發(fā)布時(shí)間：2017-06-21 11:02

  本文關(guān)鍵詞：基于無線傳感網(wǎng)的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)日益重視，研究新型技術(shù)保證煤礦安全生產(chǎn)成為關(guān)注熱點(diǎn)。礦井監(jiān)測系統(tǒng)在采掘巷道采用有線傳輸方式存在的局限性一是采掘過程中巷道結(jié)構(gòu)不斷變化導(dǎo)致線纜同步延伸麻煩、成本高，二是對移動(dòng)機(jī)械設(shè)備和一些特殊角落難以布置監(jiān)測節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)礦井全方位監(jiān)測。由于ZigBee無線通信技術(shù)具有低功耗、低成本、應(yīng)用簡單等特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了基于ZigBee技術(shù)的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。 本文深入分析了礦井結(jié)構(gòu)、主要災(zāi)害因素、監(jiān)測系統(tǒng)需求、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，提出了基于ZigBee技術(shù)的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)方案。本文詳細(xì)分析了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能原理，采用在井下主巷道RS-485有線通信和采掘巷道ZigBee無線通信相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，ZigBee采用網(wǎng)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，井上部分上位機(jī)和井下監(jiān)測節(jié)點(diǎn)采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議進(jìn)行通信，上位機(jī)采用LabView進(jìn)行數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)和顯示。 實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)模塊組成、硬件選型以及各模塊具體設(shè)計(jì)，處理器模塊采用STM32，ZigBee無線通信采用順舟科技公司的ZigBee無線通信模塊SZ05。編程實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)各傳感器檢測環(huán)境信息過程。本文制定了監(jiān)測系統(tǒng)的通信方式以及各節(jié)點(diǎn)的通信功能，確立了監(jiān)測系統(tǒng)的ZigBee無線通信實(shí)現(xiàn)過程，制定了Modbus協(xié)議并對監(jiān)測節(jié)點(diǎn)處理器STM32編程和上位機(jī)Labview編程實(shí)現(xiàn)了Modbus協(xié)議的通信過程。 最后制作了試驗(yàn)系統(tǒng)對礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)以及采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠性進(jìn)行了測試，，測試結(jié)果顯示該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確顯示環(huán)境監(jiān)測信息，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，證實(shí)了該方案可行，滿足礦井環(huán)境監(jiān)測的需求。
【關(guān)鍵詞】：礦井監(jiān)測 ZigBee Modbus RS-485總線 單片機(jī)
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD76
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 引言8-10
• 1 礦井監(jiān)測需求分析10-18
• 1.1 礦井巷道結(jié)構(gòu)10-11
• 1.2 礦井災(zāi)害因素11-12
• 1.3 礦井監(jiān)測系統(tǒng)功能需求12-14
• 1.4 礦井監(jiān)測系統(tǒng)性能要求14-15
• 1.5 礦井監(jiān)測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.6 礦井監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展趨勢16-17
• 1.7 本課題主要研究內(nèi)容17
• 1.8 本章小結(jié)17-18
• 2 礦井監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析18-25
• 2.1 ZigBee無線通信技術(shù)18-20
• 2.1.1 ZigBee技術(shù)概述18
• 2.1.2 ZigBee技術(shù)優(yōu)勢18-19
• 2.1.3 ZigBee組網(wǎng)方式19-20
• 2.2 Modbus通信協(xié)議20-24
• 2.2.1 Modbus協(xié)議概述20-21
• 2.2.2 Modbus協(xié)議傳輸模式21-22
• 2.2.3 Modbus協(xié)議技術(shù)分析22-23
• 2.2.4 Modbus協(xié)議校驗(yàn)方法23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 3 礦井監(jiān)測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)25-31
• 3.1 系統(tǒng)方案選擇25-26
• 3.1.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)25
• 3.1.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)25-26
• 3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-28
• 3.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)28-29
• 3.4 系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo)29-30
• 3.5 本章小結(jié)30-31
• 4 硬件設(shè)計(jì)31-42
• 4.1 硬件框架設(shè)計(jì)31
• 4.2 STM32處理器模塊31-36
• 4.2.1 處理器介紹31-32
• 4.2.2 處理器模塊硬件設(shè)計(jì)32-36
• 4.3 ZigBee通信模塊36-37
• 4.4 傳感器模塊37-41
• 4.4.1 溫濕度傳感器37-38
• 4.4.2 氣體傳感器38-39
• 4.4.3 火焰?zhèn)鞲衅?/span>39-40
• 4.4.4 風(fēng)速傳感器40-41
• 4.5 本章小結(jié)41-42
• 5 礦井監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)42-58
• 5.1 傳感器軟件設(shè)計(jì)42-47
• 5.1.1 溫濕度模塊驅(qū)動(dòng)42-45
• 5.1.2 氣體傳感器驅(qū)動(dòng)45-46
• 5.1.3 火焰?zhèn)鞲衅黩?qū)動(dòng)46
• 5.1.4 風(fēng)速傳感器驅(qū)動(dòng)46-47
• 5.2 ZigBee通信模塊設(shè)計(jì)47-48
• 5.3 Modbus協(xié)議48-56
• 5.3.1 Modbus協(xié)議格式48-50
• 5.3.2 Modbus協(xié)議實(shí)現(xiàn)過程50-56
• 5.4 LabView上位機(jī)設(shè)計(jì)56
• 5.5 本章小結(jié)56-58
• 6 系統(tǒng)測試58-62
• 6.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)分析58-59
• 6.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測試59-60
• 6.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集60-61
• 6.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 附錄A 監(jiān)測節(jié)點(diǎn)硬件電路原理圖66-67
• 在學(xué)研究成果67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 覃磊;張杰;;基于ZigBee技術(shù)的煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)[J];計(jì)量與測試技術(shù);2007年01期

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3 金鷹;;基于MODBUS的主從通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];南通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年03期

4 張嘉怡;劉建文;伍川輝;;ZigBee技術(shù)在煤礦安全監(jiān)測中的應(yīng)用[J];中國測試技術(shù);2008年04期

5 薛海濤;和衛(wèi)星;陳曉平;;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中Modbus協(xié)議的實(shí)現(xiàn)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2007年28期

6 李亞t-,郝應(yīng)光,唐禎安;基于Internet的遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的開發(fā)[J];微型電腦應(yīng)用;2001年08期

  本文關(guān)鍵詞：基于無線傳感網(wǎng)的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：468411