LORA无线技术在KJ616(A)煤矿顶板动态监测系统中的应用
一、LORA无线技术在KJ616(A)煤矿顶板动态监测系统中的应用概述：
针对现有矿井无线通信系统在上隅角等环境恶劣,数据传输速率要求不高的区域应用效果不理想的状况,通过分析LoRa技术特点,提出了将LoRa技术应用于矿井无线通信的方案,分析了其应用架构,并讨论了LoRa技术在煤矿井下的适用场景:工作面设备运行状态数据和环境参数无线传输,矿压监测系统多种传感器数据,工作面上隅角瓦斯监测传感器数据,采空区测温传感器数据等的无线传输,矿井机电设备监测数据无线传输。
LoRa技术作为物联网低功耗远程通信技术,采用扩频调制等多项技术,实现低功耗下的远距离通信,具有远距离组网,低功耗,低成本,低速率和大规模的特点。它可以透传,私有协议和LoRaWAN协议等多种方式组网,实现远程组网通信|特别是针对远距离低速率组网方面,LoRa技术是目前十分理想的解决方案。
综上所述：将LORA技术应用到矿山压力监测系统中具有以下优点：
1.传输距离更远，从而在监测测点分布不变的情况下，传输更加稳定。
2.大系统容量，目前可以达到单个系统采集4000个传感器能力。
3.电池寿命更长，在电池型号不变的情况下，使用寿命比原来提高1倍以上。
4.系统维护工作量降低，测点分布优化的情况下，一个工作面中途不需要更换电池。
5.更低的硬件成本，由于传输距离变远，已经不需要配置中继器。
6.安装传感器不需要布线，安装简便，个别传感器故障不影响其他系统运行，在线监测传感器故障需要排查线路，很繁琐。
二、LORA无线技术在KJ616(A)煤矿顶板动态监测系统中的应用结构与组成：
本系统将计算机检测技术、无线数据通讯技术和传感器技术融为一体。实现了复杂环境条件下对煤矿顶板的自动监测和分析。系统由八大部分组成：1、计算机及数据处理软件；
2、KJ616(A)-J矿用本安型数据传输接口 3、KJ616(A)-F1矿用本安型传输主站；4、KJ616(A)-F2矿用本安型监测分站 ；5、GPD60(A)矿用压力传感器 ；6、GUW150(A)矿用
围岩移动传感器 ；7、GPD450（A）矿用本安型锚杆（索）应力传感器 ；9、GZY60(A)矿用本安型钻孔应力传感器 ； 10、KDW28-18（A）矿用隔爆兼本安不间断电源，另外还包括：
通讯线缆、接线盒等本安型部件组成。
煤矿顶板动态系统监测分析的内容
1、 监测研究的主要内容
1）巷道监测
在巷道内主要通过离层位移传感器监测顶板下沉量、顶板下沉速度变化，两帮内显著变形区域，用于判断顶板及两帮破坏范围，对巷道稳定性进行识别，对巷道所处的安全等级进行评价。
采用锚杆载荷应力传感器通过对巷道顶板、两帮锚固力以及锚固力沿着锚杆长度变化规律进行监测，达到对锚杆的工作状态、顶板安全性等进行评价，实现信息反馈，为锚杆支护参数设计优化提供基础。
2）回采工作面监测
监测端头支架的工作阻力变化规律，为保障端头支护稳定性和安全性提供依据，并为确定最优的端头方式及参数提供基础。
分区监测工作面内支架的工作阻力变化规律，为评价支架支护效果、支架对该类顶板的适定性以及顶板来压规律提供依据。
3）超前支承压力监测
通过超前顺槽内中深钻孔埋设传感器，监测随着开采的不断推进，超前支承压力的显著影响范围、支承压力高峰值、支承压力高峰位置以及前移速度等，为超前支护范围和有重点地预防冲击地压的发生提供依据。
5.2 RS485/USB转换器与接口之间的传输
1)传输方式：主从式、半双工、RS485；
2)传输速率：115200bps；
3)接口数量：转换器1个，接口2个。
5.3接口与主站之间的传输
1)传输方式：以太网光信号（波长1310nm）；
2)传输速率：100Mbps；
3)光发射功率：（-20～0）dBm；
4)接口数量：接口1个、主站1个；
5.4主站与分站之间的传输
1)传输方式：主从式、半双工、RS485；
2)传输速率：4800bps；
3)接口数量：主站1个，分站1个。
5.5分站与配套传感器之间的传输
1)传输方式：GFSK无线传输；
2)中心工作频率：450MHz±2MHz；
3)发射功率：-20dBm～20dBm。
六、故障分析与排除
1)在进行数据通讯时，周围不得有强磁场干扰或摇动正压传感器和通讯子站。
2)防爆电源输入电压指示灯不亮，保险丝烧断，更换保险丝。
3)电缆与电缆连接时，不得用简单的胶布包接。
七、服务
本厂产品如因本厂原因出现质量问题，一月内包换，一年内保修。
