本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井應(yīng)急無線語音系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤炭開采業(yè)作為高危行業(yè),煤礦安全事故時(shí)有發(fā)生,威脅著礦工的人身安全,同時(shí)給企業(yè)也帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。煤礦安全監(jiān)控和通信系統(tǒng)作為提高煤礦生產(chǎn)安全的有效途徑和手段,在煤礦的安全生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。但現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)尤其是有線網(wǎng)絡(luò)易受到損壞,布設(shè)和維護(hù)成本高,應(yīng)對(duì)井下突發(fā)事故的能力較弱。當(dāng)?shù)V難事故導(dǎo)致井下綜采或掘進(jìn)等關(guān)鍵區(qū)域斷電或系統(tǒng)線路遭到破壞時(shí),監(jiān)控和通信系統(tǒng)可能無法正常工作,不利于救援工作的開展。因此研究一種能夠在特殊環(huán)境下有效實(shí)現(xiàn)井上和井下的應(yīng)急無線語音通信系統(tǒng)非常必要。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)尤其是近距離等無線通信技術(shù)的發(fā)展和成熟,為礦井應(yīng)急無線語音系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了多樣化的技術(shù)支撐。Zigbee網(wǎng)絡(luò)的功耗低、網(wǎng)絡(luò)自愈能力強(qiáng)、組網(wǎng)靈活便捷、易鋪設(shè)、成本低等優(yōu)點(diǎn)比較適合井下環(huán)境,而藍(lán)牙技術(shù)在終端接入方面不可替代的優(yōu)勢(shì)也較適合作為本系統(tǒng)的終端設(shè)備。在充分分析無線語音通信系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,提出了一種采用Zigbee無線技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)井下無線語音應(yīng)急通信系統(tǒng)的方法,其中傳輸網(wǎng)絡(luò)采用Zigbee網(wǎng)絡(luò),語音終端采用藍(lán)牙方式。由于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的低功耗要求以及在傳輸速率方面的不足,研究了幾種簡單的語音壓縮編碼算法的工作原理,結(jié)合系統(tǒng)需求選擇自適應(yīng)差分脈沖編碼算法ADPCM作為系統(tǒng)的語音壓縮算法。應(yīng)急無線語音系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)將傳輸信號(hào)類型分為主級(jí)信號(hào)與次級(jí)信號(hào),在無語音信號(hào)傳輸需求時(shí),傳輸網(wǎng)絡(luò)主要進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸,該數(shù)據(jù)信息作為主級(jí)信號(hào),而語音信號(hào)為次級(jí)信號(hào)。系統(tǒng)正常工作時(shí)優(yōu)先滿足主級(jí)信號(hào)的帶寬,當(dāng)事故發(fā)生時(shí)人為地切換信號(hào)優(yōu)先級(jí),以保證語音信號(hào)傳輸需要的帶寬。本文選用CC2530芯片作為Zigbee模塊,CC2540作為藍(lán)牙模塊和三星Micro2440開發(fā)板作為Zigbee-藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)的硬件平臺(tái)搭建井下應(yīng)急無線語音系統(tǒng),并通過功能模擬測(cè)試驗(yàn)證該系統(tǒng)能夠滿足語音通信的帶寬需求,在實(shí)際應(yīng)用中再結(jié)合環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)和人員定位情況可以為事故發(fā)生后的救援工作提供幫助。
【關(guān)鍵詞】：物聯(lián)網(wǎng) 礦井 Zigbee 藍(lán)牙 語音 應(yīng)急通信
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD76;TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 課題研究背景及意義12-15
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及存在的問題15-17
• 1.3 課題研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)17-20
• 1.3.1 課題研究內(nèi)容17
• 1.3.2 章節(jié)規(guī)劃17-20
• 2 礦井應(yīng)急無線語音系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)20-32
• 2.1 Zigbee技術(shù)20-25
• 2.1.1 短距離無線通信技術(shù)20-21
• 2.1.2 Zigbee拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-23
• 2.1.3 Zigbee協(xié)議棧23-25
• 2.2 藍(lán)牙4.0技術(shù)25-27
• 2.2.1 藍(lán)牙技術(shù)介紹25
• 2.2.2 藍(lán)牙拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)25
• 2.2.3 藍(lán)牙4.0協(xié)議棧25-27
• 2.3 語音編碼技術(shù)27-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 3 應(yīng)急無線語音系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)32-36
• 3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-33
• 3.1.1 應(yīng)急無線語音系統(tǒng)需求32
• 3.1.2 應(yīng)急無線語音系統(tǒng)功能32-33
• 3.2 應(yīng)急無線語音系統(tǒng)總體原理33-35
• 3.2.1 應(yīng)急無線語音系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)33
• 3.2.2 應(yīng)急無線語音系統(tǒng)工作原理33-34
• 3.2.3 Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置34-35
• 3.3 本章小節(jié)35-36
• 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)36-44
• 4.1 Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)芯片選擇36-40
• 4.1.1 Zigbee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)39-40
• 4.1.2 終端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)40
• 4.2 Zigbee-藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計(jì)40-42
• 4.3 本章小結(jié)42-44
• 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)44-54
• 5.1 Zigbee組網(wǎng)軟件設(shè)計(jì)44-46
• 5.1.1 協(xié)調(diào)器組網(wǎng)建立44-45
• 5.1.2 終端節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)45-46
• 5.2 Zigbee-藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計(jì)46-52
• 5.2.1 藍(lán)牙模塊軟件設(shè)計(jì)46-47
• 5.2.2 Zigbee-藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換47-48
• 5.2.3 語音模塊壓縮算法軟件設(shè)計(jì)48-52
• 5.3 本章小結(jié)52-54
• 6 系統(tǒng)性能測(cè)試與分析54-58
• 6.1 Zigbee無線收發(fā)距離測(cè)試54-55
• 6.2 編解碼測(cè)試55-56
• 6.3 本章小結(jié)56-58
• 7 總結(jié)58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64-66
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果66

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  本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)的礦井應(yīng)急無線語音系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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