基于ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

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1、總線與網(wǎng)絡(luò)文章編號(hào)：1001-9944(2010)07-0021-03基于ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)黃迎輝，李新，王月英（蚌埠學(xué)院機(jī)械與電子工程系，蚌埠233000）摘要：在研究ZigBee的IEEE802．15．4標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出了基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)，主要介紹了對(duì)煤礦井下溫度、濕度和瓦斯氣體濃度監(jiān)測(cè)的全新的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系設(shè)計(jì)及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)能浻布?，?shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)信號(hào)的獲取和無(wú)線傳輸。這一設(shè)計(jì)方案解決了大量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的無(wú)線組網(wǎng)，在礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中得到成功應(yīng)用。關(guān)鍵詞：ZigBee；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；礦

2、井監(jiān)測(cè)中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)志碼：BDesignofMineMonitoringSystemBasedonZigBeeWirelessNetworkTechnologyHUANGYing-hui，LIXin，WANGYue-ying（DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering，BengbuCollege，Bengbu233000，China）Abstract：Thepaper，aminemonitoringsystemframeworkbasedonZigBeewirelesssensornetworksofst

3、udyingIEEE802．15．4standardcommunicationprotocolisproposed．Thispapermainlyintroducesthedesignofwirelesssensornetworknodeoftemperature，humidityandgasoncentrationmonitoringinthecoalmine，softwareandhardwareofdataacquisitionandtransmissionaredesignedinminewirelessnetworkmonitoringsystem．Them

4、onitoringsignalacquisi-tionandwirelesstransmissionarerealized．Thisdesignsolvesalotofmonitoringofwirelessnetworking，theminemonitoringsystemhasbeensuccessfullyapplied．Keywords：ZigBee；wirelesssensorNetworks；minemonitoring瓦斯爆炸是目前國(guó)內(nèi)煤礦引發(fā)礦難的主要原因IEEES02．15．4標(biāo)準(zhǔn)，用于建立可靠、高性價(jià)比、低功之一，因此只有對(duì)礦井中的瓦斯?jié)舛纫约皽囟?/p>

5、和濕度耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。本文設(shè)計(jì)一種基于等環(huán)境信息進(jìn)行及時(shí)掌握，才能保證礦井工作環(huán)境的ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的礦井環(huán)境安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，安全。目前多數(shù)瓦斯傳感器設(shè)備采用有線方式進(jìn)行信實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井下溫、濕度及瓦斯數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)，彌號(hào)的傳輸，這種方式布線比較麻煩，而且對(duì)于線路的補(bǔ)了有線監(jiān)測(cè)方式存在的缺陷，無(wú)線系統(tǒng)對(duì)于線路依賴性比較強(qiáng)，安裝和維護(hù)設(shè)備的成本比較高，并且依賴性強(qiáng)，受布線局限并且當(dāng)某一結(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，會(huì)當(dāng)?shù)V難發(fā)生以后，設(shè)備和電纜往往會(huì)受到損害不能為使局部區(qū)域失去監(jiān)測(cè)能力，因此無(wú)線礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)礦難發(fā)生后的搜求工作提供有效信息。具有實(shí)際的研究?jī)r(jià)值。ZigBe

6、e技術(shù)則是一種近距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無(wú)線通信技術(shù)，可以嵌入到各1系統(tǒng)總體方案種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能。它充分利用了802．15．4協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有3種類型：星收稿日期：2010-03-15；修訂日期：2010-04-07基金項(xiàng)目：安徽省高校省級(jí)自然科學(xué)項(xiàng)目資助（KJ2009B211Z）作者簡(jiǎn)歷：黃迎輝（1971-），男，碩士，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)闇y(cè)控技術(shù)及機(jī)電一體化系統(tǒng)。自動(dòng)化與儀表2010(7)21總線與網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)和簇狀結(jié)構(gòu)［1－2］二線串行接口、控制單元、加熱器及低電壓檢測(cè)電路。。本文采用了星型網(wǎng)絡(luò)，主要考慮到星型網(wǎng)絡(luò)所需

7、的協(xié)調(diào)器數(shù)量系統(tǒng)所選的瓦斯傳感器是LXK－3型催化燃燒少，而協(xié)調(diào)器的功耗是普通設(shè)備功耗的幾十倍甚至式氣敏元件，具有功耗小、成本低、靈敏穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)上百倍，采用星型網(wǎng)絡(luò)可大大降低監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)群體的等優(yōu)點(diǎn)。此外，放大器選用德州儀器公司的總體功耗。另外，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)各網(wǎng)段設(shè)備間數(shù)據(jù)的TLV2780放大器，是一種單電源運(yùn)算放大器，具有傳輸要經(jīng)過其他協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器內(nèi)部的路由列表復(fù)滿擺幅輸入輸出的能力，其帶寬較寬，且噪聲和失真雜，不易維護(hù)和實(shí)時(shí)管理。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所率均較低，這些特點(diǎn)使得它能較好地運(yùn)用在高速度示，主要由ZigBee無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)、中心協(xié)調(diào)器和和高分