針對煤礦井下監(jiān)測有線網(wǎng)絡(luò)布線繁瑣、成本高、不靈活等問題,結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),提出一種基于ZigBee的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)。將ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于瓦斯數(shù)據(jù)采集及系統(tǒng)斷電控制之間的傳輸,煤礦安全遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)綜合自動(dòng)化監(jiān)測動(dòng)畫顯示系統(tǒng)采用動(dòng)畫方式顯示煤礦安全監(jiān)測狀態(tài),為直觀高效率監(jiān)測監(jiān)管與科學(xué)決策提供了新的技術(shù)手段,在遠(yuǎn)程監(jiān)測聯(lián)網(wǎng)層面上可以實(shí)現(xiàn)各種測控單元的互聯(lián)互控設(shè)置并進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)管,進(jìn)而完成煤礦井下安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 

【文章來源】：機(jī)電工程技術(shù). 2020,49(12)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

1 整體構(gòu)架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)井下各節(jié)點(diǎn)（協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、路由器節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)）的無線收發(fā)模塊采用TI公司的CC2530芯片。各個(gè)節(jié)點(diǎn)的硬件電路基本一致，都擁有相同的無線通信模塊，屬于同構(gòu)節(jié)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。其中，傳感器模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換；處理器模塊負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和處理本身采集的數(shù)據(jù)及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的數(shù)據(jù)，一般采用嵌入式CPU；無線通信模塊負(fù)責(zé)與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，一般使用低功耗的短距離無線通訊設(shè)備或模塊；能量供應(yīng)模塊，對于協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和路由器節(jié)點(diǎn)使用固定電源供電，而傳感器節(jié)點(diǎn)通常采用微型電池提供所需能量。2.2 軟件設(shè)計(jì)

在整機(jī)低功耗問題中，軟件設(shè)計(jì)的作用至關(guān)重要[10]。以人員定位終端節(jié)點(diǎn)與路由節(jié)點(diǎn)之間的入網(wǎng)流程為例說明其設(shè)計(jì)過程。人員定位終端節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)工作流程如圖3所示。人員定位節(jié)點(diǎn)上電后，系統(tǒng)初始化。人員定位系統(tǒng)各終端節(jié)點(diǎn)具有流動(dòng)性，Zig Bee系統(tǒng)會(huì)周期性在一定距離范圍內(nèi)廣播定位數(shù)據(jù)幀，通信范圍內(nèi)的路由節(jié)點(diǎn)在接收到定位數(shù)據(jù)幀后，會(huì)根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算出自身與定位節(jié)點(diǎn)的距離，并將距離值發(fā)送到上位機(jī)，由上位機(jī)執(zhí)行高精度的定位算法。開始組網(wǎng)時(shí)，Zig Bee路由節(jié)點(diǎn)媒介訪問控制（MAC）層的MLME＿Scan-Confirm函數(shù)返回信道檢測結(jié)果，網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體（NLME）為新建的網(wǎng)絡(luò)選擇一個(gè)合適的信號(hào)傳輸信道，并給該信道分配一個(gè)名為PANId的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，通過MLME-SET.request原語將PANId號(hào)寫入到MAC層mac PANId的屬性中。建立網(wǎng)絡(luò)成功會(huì)有建網(wǎng)成功的提示信息，否則向應(yīng)用層返回STARTUP-FAILURE建網(wǎng)失敗的信息。終端節(jié)點(diǎn)接收到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)，通過JZA＿b Af Msg Object函數(shù)逐級(jí)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送形式、端點(diǎn)號(hào)、簇號(hào)的判斷，并對數(shù)據(jù)分類進(jìn)行上傳。在實(shí)際應(yīng)用中，路由節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)的休眠可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行合理設(shè)定。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3375141