基于ZigBee無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、近年來,煤礦事故在每年的安全統(tǒng)計(jì)中都占有相當(dāng)高的比重,礦井中的瓦斯、CO、壓力、溫度、濕度等都是造成煤礦事故的主要原因,有效地煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)在預(yù)防礦難、減少礦難以及提高采煤生產(chǎn)效率等方面起著決定性的作用。煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,現(xiàn)階段煤礦井下的安監(jiān)系統(tǒng)多采用有線的傳輸方式,有線通信系統(tǒng)有諸多不足:采煤工作面基本采用放炮式掘進(jìn),放置在工作面的傳感器通訊電纜易被損毀;在采煤作業(yè)過程中,礦井巷道結(jié)構(gòu)的不斷變化,給通信線路的安裝

2、和維護(hù)帶來很大困難;對采空區(qū)等死角無法進(jìn)行監(jiān)測。ZigBee技術(shù)作為一種新興的無線通信技術(shù),具有極低的系統(tǒng)功耗、較低的系統(tǒng)成本、安全的數(shù)據(jù)傳輸、靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及超大的網(wǎng)絡(luò)容量等特點(diǎn)。
　　本文針對現(xiàn)階段國內(nèi)外煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀以及煤礦井下有線傳輸方式的不足之處,闡述了ZigBee技術(shù)應(yīng)用到煤礦井下的可行性,根據(jù)煤礦井下的實(shí)際需要,設(shè)計(jì)了一個(gè)低功耗、性能穩(wěn)定的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)。本文首先設(shè)計(jì)了一款低功耗、成本低、工作穩(wěn)定的傳感

3、器節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)的處理器選用了ATmega128L,無線通信芯片選用了兼容IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的CC2420射頻芯片。此硬件經(jīng)過調(diào)試,能夠正常工作,達(dá)到了預(yù)期要求。然后在此硬件平臺(tái)上編程實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)接收與發(fā)送,并對此節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了組網(wǎng)測試,經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí),該節(jié)點(diǎn)具有性能穩(wěn)定、低功耗以及可擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)。最后根據(jù)煤礦井下特殊的地理環(huán)境選用了樹狀路由結(jié)構(gòu),將多通道采集到的礦井中的瓦斯和CO濃度通過多跳路由的方式發(fā)送到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn),