整體躍升。 全書共分為十一章，內容涵蓋瞭礦山安全監控的理論基礎、關鍵技術、係統構建、實際應用及未來發展趨勢。 第一章 緒論 本章首先深入分析瞭當前礦山安全生産麵臨的嚴峻挑戰，包括復雜多變的地下環境、潛在的自然災害（如瓦斯、煤塵、水害、地質災變等）、設備故障、人為因素等，並闡述瞭建立先進、高效、智能的礦山安全監控係統的緊迫性和重要性。接著，本書梳理瞭礦山安全監控技術的發展曆程，從早期的機械式監測到如今信息化、智能化監測的發展脈絡，為讀者勾勒齣技術演進的宏觀圖景。最後，本章明確瞭本書的研究目標、內容框架和適用範圍，為後續章節的學習奠定堅實的基礎。 第二章 礦山環境與災害監測基礎 本章聚焦礦山環境中各種關鍵參數的監測，為理解和實施有效的安全監控打下理論基礎。首先，詳細介紹瞭礦山環境中影響安全的幾個核心要素，包括但不限於： 瓦斯（特彆是甲烷）監測： 闡述瞭瓦斯在礦山環境中的生成機理、積聚規律、危害性（爆炸、窒息）及其監測的必要性。介紹瞭常見的瓦斯濃度閾值、監測方法（如接觸燃燒式、半導體式、電化學式傳感器等）的原理、優缺點及適用範圍。 煤塵監測： 分析瞭煤塵的危害（爆炸、對人體的健康影響）以及産生原因。探討瞭煤塵濃度監測的意義，並介紹瞭常用的監測技術，如激光散射法、光電檢測法等。 溫度與濕度監測： 解釋瞭溫度和濕度變化對礦井通風、瓦斯積聚、設備運行等方麵的影響，以及高濕環境可能引發的設備腐蝕和絕緣問題。介紹瞭相關的監測傳感器和技術。 有毒有害氣體監測： 除瞭瓦斯，還涵蓋瞭如一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、硫化氫（H2S）等常見有毒有害氣體的危害性、來源和監測要求。 氧氣（O2）監測： 強調瞭維持井下安全氧氣濃度的重要性，以及缺氧環境的危險。 第三章 礦山地質環境監測技術 地質環境的穩定性是礦山安全生産的基石。本章深入探討瞭與地質相關的監測技術： 頂闆監測： 詳細介紹瞭頂闆垮塌的危險性，以及監測頂闆位移、應力、變形等參數的重要性。介紹瞭位移傳感器（如拉綫位移計、激光位移計）、應力傳感器、傾角傳感器等在頂闆監測中的應用原理和部署方式。 巷道變形監測： 闡述瞭巷道支護失效可能導緻的嚴重後果，以及對巷道變形（如收斂、沉降、鼓湧）進行實時監測的必要性。介紹瞭全站儀、GPS、傾斜儀、應變片等監測設備的工作原理和數據分析方法。 岩體穩定性監測： 針對可能發生滑坡、崩塌等區域，介紹瞭基於地質雷達、GPS、InSAR等技術對岩體整體穩定性的評估和監測方法。 衝擊地壓監測： 深入分析瞭衝擊地壓的形成機製、危害特點，並重點介紹瞭監測礦震、地應力、岩石力學參數等關鍵指標的監測技術和預警方法。 第四章 礦山水害監測與預警 水害是礦山生産中最具毀滅性的災害之一。本章係統介紹瞭水害的監測與預警： 地下水位監測： 闡述瞭地下水位的變化規律及其對礦井安全的影響。介紹瞭測井儀、壓力傳感器等設備在地下水位監測中的應用。 導水裂隙監測： 分析瞭導水裂隙的形成與發展對突水可能性的影響，介紹瞭采用電阻率法、地震波法等對導水裂隙進行探測的方法。 水流監測： 介紹瞭對地下水流速、流量進行監測的技術，以評估可能湧入礦井的水量。 突水預警模型： 結閤上述監測數據，探討瞭如何構建有效的突水預警模型，實現對潛在水害的早期識彆和預警。 第五章 礦山通風與瓦斯治理監控 通風是礦山安全的生命綫，而瓦斯治理是通風工作的重中之重。本章詳細闡述瞭相關監控技術： 通風係統參數監測： 介紹瞭風速、風壓、風量等通風參數的監測，以確保通風係統正常運行，維持井下良好的空氣環境。 瓦斯湧齣量監測： 強調瞭監測瓦斯湧齣量的準確性對於製定瓦斯治理策略的重要性。 瓦斯濃度分布監測： 介紹瞭如何通過部署傳感器網絡，實時獲取井下各區域的瓦斯濃度分布情況，為瓦斯抽采和通風調整提供依據。 通風與瓦斯治理協同控製： 探討瞭如何將通風參數與瓦斯濃度等數據相結閤，實現通風係統與瓦斯治理措施的協同優化，達到最佳安全效果。 第六章 礦山設備運行狀態監測與故障診斷 大型、復雜、關鍵的礦山設備是安全生産的保障，其運行狀態的監測與故障診斷至關重要。 設備狀態參數監測： 涵蓋瞭對電機運行（電流、電壓、溫度、振動）、液壓係統（壓力、流量、溫度）、傳動裝置（振動、溫度、轉速）等關鍵參數的實時監測。 振動監測技術： 詳細介紹瞭振動作為設備異常的重要早期徵兆，以及壓電式、電容式等振動傳感器的原理和應用。 溫度監測技術： 闡述瞭設備過熱可能導緻的嚴重後果，介紹瞭紅外測溫、接觸式測溫等技術。 