目前矿用传感器多以LED数码管显示为主,并不能适合多参数传感器显示的需要。为解决显示问题,采用定制的LCD显示屏,作为矿用多参数传感器的显示单元,进行了传感器的研发设计;并对LCD屏硬件电路及其控制编程进行了说明。彩色LCD屏清晰度高,显示内容更加丰富,在煤矿现场得到了很好的应用。

为解决当前矿用高低浓度甲烷传感器在测量切换点误差大、功耗大、零点漂移严重等问题,提出了一种基于单元件的高低浓甲烷传感器的设计方法。系统输入为21V电流本安电源,并通过高效率低冲击电流的开关电源降压芯片给信号处理电路供电。利用AT89C52单片机进行信号处理,性能可靠,价格低廉。实验结果表明:该系统不仅能准确测量甲烷浓度,而且能远距离传输、成本及功耗低、实时性强、可靠性高。

基于RRT与APF算法的三维空间路径规划与优化技术研究,基于RRT与APF算法的三维空间路径规划与优化技术研究,三维空间RRT融合人工势场APF算法，并对RRT优化算法规划得到的路径进行平滑处理。 自己在APF和RRT算法基础上改的，代码模块化好，能在此基础上进行改进。 注释清晰即可。 ,核心关键词：RRT融合人工势场APF算法；RRT优化算法规划；路径平滑处理；代码模块化；注释清晰。,三维空间RRT与APF融合算法及其路径平滑优化研究 在当今的机器人领域，路径规划是实现自主导航的关键技术之一。路径规划指的是为机器人在一定环境中，根据给定起点和终点，找到一条从起点到终点的可行路径，并保证路径的安全性、有效性和最优性。三维空间中的路径规划更是复杂，因为在三维环境中，除了二维平面上的障碍物，还必须考虑空间障碍物的影响。为了提高路径规划的效率和安全性，研究者们提出了多种算法，其中包括快速随机树（Rapidly-exploring Random Tree，简称RRT）算法和人工势场（Artificial Potential Field，简称APF）算法。 RRT算法是一种基于随机采样的路径规划方法，它在多维空间中构建一棵树形结构，不断随机采样节点并连接到树中，直至找到目标点附近的节点。该算法特别适合高维空间和复杂环境的路径规划问题。然而，传统的RRT算法也存在一些问题，如在接近目标区域时效率低下和路径抖动等问题。 为了克服这些不足，研究者们提出了将RRT与APF算法相结合的方法。APF算法是一种基于物理学中的势能场理论，将环境和目标点转化为虚拟的吸引力和排斥力，使机器人沿着力的方向运动。在环境复杂或者机器人与障碍物距离较近时，该算法能有效避免碰撞。但是，当机器人靠近目标点时，容易产生局部最小值问题，导致规划路径不够理想。 通过结合RRT和APF算法的优点，研究者们尝试在三维空间中实现更为有效的路径规划。该融合算法首先利用RRT算法的全局搜索能力快速地找到一条近似最优的路径，然后利用APF算法对路径进行局部优化和平滑处理。这样，不仅能够保证路径的全局最优，还能保证路径的局部平滑性，避免机器人在路径上的不必要停顿或者抖动。 在实现过程中，代码模块化是提高算法可重用性和可维护性的关键。通过模块化设计，可以使得算法易于理解和改进，有利于后续研究者在此基础上进行创新。同时，清晰的注释是保证代码易读性的重要手段，它能够帮助其他研究人员快速理解算法的原理和实现细节，从而促进技术的交流和进步。 值得注意的是，除了路径规划算法的研究，路径平滑处理也是路径规划中的一个重要环节。路径平滑的目的是为了生成一条更加自然且符合物理特性的路径，确保机器人在执行任务过程中的稳定性和安全性。 基于RRT与APF算法的三维空间路径规划与优化技术研究，涉及了算法的融合、路径的平滑处理以及代码的模块化与注释清晰等关键点。这些研究不仅提高了路径规划的效率和安全性，还促进了相关技术的模块化和标准化，为机器人导航和控制领域提供了重要的理论和实践支持。随着研究的深入和技术的发展，相信未来三维空间的路径规划技术将更加智能、高效和安全。

