摘要：针对目前煤矿矿灯功能单一,无法感知井下环境参数,未能和地面构成双向实时通信网络的问题,设计了基于嵌入式实时操作系统的智能矿灯。该智能矿灯以STM32芯片为主控核心,利用温度传感器、瓦斯传感器和加速度传感器分别采集环境温度、瓦斯浓度及人员运动状态;通过NRF24L01无线通信模块读取井下定位与物资标签状态,获取人员位置与物资信息;通过WiFi将数据上传到地面服务器进行显示和存储。该智能矿灯还具有手动报警与自动报警功能,上位机可下发信息,实现井下与地面的双向通信。测试结果表明,该智能矿灯性能稳定可靠,实时性高,操作方便。

摘要：在单体工作面控顶设计中,当顶板厚度较大、分层情况不清楚时,如何估算划分各分层,为科学的顶板控制设计提供合理参数,实现科学管理采场顶板,对矿井生产安全及高产高效有极其重要的意义。文中采用的估算方法可以在类似地质条件下推广应用。

摘要：由于人工髋关节材料摩擦磨损特性检测结果的准确程度与试验设备运动准确性有关,选用3SPS+1PS并联机构作为试验机髋关节仿生模块的核心部分。通过Pro/E与ADAMS联合对此类并联机构进行建模,然后根据正常人体髋关节的生物运动及力学特性,在ADAMS中对其进行运动学、动力学仿真模拟。通过仿真结果得知:各支链的主要运动集中在并联机构的Z方向上;支链r2的运动曲线最为复杂,其位移、速度、加速度的幅值相对来说最小;r1运动曲线幅值最大。机构承受的外力主要作用在支链r0和球副r01的Z方向。分析结果为此类并联机构的机械结构、误差灵敏度分析及相应控制系统的下一步设计奠定基础。

摘要：为降低嵌入式软PLC系统传输数据的误码率和丢包率,设计了嵌入式软PLC系统的环形缓冲区,建立了环形缓冲区数学模型,分析得到了环形缓冲区的状态方程、状态转移概率及其容量和被充满的概率通式。利用仿真得到不同条件下影响缓冲区容量大小的因素,得出在无数据丢失的前提下,缓冲区大小与数据输入流和输出流两者差值的关系:在其他条件不变的情况下,输入流速率与输出流速率的差值越大,所需要的环形缓冲区容量就越大。

摘要：为了满足采煤机定位的实时性、自主性和精确性要求,设计了基于捷联惯导的采煤机定位系统。该系统采用LSM330芯片和GS1011模块构成惯导终端;将该惯导终端固定在采煤机上可测出采煤机的三轴加速度和三轴角速度,并将处理后的数据通过WiFi上传到井上监控中心;选用四元数法作为姿态更新算法,简单易行,计算量小。实验结果表明,该系统能准确捕捉目标的运动姿态,具有较高的定位精度和较强的实时性。

摘要：针对RSSI指纹膜定位方法受矿井环境影响较大,而基于航迹推算的定位方法易形成误差累积的问题,设计了基于指纹膜与航迹推算的井下人员定位系统。该系统周期性采集人员的位置信息与运动姿态信息,利用K近邻和峰值检测方法求解指纹定位结果和航迹推算结果,并对定位结果进行加权融合得到目标位置。测试结果表明,该系统明显提高了定位精度和稳定性,对煤矿巷道复杂环境具有较强的适应能力。

摘要：针对井下物资管理混乱、物资消耗信息录入延迟且不准确、劳动力浪费等问题,设计了一套基于矿山物联网的井下物资管理系统,给出了该系统的物联网架构,阐述了该系统功能模块的设计。该系统利用有源RFID标签与智能手持终端从现场环境获取井下物资信息,并通过WiFi网关将数据上传到数据服务器中,服务器将数据处理后转存到数据库中,通过Web技术访问、处理并显示数据,从而实现对井下物资生命周期的实时监测与管理。

摘要：基于矿山安全环境分析和事故危险源理论,利用本体语言OWL构建了矿山危险源本体,并结合与瓦斯爆炸事故的内在联系,构建了瓦斯爆炸事故树本体。继而通过设计本体推理工具的自定义规则,实现了从根源危险源到状态危险源的推理,同时根据瓦斯爆炸事故树本体实现了顶上事件发生概率的计算。提出的矿山安全领域本体构建及推理方法,可用于瓦斯爆炸事故预警的辅助决策。试验结果表明,构建的矿山危险源本体可实现从根源危险源到状态危险源的正确推理,并可根据瓦斯爆炸事故树本体自下而上计算顶上事件发生概率,验证了利用OWL本体推理辅助预测瓦斯爆炸事故的有效性。

摘要：为实现对矿井突水的智能化分析和处理,以及突水相关知识在领域内的共享和复用,提出基于本体构建矿井突水预警知识库。通过总结突水发生的机理研究,归纳出突水领域中重要概念及其相互间的联系;利用本体建模工具Protégé4.3实现七步法构建突水本体,完成突水领域知识的统一形式化描述;同时根据专家经验及相关文献资料设计推理规则库,借助Jena API工具包读取本体模型并加载规则库,推理出潜在的隐性知识。最后,通过底板突水发生的实例,验证该预警知识库的有效性和实用性;结果表明,该知识库对实例发生突水的预测结果符合实际评判结果,可实现突水危险等级的智能化判别。

摘要：精馏操作原理是《化工原理》课程的学习重点和难点,设计和制作微课程视频,形成移动学习资源,能为学生提供在线课后辅导答疑解惑。本文从五方面设计了将精馏操作原理形象、直观、工程化的微课程,为制作优质的微课程视频提供参考。