【摘要】：安全的煤礦井下環(huán)境是保障礦工身體健康和生產(chǎn)設(shè)備安全的重要因素。因此，發(fā)展煤礦的信息化監(jiān)控與管理也是必然的趨勢(shì)。在現(xiàn)有的礦井環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，存在有線布網(wǎng)局限、不靈活和無線布網(wǎng)能源浪費(fèi)等問題。針對(duì)上述問題，本文設(shè)計(jì)了一種用于監(jiān)控煤礦井下環(huán)境的低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過礦工佩戴或安裝在移動(dòng)設(shè)備上，用于監(jiān)控煤礦井下環(huán)境。 在國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)調(diào)研的基礎(chǔ)上，根據(jù)井下安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要求，提出了基于ANT技術(shù)的低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。本方案包括八個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)主控中心，，最終組成了無線星狀網(wǎng)絡(luò)。 傳感器節(jié)點(diǎn)包括基于ANT技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊、以MSP430F149為基礎(chǔ)的控制模塊、采集數(shù)據(jù)的傳感器模塊、PCB天線模塊和電池供電模塊。設(shè)計(jì)中考慮到煤礦生產(chǎn)設(shè)備的特殊要求進(jìn)行了完善。其中，低功耗性能實(shí)現(xiàn)是傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分。 主控中心由中心接收節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)組成，中心接收節(jié)點(diǎn)模塊組成與傳感器節(jié)點(diǎn)類似。上位機(jī)界面通過LabWindows/CVI編寫，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)值顯示、波形圖和數(shù)據(jù)保存的功能。 傳感器節(jié)點(diǎn)和主控中心的軟件設(shè)計(jì)包括MSP430F149與各芯片間的接口驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、傳感器數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)、無線收發(fā)程序設(shè)計(jì)和上位機(jī)程序設(shè)計(jì)等。 試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明：在室內(nèi)外不同環(huán)境狀況下，傳感器節(jié)點(diǎn)在半徑為35m的圓周范圍內(nèi)可穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ�。通過試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)性能后，結(jié)果符合初步設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2528990