针对现有馈电状态传感器需要进行接地处理且易受干扰的问题,提出非接地式矿用馈电状态传感器设计方案。该传感器将信号探头包裹在负荷侧线缆上,并采用屏蔽层对极板进行防干扰处理,保证了极板和信号处理电路采用相同的参考地,能够在不接地的情况下准确检测出馈电状态。 在矿井环境中，确保设备馈电状态的准确检测对于保障作业安全至关重要。传统的矿用馈电状态传感器在应用过程中存在接地问题和抗干扰能力差的缺陷，这不仅增加安装难度和成本，还可能因为电磁干扰而导致误判，对矿井作业人员安全造成威胁。黄春在《非接地式矿用馈电状态传感器设计》中提出了一种创新的设计方案，其核心为将信号探头直接包裹在负荷侧线缆上，并通过屏蔽层防止电磁干扰，显著提升了传感器在复杂矿井环境下的稳定性和可靠性。 非接地式矿用馈电状态传感器设计的核心亮点在于其独特的信号探头安装方式。与传统传感器需要将线缆接地不同，这一新型传感器利用线缆本身作为探头的一部分，极大地简化了安装过程并降低了成本。该传感器通过特定的探头设计，直接从电缆获取电场信号，无需额外的接地操作，避免了因接地不当带来的潜在危险。此外，屏蔽层的运用为极板提供了有效的防干扰措施，保证了信号的准确性和可靠性，即使在非接地的工作环境下也能正常工作。 在技术实现方面，该传感器采用接触式电场感应原理，通过探头内极板感应馈电线缆产生的电场变化，进而判断馈电状态。在馈电电缆不通电时，探头感应到的电位差非常小，但当电缆通电时，电场不平衡导致探头检测到的电压发生变化，通过信号处理电路进行差分放大，从而实现对馈电状态的准确判断。这一过程确保了传感器即便在复杂电磁环境中也能保持高精度和高稳定性。 该研究的意义在于显著提高了矿井馈电状态监测的可靠性，并有效降低了由接地不当引发的安全风险，对于矿井作业的安全保障具有重要意义。此外，简化了的安装和维护流程，大大提升了现场操作的便捷性和效率。由于该传感器对环境干扰的抗性高，能够在更宽泛的环境下稳定工作，这对于推动煤矿安全生产的自动化水平具有深远的影响。 在行业政策和技术发展背景下，这种非接地式矿用馈电状态传感器满足了《煤矿安全规程》的相关要求，为井下设备的开关负荷侧提供了一种有效的断电状态监控方法。此举有助于防止因馈电状态误判引发的安全事故，是矿井安全监控领域的一次重要技术进步。同时，该技术受到了国家物联网发展专项资金的支持，预示着它有潜力在未来得到更广泛的应用和推广，推动我国煤矿安全监控技术和无线通信技术的发展，为煤炭行业安全生产贡献重要力量。

针对传统采用电化学式探头的氧气浓度传感器受温度影响大,输出易漂移,寿命短的问题,设计利用荧光猝灭式探头,研制了一种新型矿用氧气浓度传感器。该传感器以嵌入式微处理器为控制核心,利用WiFi通信模块,实现了测量数据及操控命令的无线传输。传感器自带温度补偿,测量精度高,输出稳定,探头寿命较电化学式高出1倍以上,且完全符合RoHS标准。

