顶板监测是煤矿安全生产的重要环节,其数据的准确、及时、可靠既关系到当前的安全生产,也关系到今后的支护设计,针对当前顶板监测中实施复杂,单机功耗较大等问题,本文设计了基于ZigBee无线通信网络的煤矿巷道顶板应力监测系统。本系统由测力锚杆,锚杆应力计、通信分站和上位机四个部分组成。测力锚杆在一种专用锚杆对应的位置上加工一对直槽,应变片分别粘贴到两个直槽中对应的位置,一组对应的应变片构成一个全桥,在测力锚杆上均匀的分布着两组应变片。应变桥路的输出信号送到应力计,应力计接收到这些模拟量信号,先进行放大、A/D转换及数据处理,并将应力数据以点对点接力的方式(即应力计将接收到的应力数据和自己的应力数据打包上传)上传到通信分站,也可根据需要进行就地显示。应力计与应力计及与通信分站之间采用ZigBee无线通信,在无法进行ZigBee无线通信的区域,可以通过485接口进行串行通信。应力计采用深度睡眠-定时唤醒的同步机制,减少系统功耗。通信分站的作用是数据的存储-转发,将来自应力计的数据通过以太网或485传输到上位机。通信分站还可以通过人机交互的模式对所有通信应力计及其管理的其他设备进行控制管理和数据查询,包括显示数据、存储数据、查询数据、系统设置等功能。上位机具有控制管理和查询所有分站、导出数据报表、实时动态显示顶板应力情况、查看历史曲线、数据备份以及报警记录等功能。系统中工作于井下的应力计,系统硬件设计都采取本安措施来满足矿用(煤安)的本安要求。煤科院重庆分院测试表明,系统及各部分满足要求。现场运行表明,本系统运行稳定可靠,实现了设计目标。