本文關(guān)鍵詞：煤礦安全預(yù)警系統(tǒng)中匯聚節(jié)點的研究與設(shè)計

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為新一代的傳感網(wǎng)絡(luò)，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。近年來，我國煤礦安全生產(chǎn)工作取得了很大的成就，但是與發(fā)達的國家相比，仍存在較大差距。礦山的自然條件非常復(fù)雜，開采條件極端多變，可能存在著各種災(zāi)害，容易引發(fā)重大事故，給安全生產(chǎn)工作帶來極大的困難，而且礦山監(jiān)測區(qū)域存在監(jiān)測點多，監(jiān)測時間長，監(jiān)測情況復(fù)雜等特點。因此采用先進的通信、監(jiān)測、信息處理、計算機等技術(shù)構(gòu)建基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。 通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點采集煤礦井下的溫度、濕度、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氧氣、振動等大量參數(shù)，并將采集的各種信息傳至匯聚節(jié)點，匯聚節(jié)點對其進行預(yù)處理然后將數(shù)據(jù)傳輸至中央控制計算機，，由計算機對數(shù)據(jù)進行分析比較，然后下達相應(yīng)的控制命令，對礦山的安全狀況做出評估，從而有效預(yù)防災(zāi)害事故的發(fā)生。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為當今煤礦安全生產(chǎn)的核心部分，ZigBee技術(shù)的諸多優(yōu)點確保了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤礦井下應(yīng)用的可行性。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用特點的基礎(chǔ)上，分析匯聚節(jié)點的功能需求和設(shè)計性能指標評估，對匯聚節(jié)點的整體方案進行設(shè)計。對匯聚節(jié)點的各個硬件作出相應(yīng)的選型，確定各硬件的模塊原理和具體的功能實現(xiàn)方法。系統(tǒng)的軟件采用嵌入式Linux系統(tǒng)作為節(jié)點的操作系統(tǒng)、ZigBee協(xié)議棧作為節(jié)點的組網(wǎng)協(xié)議，搭建嵌入式Linux系統(tǒng)的交叉編譯環(huán)境、啟動加載程序、內(nèi)核移植及文件系統(tǒng)移植等，完成匯聚節(jié)點的軟件配置和移植。通過匯聚節(jié)點和傳感器節(jié)點組建網(wǎng)絡(luò)，通過測試，結(jié)果表明匯聚節(jié)點具備預(yù)定的各項功能。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 匯聚節(jié)點 煤礦 ZigBee
【學(xué)位授予單位】：河北聯(lián)合大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD76
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 煤礦安全預(yù)警系統(tǒng)的國內(nèi)外概況及存在問題11-15
• 1.2.1 國外煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展11-13
• 1.2.2 我國煤礦監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展13-14
• 1.2.3 煤礦安全預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展趨勢14-15
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)15-16
• 1.4 ZigBee 無線通信技術(shù)16-20
• 1.4.1 ZigBee 協(xié)議框架16-18
• 1.4.2 礦井采用 ZigBee 技術(shù)的可行性18-20
• 1.5 本課題研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)20-22
• 1.5.1 論文主要研究內(nèi)容20
• 1.5.2 論文的組織結(jié)構(gòu)20-22
• 第2章 匯聚節(jié)點方案設(shè)計22-29
• 2.1 匯聚節(jié)點功能的需求分析22
• 2.2 匯聚節(jié)點設(shè)計性能指標評估22-23
• 2.3 匯聚節(jié)點的硬件方案23-26
• 2.3.1 處理器的選型23-25
• 2.3.2 匯聚節(jié)點的硬件設(shè)計方案25-26
• 2.4 匯聚節(jié)點的軟件方案26-28
• 2.5 小結(jié)28-29
• 第3章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點的硬件設(shè)計29-42
• 3.1 微處理器模塊29-31
• 3.1.1 微處理器選型原則29-30
• 3.1.2 S3C6410 處理器性能簡介30-31
• 3.2 系統(tǒng)基本外圍擴展31-36
• 3.2.1 電源管理電路31-34
• 3.2.2 復(fù)位電路34-35
• 3.2.3 JTAG 接口電路35-36
• 3.3 通信接口36-39
• 3.3.1 串行接口電路36-37
• 3.3.2 串行以太網(wǎng)接口電路37-39
• 3.4 無線傳輸模塊39-41
• 3.4.1 射頻收發(fā)器選型39-40
• 3.4.2 STM32W108 與 S3C6410 的通信40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點的軟件設(shè)計42-57
• 4.1 嵌入式 Linux 軟件開發(fā)環(huán)境42-44
• 4.1.1 嵌入式開發(fā)環(huán)境的搭建42-43
• 4.1.2 交叉編譯環(huán)境的搭建43-44
• 4.2 bootloader 的分析和移植44-47
• 4.2.1 bootloader 的兩個階段45
• 4.2.2 uboot 的移植45-47
• 4.3 嵌入式 Linux 內(nèi)核的移植47-50
• 4.4 根文件系統(tǒng)的建立50-51
• 4.5 設(shè)備驅(qū)動程序51-53
• 4.5.1 匯聚節(jié)點 DM9000AE 網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動實現(xiàn)51-53
• 4.6 匯聚節(jié)點的應(yīng)用程序設(shè)計53-56
• 4.7 本章小結(jié)56-57
• 第5章 組網(wǎng)與測試57-64
• 5.1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組建網(wǎng)絡(luò)57-60
• 5.1.1 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)初始化57-58
• 5.1.2 節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)58-60
• 5.2 測試60-63
• 5.2.1 實驗原理60-61
• 5.2.2 實驗步驟61-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻65-68
• 附錄 A 匯聚節(jié)點的主函數(shù)代碼68-75
• 致謝75-76
• 導(dǎo)師簡介76-77
• 作者簡介77-78
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 王廷;焦斌亮;紀麗猛;;基于STM32W108的油田無線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計[J];計算機安全;2011年05期

2 劉濱濤;金煜;殷小祥;韓學(xué)軍;;溫度監(jiān)測系統(tǒng)中無線通訊部分的設(shè)計與實現(xiàn)[J];高壓電器;2006年05期

3 房好帥;李楠;王慧娟;;基于ARM與ZigBee的嵌入式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計[J];北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2010年03期

4 凌志浩;周怡

本文編號：972335