本文關(guān)鍵詞：井下環(huán)境無線傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤礦是我國的重要工業(yè)能源,在礦企不斷發(fā)展的過程中,煤礦安全問題也日益凸顯。煤礦井下環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)作為一種必不可少的安全保障設(shè)備被應(yīng)用于各種井下上作環(huán)境。對于現(xiàn)代化的中小型煤礦企業(yè),設(shè)計一套經(jīng)濟(jì)實用并滿足安全生產(chǎn)要求的井下環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是十分必要的。 本文在了解煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r和查閱大量該領(lǐng)域前沿技術(shù)論述的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種專門用于獲取井下多種環(huán)境信息的無線傳感網(wǎng)絡(luò)。文章分別從路由算法、硬件設(shè)計和軟件實現(xiàn)這三個部分展開研究,并通過網(wǎng)絡(luò)仿真驗證了系統(tǒng)的可行性。 目前的井下環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)大多采用有線連接方式,這種方式不僅成本高、系統(tǒng)擴(kuò)展難度大,而且安全隱患也多。鑒于此,本文設(shè)計了一種專門監(jiān)測井下環(huán)境信息的無線傳感網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)設(shè)置了大量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),每個節(jié)點(diǎn)設(shè)備都是FFD,也就是說除了作為匯聚節(jié)點(diǎn)(即協(xié)調(diào)器)以外,其余任意一個節(jié)點(diǎn)既可以作為傳感器節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù),也可以在必要的時候充當(dāng)路由節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。本監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)井下多種環(huán)境參數(shù)(溫濕度、瓦斯?jié)舛纫约捌渌鼩怏w濃度)的數(shù)據(jù)采集。采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)經(jīng)過主控芯片CC2431的簡單處理,形成數(shù)據(jù)包并按照一定的路由算法傳送至協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。每個網(wǎng)絡(luò)中都有唯一的一個匯聚節(jié)點(diǎn),該節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立和管理,并匯集各路數(shù)據(jù),通過通信口傳送至上位機(jī)。文章通過軟件設(shè)計了整個網(wǎng)絡(luò)的路由算法,確定了數(shù)據(jù)的傳輸機(jī)制,保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃�、時效性和安全性。 相比同類其他的系統(tǒng),本系統(tǒng)更全面更精確的監(jiān)測井下各種環(huán)境參數(shù),且路由算法的優(yōu)化使得系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸效率大大提高。本系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)實用,能夠有效的改善現(xiàn)有井下環(huán)境監(jiān)測方法的一些不足之處,為今后煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究提供了一定的技術(shù)參考。
【關(guān)鍵詞】：主控芯片 環(huán)境參數(shù) 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 路由算法
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD76
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-16
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 2 ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建16-28
• 2.1 ZigBee技術(shù)介紹16-21
• 2.1.1 無線通信技術(shù)的選擇16-18
• 2.1.2 ZigBee特性18-19
• 2.1.3 ZigBee協(xié)議棧19-21
• 2.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)21-24
• 2.2.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型21-22
• 2.2.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)22-24
• 2.3 網(wǎng)絡(luò)路由算法24-27
• 2.3.1 路由算法遵循的原則24-25
• 2.3.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的基本路由算法25-26
• 2.3.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)基本路由算法26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 井下環(huán)境無線傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)計28-40
• 3.1 無線傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的總體方案28-29
• 3.1.1 無線傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的主要功能28
• 3.1.2 無線傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的總體方案28-29
• 3.2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計29-39
• 3.2.1 節(jié)點(diǎn)整體設(shè)計29-30
• 3.2.2 主控芯片CC2431及其基本外圍電路30-32
• 3.2.3 傳感器電路32-37
• 3.2.4 射頻模塊和天線37-38
• 3.2.5 串口通信電路38
• 3.2.6 電源模塊38-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 4 井下環(huán)境無線傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的軟件實現(xiàn)40-54
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境40-41
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計41-52
• 4.2.1 節(jié)點(diǎn)流程圖41-43
• 4.2.2 節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計43-46
• 4.2.3 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集46-49
• 4.2.4 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的傳輸49-51
• 4.2.5 串口通信流程51-52
• 4.3 本章小結(jié)52-54
• 5 系統(tǒng)仿真54-58
• 5.1 仿真環(huán)境的建立54-55
• 5.2 無線傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的仿真55-57
• 5.3 本章小結(jié)57-58
• 6 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 工作總結(jié)58-59
• 6.2 展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64-65
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 丁立波,江小華,張河;基于無線數(shù)字傳輸技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[J];半導(dǎo)體技術(shù);2003年02期

2 李紀(jì)榕;李福進(jìn);吳艷微;尉志武;;基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J];傳感技術(shù)學(xué)報;2011年09期

3 吳在軍,王崢,胡敏強(qiáng);變電站自動抄表系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];電力自動化設(shè)備;2002年02期

4 雷學(xué)麗,楊錫運(yùn),徐大平;基于GPRS技術(shù)的集中式自動抄表系統(tǒng)[J];電力自動化設(shè)備;2004年08期

5 徐志強(qiáng),李乃虎,栗桂鳳,肖偉;一種分布式無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制[J];電子技術(shù);2005年02期

6 徐國章,李宏海,陳閩生,李建華;基于GPRS的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J];河北省科學(xué)院學(xué)報;2004年04期

7 倪寶林,劉大為,陳明,楊常芳;遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在水資源管理工作中的應(yīng)用[J];水利發(fā)展研究;2005年06期

8 林初善;廖曉閩;王春陽;趙峰;;無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J];中國科技信息;2010年20期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 徐竟天;基于ARM9嵌入式和工業(yè)以太網(wǎng)的礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)研究[D];西安科技大學(xué);2011年

2 王珂;礦井無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：井下環(huán)境無線傳感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：282705