### DMR中4FSK调制解调技术的研究及性能分析 #### 1. 引言 随着信息技术的快速发展，无线电对讲机作为移动通信的重要组成部分，在各行各业的应用日益广泛。传统模拟对讲机虽然能够满足基本的通信需求，但在频谱利用率、语音质量和数据集成等方面存在明显不足。为了解决这些问题，欧洲电信标准协会(ETSI)于2004年提出了DMR（Digital Mobile Radio，数字移动无线电）协议。DMR协议不仅提高了频谱利用率和语音质量，还增强了数据处理能力，是当前数字对讲机领域的热门研究方向之一。 #### 2. DMR系统介绍及软件实现方案设计 ##### 2.1 DMR中物理层概述 DMR协议中的物理层设计是为了确保高效可靠的数据传输。如图2所示，物理层主要包括以下步骤： - **CRC校验与FEC前向纠错**：在数据传输之前，对其进行CRC校验和FEC前向纠错处理，以确保数据的完整性和准确性。 - **交织**：通过对数据进行交织处理，可以在一定程度上抵抗突发错误，提高数据传输的可靠性。 - **插入同步编码**：为了便于接收端正确地进行解码，需要在数据流中插入同步编码。 - **4FSK调制**：将处理后的数据转换为适合无线传输的4FSK信号格式。 - **信道传输**：通过无线信道进行数据传输，此过程中会受到诸如高斯白噪声等干扰的影响。 - **4FSK解调**：在接收端，对接收到的信号进行4FSK解调，恢复原始数据。 - **提取同步码**：从接收到的数据流中提取同步编码，以便进行后续处理。 - **解交织**：通过解交织操作，恢复数据的原始顺序。 - **FFC解码与CRC解码**：对数据进行FFC解码和CRC解码，检查数据完整性并纠正可能的错误。 ##### 2.2 4FSK调制解调技术详解 4FSK（Quadrature Frequency Shift Keying，四相频移键控）是一种数字调制技术，通过改变载波的频率来表示数据。与传统的2FSK相比，4FSK可以在相同的带宽下传输更多的信息。在DMR协议中，4FSK调制是物理层的关键技术之一。 - **调制过程**：在调制过程中，根据输入的数据比特序列，选择四个不同的频率之一作为载波频率。这四个频率分别对应不同的二进制组合，从而实现数据的编码。 - **解调过程**：在接收端，通过比较接收到的信号频率与预设的四个频率之间的关系，确定原始的数据比特序列。 为了验证4FSK调制解调的效果，作者使用MATLAB进行仿真，具体包括以下几个方面： - **系统模型建立**：基于DMR协议规定，建立4FSK调制解调系统模型。 - **性能评估**：通过在高斯白噪声信道中传输数据，评估系统的性能指标，如误码率等。 - **结果分析**：对仿真结果进行统计计算，并给出必要的图表展示。 #### 3. 性能分析 通过对DMR中4FSK调制解调技术的仿真研究，可以得出以下结论： - **误码率**：在不同的信噪比条件下，统计计算出系统的误码率，以此评估系统的性能。一般情况下，信噪比越高，误码率越低。 - **抗干扰能力**：通过引入高斯白噪声信道模型，测试系统的抗干扰能力。结果显示，在一定的信噪比范围内，4FSK调制解调技术表现出良好的抗干扰性能。 - **频谱利用率**：4FSK调制技术相较于2FSK，在相同的带宽内可以传输更多的信息，从而提高了频谱利用率。 #### 4. 结论 DMR协议作为一种新型的数字集群通信协议，其在4FSK调制解调技术方面的应用显示出了极高的潜力和发展前景。通过MATLAB仿真研究发现，4FSK调制解调技术不仅能够有效提高频谱利用率，还能显著改善语音质量和增强数据处理能力，是推动对讲机技术进步的关键因素之一。未来随着技术的不断进步，DMR协议及其相关的4FSK调制解调技术将在更多的应用场景中得到推广和应用。

针对现有煤矿井下精确人员定位系统采用大量有线通信线缆导致部署困难、成本高及紧急情况求援时智能化程度低等问题,设计了一种矿用智能精确人员定位系统。该系统中读卡器采用基于超宽带定位技术的到达时间测距方法准确获取人员标签位置,数据集中器通过LoRa无线通信技术收集读卡器采集的人员标签信息并上传至分站,地面监控中心根据分站上传的数据,在井下人员失去手动触发求救按钮能力时,通过紧急状况处理方案自动报警并通知管理人员。实测结果表明,该系统定位精度为1m,可在2km以内实现误码率小于5%的无线数据可靠传输,在井下人员失去手动触发求救按钮能力时自动报警率达93.5%以上。

人员定位系统能够在事故发生的第一时间对相关人员进行精确定位。当井下人员无法手动求救时,该系统能够及时利用定位技术的到达时间测距方法获取人员位置,定位系统中的数据集中器收集信息上传至分站,并迅速传输至地面监控中心,实现了该系统在紧急状况下的自动报警。实测结果表明,紧急状况下,2km以内无线数据传输的误码率小于3%,系统自动报警成功率达95.5%,实现了煤矿定位系统的智能救援。

基于MATLAB Simulink R2015b环境的12脉冲二极管整流器仿真模型研究,Twelve_Pulse_Diode_Rectifier：基于MATLAB Simulink的12脉冲二极管整流器仿真模型。 仿真条件：MATLAB Simulink R2015b ,核心关键词：Twelve_Pulse_Diode_Rectifier; MATLAB Simulink; 仿真模型; 12脉冲二极管整流器; R2015b。,MATLAB Simulink中12脉冲二极管整流器仿真模型（R2015b版）

解决在矿井监控中传统粉尘采样器不能满足在线监控粉尘浓度的问题,采用一台主机带多台分机的实时监测模式,将改进的数据融合算法应用到主机和分机中对粉尘数据进行实时处理.结果表明:改进的数据融合算法使粉尘传感器测量结果的误差得到了有效的控制;一台主机带多台分机分别计算测量参数的模式使矿井粉尘浓度测量实时性得到解决.该成果对煤矿井下粉尘数据在线监控具有一定的理论价值和实用意义.