我國煤炭資源非常豐富，探明可直接利用的煤炭儲量1886億噸，人均煤炭儲量145噸，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的31％，是我國的主要能源。近年來，隨著對煤炭需求的高速增長，煤炭工業(yè)也得到很大發(fā)展，但是各地煤礦事故頻發(fā)，造成嚴(yán)重的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失，成為構(gòu)建和諧社會不能承受之重，當(dāng)務(wù)之急就是提高煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)水平。煤礦無線監(jiān)測作為一個新興的研究領(lǐng)域，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)，充分利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點，并且通過對比各種應(yīng)用于井下無線通信技術(shù)的特點，選擇了ZigBee技術(shù)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信平臺，實現(xiàn)對井下各種環(huán)境及生產(chǎn)參數(shù)全方位、實時監(jiān)測和智能預(yù)警，以大大降低煤礦生產(chǎn)安全隱患。本文依托兗礦集團(tuán)東灘煤礦對無線監(jiān)測系統(tǒng)的研究，架構(gòu)設(shè)計了基于處理器MSP430和CC2420射頻芯片的硬件開發(fā)平臺，對硬件平臺中各個功能模塊的細(xì)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，并采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)TinyOS嵌入到硬件平臺。整個系統(tǒng)的核心技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，系統(tǒng)的靈活性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性得到了顯著增強(qiáng)。本設(shè)計達(dá)到了改進(jìn)兗礦集團(tuán)礦井的井下監(jiān)測系統(tǒng)，提高礦井安... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展概況
        1.2.1 國外發(fā)展概況
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展概況
    1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
        1.3.1 無線傳感器的概念
        1.3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點
        1.3.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
        1.3.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用
    1.4 課題的研究意義
    1.5 課題主要工作及研究內(nèi)容
第二章 無線通信技術(shù)
    2.1 近距離無線通信技術(shù)
    2.2 ZigBee 技術(shù)
        2.2.1 ZigBee 技術(shù)的發(fā)展歷程
        2.2.2 ZigBee 技術(shù)的優(yōu)勢及其局限性
        2.2.3 ZigBee 協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)
        2.2.4 ZigBee 設(shè)備及其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)需求分析及總體設(shè)計
    3.1 概述
    3.2 總體設(shè)計方案
        3.2.1 系統(tǒng)需求分析
        3.2.2 監(jiān)測系統(tǒng)的功能要求及性能指標(biāo)
        3.2.3 軟硬件平臺設(shè)計
    3.3 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計與實現(xiàn)
    4.1 無線傳感器節(jié)點總體架構(gòu)及設(shè)計
        4.1.1 處理器模塊設(shè)計
        4.1.2 無線收發(fā)模塊設(shè)計
        4.1.3 傳感器模塊的設(shè)計
        4.1.4 外部存儲系統(tǒng)設(shè)計
        4.1.5 能量供應(yīng)模塊設(shè)計
        4.1.6 節(jié)點身份識別模塊設(shè)計
    4.2 節(jié)點特性
    4.3 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.1 TinyOS 系統(tǒng)
        5.1.1 TinyOS 的架構(gòu)方式與特點
        5.1.2 NesC 語言
        5.1.3 調(diào)度機(jī)制
        5.1.4 程序運(yùn)行機(jī)制
        5.1.5 ControlStd 接口
        5.1.6 使用的組件
        5.1.7 test 5M 模塊文件
        5.1.8 TinyOS 的通信模式
    5.2 基于 TinyOS 系統(tǒng)的程序設(shè)計
        5.2.1 ADC 驅(qū)動設(shè)計
        5.2.2 SPI 接口驅(qū)動設(shè)計
        5.2.3 定時器驅(qū)動設(shè)計
        5.2.4 CC2420 驅(qū)動設(shè)計
        5.2.5 內(nèi)網(wǎng)和串行接口通信設(shè)計
        5.2.6 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計
    5.3 程序設(shè)計流程圖
        5.3.1 主程序流程圖
        5.3.2 CC2240 初始化程序流程圖
        5.3.3 發(fā)送程序流程圖
        5.3.4 接受程序流程圖
    5.4 本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)測試與應(yīng)用
    6.1 測試條件與環(huán)境
    6.2 軟件工具
    6.3 通信測試
        6.3.1 點對點通信測試
        6.3.2 組網(wǎng)通信測試
    6.4 傳感器模塊測試
    6.5 系統(tǒng)應(yīng)用
    6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 本文完成的主要工作
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀與應(yīng)用[J]. 杜曉明,陳巖.  北京工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(01)
[2]基于ZigBee的瓦斯無線監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計[J]. 吳呈瑜,孫運(yùn)強(qiáng).  今日電子. 2008(01)
[3]無線局域網(wǎng)的嵌入式硬件實現(xiàn)方案[J]. 史紅,劉微,王宇飛,張剛.  微計算機(jī)信息. 2007(29)
[4]淺析嵌入式Linux[J]. 馬程.  科技咨詢導(dǎo)報. 2007(13)
[5]傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能參與度模型[J]. 趙保華,張煒,李婧,屈玉貴,張英堂.  電子學(xué)報. 2006(11)
[6]基于光譜吸收法的甲烷氣體傳感器的研究[J]. 呂玉祥,趙根愛.  光學(xué)與光電技術(shù). 2006(05)
[7]近距離無線通信技術(shù)及應(yīng)用前景[J]. 張莉.  電信技術(shù). 2005(11)
[8]基于ZigBee技術(shù)的智能家居無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[J]. 周游,方濱,王普.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2005(09)
[9]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J]. 馬祖長,孫怡寧,梅濤.  通信學(xué)報. 2004(04)
[10]無線Internet接入技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 王海濤,宋麗華.  電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2002(01)

碩士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動節(jié)點接入問題研究[D]. 項麗.西北工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3467154