矿山安全生产监测FBG传感设计及系统研究的开题报告

矿山安全生产监测FBG传感设计及系统研究的开题报告标题：矿山安全生产监测FBG传感设计及系统研究一、选题的背景和意义矿山作为重要的国民经济支柱产业之一，其安全生产问题一直备受关注。然而，矿山生产环境的复杂性和地下工作的高危性导致了矿山事故的高发。因此，对矿山安全生产进行综合监测和预警是保障矿山生产安全的关键。光纤布拉格光栅传感技术(FBG)具有高灵敏度、抗干扰性强等特点，能够在矿山环境下进行长期稳定监测，对于矿山安全生产监测具有广阔的应用前景。因此，本课题选取了矿山安全生产监测FBG传感设计及系统研究，旨在通过光纤布拉格光栅传感技术，提高矿山安全生产监测的准确性和可靠性，为矿山安全生产提供有效的技术支持。二、主要研究内容和方案本课题主要研究内容包括：1、矿山安全生产监测系统的建立，包括监测系统的硬件设计和软件开发。2、光纤布拉格光栅传感器的制备和特性测试，以确定其在矿山安全生产监测中的最佳应用方案。3、矿山安全生产监测FBG传感设计，包括编制设计方案、进行仿真分析和实验室测试等。4、构建互联网技术支撑的矿山安全生产监测与预警平台，实现实时数据采集、远程监控和预警等功能。方案：1、确定主要监测指标，包括地形变、地应力和瓦斯等参数。2、硬件设备方面，利用FBG传感器实现应变和温度等参数监测，基于CAN总线实现数据采集和传输，搭建基于MVC模式的可视化监测系统。3、光纤布拉格光栅传感器制备方面，利用电弧熔融法制备高品质FBG传感器，并对其进行特性测试。4、矿山安全生产监测FBG传感设计方面，按照上文所述监测指标，可以参照相关研究文献对FBG传感器进行选择和设计，在实验室中进行测试和验证。5、构建互联网技术支撑的矿山安全生产监测与预警平台，通过云计算技术实现数据的存储和分析，并通过Web程序实现数据可视化和可实时监测。三、预期研究成果1、建立基于FBG传感技术的矿山安全生产监测系统，并完成相关软硬件开发。2、制备高品质光纤布拉格光栅传感器，并通过特性测试，为后续研究提供参考。3、实现矿山安全生产监测FBG传感器的设计，可以有效监测矿区地形变、地应力和瓦斯等参数。4、构建互联网技术支撑的矿山安全生产监测与预警平台，实现实时数据采集、远程监控和预警等功能。四、拟采取的研究方法1、文献调研和资料收集，总结和分析FBG传感技术在矿山安全生产监测方面的应用前景和技术特点。2、实际监测和测试，在矿山生产实验室中进行FBG传感器的制备和特性测试，优化相关算法并且验证监测系统的可行性。3、系统设计和仿真，在矿山生产实验室中进行设计和仿真测试，预测监测系统的最佳运行条件和最佳监测效果。4、开发和应用，搭建矿山安全生产监测与预警系统平台，并进行验证测试，分析监测结果对预警准确率的影响。五、研究进度安排1、前期准备（1个月）：文献查阅、分析现有技术和方法，确定研究方向和目标。2、研究方案制定（2个月）：确定监测指标，制定系统硬件设计和软件开发方案，制备FBG传感器，进行特性测试。3、矿山安全生产监测FBG传感设计（3个月）：编制设计方案，进行仿真分析和实验室测试等。4、矿山安全生产监测系统的建立（4个月）：搭建数据采集平台，完成系统硬件的集成测试，并进行调试。5、构建互联网技术支撑的矿山安全生产监测与预警平台（2个月）：搭建监测与预警系统平台，并进行测试和优化。6、论文撰写和答辩（2个月）：实验数据统计和分析，论文撰写，并完成答辩。六、预算和支持本课题需要购置光纤