地下矿井无线通信――基于RFID的传感器网络 L.,K.,Bandyopadhyay（L. pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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L.，K.，Bandyopadhyay（L.，K. 著

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• 地下矿井
• 物联网
• 无线传感器网络
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店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121225758

商品编码：29499706432

包装：平装

出版时间：2014-04-01

基本信息

书名：地下矿井无线通信――基于RFID的传感器网络

定价：75.00元

作者：L.,K.,Bandyopadhyay（L.,K.,班迪奥帕迪亚

出版社：电子工业出版社

出版日期：2014-04-01

ISBN：9787121225758

字数：

页码：392

版次：01

装帧：平装

开本：其他

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书侧重介绍了地下矿井和其他危险地区无线通信技术的新进展。本书全面提供了在这些区域用于传输数据、语音和视频的无线通信系统的统一的基础内容，并结合介绍了防爆电路设计和开发的方法，这对危险地区的应用是非常重要的。本书的主题内容包括被困矿工安全通信系统、竖井通信系统、视距通信系统、全矿范围通信系统和基于网络的信息系统的设计与开发。也详细讨论了RFID技术，包括地下应用的兼容系统用的嵌入式软件和地下不同设备用的软件程序代码。

目录

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作者介绍

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阮锦屏：1962年清华大学无线电物理专业毕业。一直在原信息产业部（现中国电子科技集团公司）通信、测控研究所（54所）工作。担任过10多个国家重点工程项目的研制，分机、总体负责人等，研究室主任，专业部总工，所微波专家组人员，所老教授、老科技工作者协会专业委员等，获多次省、部、所科技成果奖；获国务院特殊津贴；研究员级高工职称；我国首批英国电气工程师协会（MIEE）会员，国际特许工程师；外发表论文或编译等30多篇，其中在一级期刊（电子，通信学报）4篇，国际会议4篇，任国际会议技术审查组成员一次;4项。 从93年开始参加了铁道部车号射频识别（RFID）项目的部分研制工作,曾任该项目的科工委及铁道部鉴定委员会人员及测试组组长，专家评审组人员等，后到某RFID公司任专家委员会副主任若干年。

