基于LoRa通信的无线液压支架压力传感器设计

• 作者: 李起伟
• 来源期刊: 工矿自动化
• 学科: 工学
• 关键词: 顶板压力监测 液压支架 无线压力传感器 LoRa通信
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 页码范围: 111-115
• 页数: 5页
• 分类号: TD355.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2020040021

摘要

针对煤矿顶板压力监测系统中的无线ZigBee传感器使用时间达不到设计预期、需频繁更换电池的问题,设计了一种基于LoRa通信的无线液压支架压力传感器.内嵌LoRa模块的无线液压支架压力传感器安装在液压支架上,采集液压支架前支柱、后支柱及前伸梁的压力值.被测液体介质通过导压孔加压到传感器压阻元件上,压阻元件受压发生形变,产生与压力线性相关的阻值变化;传感器的微控制单元测量加在电阻上的电压,将其换算成实际压力值.该传感器实现了煤矿顶板压力监测信号的远距离、低功耗、高可靠性无线传输:通过高扩频因子的直接序列扩频技术提高接收端灵敏度,获得较高的信号增益,从而增加通信距离;通过前向纠错编码技术提高传输可靠性;采集液压支架压力值并成功发送数据后进入休眠模式,以降低功耗.测试结果表明,该传感器lh的平均功耗为1.18 mA ? h,容量为5 000 mA ? h的锂电池理论续航时间为141 d,满足煤矿使用要求;与ZigBee技术相比,LoRa有效通信距离更远,可靠性更高.