油液分析技術： 探討瞭通過分析設備潤滑油的成分和特性，預測設備磨損和潛在故障的方法。 故障診斷與預測性維護： 介紹瞭基於數據分析、模式識彆、機器學習等技術，實現設備故障的早期診斷和預測性維護，減少非計劃停機和安全事故。 第七章 礦山通信與信息傳輸技術 高效、可靠的通信是實現礦山安全監控信息暢通的基礎。 井下通信網絡構建： 介紹瞭適用於井下復雜環境的通信技術，如礦用光縴通信、無綫通信（如Wi-Fi、LoRa、RFID等），以及低頻通信、超寬帶通信等。 數據傳輸協議與安全性： 探討瞭確保數據傳輸的實時性、可靠性和安全性，防止數據丟失、泄露或被篡改。 組網技術： 介紹瞭如何構建覆蓋整個礦山區域的通信網絡，包括有綫和無綫網絡的融閤。 數據傳輸延遲與帶寬需求： 分析瞭不同類型監測數據的傳輸需求，以及如何優化通信係統以滿足實時監測的要求。 第八章 礦山安全監控係統集成與平颱建設 本章將前述各項監測技術有機整閤，構建完整的安全監控係統。 係統架構設計： 介紹瞭分層、模塊化的係統設計思想，包括感知層（傳感器）、網絡層（通信）、平颱層（數據處理與分析）、應用層（預警與決策）。 數據采集與存儲： 闡述瞭多源異構數據的采集、清洗、整閤以及海量數據的有效存儲方案。 數據處理與分析技術： 介紹瞭信號處理、統計分析、機器學習、人工智能等技術在海量監測數據中的應用，以提取有價值的信息。 實時監控與預警機製： 探討瞭如何設計高效的實時監控界麵，以及基於閾值、規則、模型等多種方式構建多層次的預警係統。 可視化展示與人機交互： 強調瞭數據可視化技術在直觀呈現礦山安全態勢、輔助決策方麵的重要作用，以及用戶友好的交互界麵設計。 係統集成與互聯互通： 討論瞭如何將不同的子係統（如瓦斯監測、頂闆監測、通信係統等）進行有效集成，實現信息共享和協同聯動。 第九章 礦山安全監控係統的實際應用與案例分析 本章通過實際案例，展示本書所介紹的理論與技術在礦山安全監控中的應用效果。 典型應用場景： 涵蓋瞭煤礦、金屬礦、非金屬礦等不同類型礦山的具體應用實例，如針對煤礦的瓦斯爆炸、煤塵爆炸、頂闆事故的監控，針對金屬礦的邊坡失穩、水害、采空區監測等。 係統部署與實施： 介紹瞭成功部署和實施礦山安全監控係統的關鍵步驟和經驗。 數據分析與決策支持： 通過案例分析，展示如何利用監測數據進行風險評估、事故預警、應急響應和安全管理決策。 效益評估： 對實施礦山安全監控係統所帶來的安全效益、經濟效益和社會效益進行評估。 第十章 礦山安全監控的智能化與發展趨勢 本章展望礦山安全監控技術的未來發展方嚮，聚焦智能化和集成化。 人工智能在礦山安全監控中的應用： 重點探討瞭深度學習、計算機視覺、自然語言處理等AI技術在異常行為識彆、圖像識彆（如煙霧、火災）、風險預測、智能診斷等方麵的潛力。 物聯網（IoT）與大數據技術： 分析瞭如何構建更廣泛、更精細的傳感器網絡，並利用大數據技術挖掘潛在的安全風險。 數字孿生技術： 探討瞭構建礦山數字孿生模型，實現對礦山運行狀態的實時模擬、預測與優化。 5G通信技術在礦山的應用： 展望瞭5G技術為礦山帶來的超低延遲、大帶寬通信能力，支撐更復雜的實時監測和遠程控製。 無人化、自動化監測： 介紹瞭無人機、機器人等在復雜危險區域的巡檢、監測和應急作業中的應用。 第十一章 結論與建議 本章對全書內容進行總結，並提齣對未來礦山安全監控發展的若乾建議。 總結： 迴顧瞭礦山安全監控技術的重要性和本書提齣的關鍵技術與解決方案。 建議： 針對礦山企業、政府監管部門、科研院所等相關方，從技術研發、標準製定、人纔培養、政策支持等方麵提齣建設性意見，以期共同推動礦山安全生産水平的持續提升，為保障國傢能源安全和礦工生命安全做齣貢獻。 本書內容豐富，理論與實踐相結閤，語言嚴謹，邏輯清晰，力求為讀者提供一個全麵、深入的礦山安全監控技術圖譜，並為相關領域的從業者和研究者提供有價值的參考。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗的角度來看，這本書的排版清晰，圖錶製作精良，有效地輔助瞭復雜網絡結構和算法流程的理解。雖然主題專業性強，但作者在引入新概念時總是會先給齣清晰的定義和動機，保證瞭閱讀的連貫性。更難能可貴的是，它不僅聚焦於“怎麼做”（How-to），還深入探討瞭“為什麼這麼做”（Why），即背後的工程哲學和安全倫理。它引導讀者思考，如何構建一個既能滿足高安全標準，又能適應礦井特殊環境的、可持續發展的監測體係。這本書無疑是無綫傳感器網絡在特定工業領域應用研究中的一個重要裏程碑式的作品，為後續的研究工作提供瞭極高的基準綫。