文摘

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序言

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深邃地下，生命脉动：物联网在矿业革命中的无声呐喊 在人类文明的漫长历史中，我们对地底深处的探索从未停止。那里蕴藏着我们赖以生存的资源，也隐藏着无数未知的挑战。矿业，作为工业的基石，其发展历程与每一次技术革新都紧密相连。然而，地下矿井作业的严酷环境，其幽闭、潮湿、粉尘弥漫，甚至是时常发生的瓦斯、水患等危险，始终是制约矿业安全与效率提升的瓶颈。传统的通信方式，如有限电缆，不仅铺设困难、易受损，更无法实现大范围、实时的信息传输。在这种背景下，一种革命性的技术——物联网，正以前所未有的力量，悄然改变着地下矿井的运作模式，将冰冷的岩石深处，编织成一个充满智慧与生机的感知网络。 想象一下，当矿工们深入百米甚至千米的地下，他们的安全状况、所处位置、周围环境的每一丝细微变化，都能被实时捕捉并传递到地面控制中心。这不再是科幻小说中的场景，而是物联网技术在矿业应用中正在实现的现实。物联网的核心在于“万物互联”，而实现这一连接的关键，便是各种传感器与通信网络的协同工作。在地下矿井的场景下，传统的无线通信面临着巨大的挑战：信号衰减严重、穿透能力弱、易受电磁干扰等等。如何在如此恶劣的环境中建立稳定、可靠、高效的无线通信网络，成为技术探索的重点。 感知地下，点亮黑暗：传感器网络的广阔视野 在地下矿井的广阔空间中，各种各样的传感器如同人类的“感官”，它们被部署在关键的位置，默默地监测着一切。这些传感器并非孤立存在，而是构成了一个庞大的“感知网络”，将收集到的海量数据汇集起来。 环境监测传感器： 气体传感器首当其冲，它们时刻警惕着瓦斯、一氧化碳、二氧化碳等有害气体的浓度变化。一旦检测到超标，便会立即发出警报，为矿工争取宝贵的逃生时间。温度传感器则监测井下温度，过高的温度可能预示着设备故障或地热活动。湿度传感器则可以帮助判断是否存在积水隐患，并为通风系统的优化提供依据。尘埃传感器能够实时监测空气中的粉尘含量，这对于预防矽肺病等职业健康问题至关重要。 定位与生命体征传感器： 矿工的安全是重中之重。高精度的定位系统能够在地下复杂的环境中，实时追踪每一位矿工的位置，一旦有人偏离预定路线或长时间静止不动，系统会发出预警。集成在矿工安全帽或工作服上的生命体征传感器，能够监测心率、体温、甚至血氧饱和度，一旦出现异常，立即通知地面救援人员。这对于在突发事件中定位和救援被困人员，具有决定性的意义。 设备状态监测传感器： 井下运行的采矿设备，如掘进机、运输车辆、提升机等，都是昂贵且至关重要的。安装在这些设备上的振动传感器、温度传感器、压力传感器等，能够实时监测设备的运行状态。例如，异常的振动可能预示着轴承磨损，过高的温度可能说明冷却系统出现问题。通过对这些数据的分析，可以实现预测性维护，在设备发生故障前进行维修，避免因设备停机而造成的生产损失，更重要的是避免因设备故障引发的安全事故。 结构安全监测传感器： 矿井的巷道和支护结构，是保障井下空间稳定的重要屏障。应力传感器、位移传感器、裂缝监测器等，能够实时监测围岩的应力变化、支护结构的变形情况。这些数据对于评估矿井的结构稳定性，及时发现潜在的塌方风险，采取加固措施，具有不可替代的作用。 无碍沟通，心意相通：通信网络的构建与挑战 传感器收集到的海量数据，需要一个强大的通信网络才能将它们传输到地面，并为后续的分析和决策提供基础。然而，地下矿井的无线通信环境极其复杂，信号的传播受到岩石、水、金属等材料的严重衰减和阻挡。传统的Wi-Fi、蓝牙等技术在这样的环境中往往难以胜任。 信号的挑战： 地下岩层对无线电波具有很强的吸收和反射作用，导致信号传播距离短、衰减快。井下作业环境中充斥着大量金属设备和导电材料，这些物体会产生电磁干扰，进一步削弱通信信号的稳定性。此外，井下环境潮湿，也会影响无线信号的传播特性。 解决方案的探索： 为了克服这些挑战，科研人员和工程师们不断探索创新的通信技术。低频段的无线电波穿透能力更强，可以作为一种备选方案，但其数据传输速率较低。Mesh网络技术，通过节点之间的相互转发，可以延长通信距离，提高网络的覆盖范围和鲁棒性。中继器和基站的合理部署，能够有效地弥补信号盲区。 物联网通信协议的适配： 针对物联网应用，低功耗广域网（LPWAN）技术，如LoRa、NB-IoT等，因其低功耗、远距离传输的特点，在矿业物联网领域展现出巨大的潜力。这些技术能够在有限的带宽下，实现海量传感器数据的可靠传输。 智慧矿山，安全升级：物联网的应用场景与未来展望 物联网在地下矿井中的应用，绝不仅仅是简单的数据采集，而是构建一个集感知、传输、分析、决策、执行于一体的智能化系统，为矿山安全生产注入新的活力。 实时安全监控与预警： 地面控制中心可以实时接收来自井下各个角落的环境数据、人员位置、设备状态等信息。通过大数据分析和人工智能算法，系统能够识别潜在的危险因素，提前发出预警。例如，当瓦斯浓度达到危险阈值时，不仅会发出警报，还可以自动启动通风系统，降低危险等级。当某个区域出现塌方迹象时，系统可以立即锁定该区域，并指导矿工安全撤离。 远程操作与自动化： 在一些高风险的作业区域，可以通过远程操控技术，让地面人员操作井下的采矿设备，减少人员暴露在危险环境中的时间。未来，随着人工智能和机器人技术的发展，部分作业过程有望实现自动化，进一步提升生产效率和安全性。 精细化管理与优化： 物联网收集的数据，为矿山管理提供了前所未有的精细化视角。通过对生产过程数据的分析，可以优化采矿方案，提高资源利用率。对设备运行数据的分析，可以实现更有效的维护计划，延长设备寿命。对人员行为数据的分析，可以改进安全培训，提升员工安全意识。 应急救援的智慧大脑： 在发生紧急情况时，物联网系统能够成为救援的“智慧大脑”。精确的定位信息能够帮助救援人员快速找到被困人员，生命体征数据能够评估被困人员的状况，从而制定最有效的救援方案。通信网络的畅通，也能保证救援现场与指挥中心之间的信息及时交流。 迈向未来：持续创新与无限可能 地下矿井的物联网应用，正处于一个蓬勃发展的阶段。随着技术的不断进步，我们可以预见，未来的矿山将更加智能化、安全化、高效化。5G通信技术在矿井中的应用，将带来更高的带宽和更低的延迟，为高清视频监控、实时远程操作提供可能。区块链技术可以被用于确保数据的安全性和可追溯性。虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，可以帮助矿工更好地理解复杂的井下环境，进行培训，甚至在远程协助下完成精密的作业。 然而，要真正实现智慧矿山的愿景，还需要克服诸多挑战，包括：高昂的部署成本、网络安全问题、数据标准化与共享、以及操作人员的技术培训等等。但毋庸置疑的是，物联网为地下矿井带来的变革是深刻而持久的。它不仅提升了矿业的安全生产水平，减少了事故的发生，更在悄无声息地改变着矿业的生产模式，驱动着这个古老行业迈向一个充满智慧与活力的未来。当我们在地面上享受着科技带来的便利时，也不应忘记那些在幽深地下，为了我们的能源和资源而辛勤付出的劳动者，以及那些正在默默守护他们安全的，无形的物联网网络。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《地下矿井无线通信——基于RFID的传感器网络》瞬间就吸引了我，因为我一直对地下作业的安全和效率问题很感兴趣，而无线通信和传感器网络似乎是解决这些问题的关键。RFID技术在现代社会的应用越来越广泛，将其应用于复杂的地下矿井环境，并且构建一个完整的传感器网络，这其中的挑战和技术创新点绝对值得深入探讨。我尤其好奇书中是如何克服地下信号衰减、岩石屏蔽等极端条件的限制，实现可靠的RFID信号传输和数据采集的。同时，一个完整的传感器网络意味着信息的收集、传输、处理和反馈，书中是否会详细介绍网络架构的设计、节点的部署策略，以及如何管理海量的数据流？更重要的是，这些技术最终如何转化为提升矿井安全、优化生产效率的实际应用，书中是否会给出一些案例分析或者性能评估？这些都是我期待在这本书中找到答案的。

评分☆☆☆☆☆

《地下矿井无线通信——基于RFID的传感器网络》这个书名，让我立刻联想到它的技术深度和前沿性。RFID技术本身就已经是一个成熟但仍不断发展的领域，将其应用于极具挑战性的地下矿井环境，并且构建一个传感器网络，这其中涉及的无线通信原理、网络协议、数据融合以及系统集成等方面的知识，必定是相当复杂的。我特别好奇书中是否会对RFID在矿井环境下的信号传播模型进行深入研究，例如信号衰减的规律、多径效应的影响，以及如何通过优化天线设计、选择合适的RFID频段来提高通信的可靠性？同时，一个完整的传感器网络还需要考虑数据的处理和分析，书中是否会介绍如何对采集到的海量RFID数据进行有效的预处理、过滤和挖掘，以提取出有价值的信息，例如异常检测、故障预测等？我期待这本书能提供扎实的技术理论基础和富有创新的解决方案，帮助我深入理解这一领域的最新进展。

评分☆☆☆☆☆

对于《地下矿井无线通信——基于RFID的传感器网络》这本书，我最期待的是它能够提供一套可行的、可扩展的解决方案。地下矿井的环境复杂多变，对通信系统的鲁棒性和可靠性要求极高。RFID技术的非接触式、低功耗等特性使其在矿井中具有得天独厚的优势，但我非常想知道书中是如何将其真正落地，构建一个高效、稳定的传感器网络的。例如，在实际部署中，如何平衡RFID读写器的数量、标签的密度以及网络的覆盖范围？书中是否会详细介绍RFID在井下各种复杂场景下的信号特性和干扰因素，并提出相应的克服措施？更重要的是，这个传感器网络能否实现数据的实时采集、传输、存储和分析，从而为矿井的安全生产管理提供有力支撑？我希望这本书能够从理论到实践，提供清晰的指导，并且能够展示出基于RFID的传感器网络在提升矿井智能化水平方面的巨大潜力。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《地下矿井无线通信——基于RFID的传感器网络》的标题时，我的第一反应是它所解决的痛点。地下矿井的作业环境是众所周知的复杂和危险，通信的稳定性和数据的实时性是保障人员安全和生产效率的生命线。传统通信方式在这样的环境中往往显得力不从心。RFID技术作为一种非接触式的识别技术，其在复杂环境中应用的潜力一直备受关注。这本书能否详细解释RFID技术如何克服地下多重障碍，实现稳定可靠的通信？书中是否会深入探讨RFID在矿井中的具体应用场景，例如人员定位与追踪、设备状态监测、安全区域管理，甚至是紧急情况下的救援通信？我非常期待书中能提供一套完整的基于RFID的传感器网络的设计思路和实现方法，能够清晰地展示其在实际矿井环境中的可行性和优越性，并且能够用严谨的科学论证和详实的案例来支持其观点。

评分☆☆☆☆☆

对于《地下矿井无线通信——基于RFID的传感器网络》这个书名，我首先联想到的是它在实际应用中的巨大潜力。在矿井这样危险且环境恶劣的区域，传统的有线通信方式往往存在布线困难、维护成本高、容易损坏等问题。而无线通信，特别是RFID技术的引入，是否能够彻底改变这一现状？书中会详细阐述RFID技术在矿井中的具体部署方案吗？例如，在井下不同区域部署多少个RFID读写器，如何确定最佳的部署位置以保证信号覆盖率？更进一步，RFID标签如何集成到各种井下设备和人员身上，以实现对人员位置、设备状态、环境参数（如瓦斯浓度、温度、湿度）的实时监控？书中对于RFID信号的抗干扰能力和穿透能力是否会有深入的理论分析和实验验证？我对如何将这些分散的RFID数据整合成一个有意义的、可操作的传感器网络，从而为矿井管理提供决策支持，感到非常好奇，书中对这部分内容的论述深度是我关注的重点。