評分☆☆☆☆☆

坦白講，這本書的文字風格偏嚮學術化，行文穩健，用詞精準，絲毫沒有為瞭迎閤大眾讀者而刻意簡化的傾嚮。這使得它在深度上具有很高的壁壘。我特彆欣賞作者在討論係統魯棒性時的那幾章內容，在礦井這種極端、動態變化的環境下，係統的可靠性是生命綫。書中詳細探討瞭異構數據融閤技術以及基於AI的異常事件早期預警模型，這些前沿技術的融入，讓整本書的視野超越瞭傳統的簡單數據采集與傳輸，直指主動預防與智能決策。閱讀過程中，我感覺自己仿佛在跟著一位經驗豐富的技術總監進行一對一的深度研討，每一個技術點的選擇都經過瞭審慎的權衡與論證。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，很大程度上體現在其對“應用落地”的深度關注上。很多技術書籍在介紹完原理後就戛然而止，留下讀者在實際操作中無所適從。而本書則花費大量篇幅討論瞭能源采集與管理的挑戰——畢竟，在人跡罕至的礦井深處，更換電池是個大問題。作者提齣的能量收集（Energy Harvesting）方案與休眠/喚醒機製的結閤，考慮到瞭長期運行的經濟性和可行性。這種對成本效益和維護難度的現實考量，體現瞭作者深厚的工程實踐背景。它不是一本純粹的理論教材，更像是一份為礦業安全升級提供的全套技術路綫圖，詳細到不同深度、不同地質條件的適應性調整建議。

評分☆☆☆☆☆

這本關於無綫傳感器網絡在礦山安全監控中應用的著作，讀起來頗有些“硬核”的味道。作者顯然在技術細節上下瞭很大功夫，書中對網絡架構的設計、不同類型傳感器節點的部署策略以及數據采集與傳輸協議的剖析，都展現齣紮實的專業功底。尤其讓我印象深刻的是，書中對於復雜礦井環境下信號衰減、多徑效應等無綫通信特有難題的分析，以及為剋服這些挑戰所提齣的優化算法。它不僅僅停留在理論層麵，而是緊密結閤瞭礦業的實際需求，探討瞭如何通過優化網絡拓撲和功耗管理，來實現長期、穩定、低維護成本的實時監控。對於正在從事礦山智能化、安全信息化研究的工程師或研究生來說，這本書無疑是一本極具參考價值的工具書，它提供的不僅僅是概念，更是可以落地實施的工程化思路。不過，對於初涉該領域的讀者來說，可能需要一定的背景知識儲備纔能完全跟上作者深入的技術探討，但這種深度恰恰體現瞭其專業性。

評分☆☆☆☆☆

初讀此書，最直觀的感受是其邏輯結構的嚴謹性與層次感。作者似乎遵循著從宏觀到微觀的清晰脈絡，首先勾勒齣當前礦山安全監控麵臨的主要挑戰與現有技術的不足，然後層層遞進，逐步引入無綫傳感器網絡（WSN）作為解決方案的潛力。章節之間的銜接非常自然流暢，前麵對理論基礎的鋪墊，為後續針對特定安全指標（如瓦斯濃度、溫度、粉塵等）的監測係統設計奠定瞭堅實的基礎。書中在案例分析部分處理得尤為齣色，那些詳盡的仿真結果和實驗數據，使得抽象的技術方案變得可觸摸、可驗證。它沒有那種空泛的口號式論述，而是用數據說話，這對於需要嚮管理層或投資方匯報技術可行性的專業人士來說，極具說服力。