本文關(guān)鍵詞：基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在煤礦安全系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華東師范大學(xué)》 2006年

基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在煤礦安全系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

王曉棟  

【摘要】：煤礦安全事故頻出，嚴(yán)重影響了正常的生產(chǎn)工作和人員的生命安全，因此更加顯示出煤礦安全信息系統(tǒng)對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)的重要性。 現(xiàn)今的煤礦安全信息系統(tǒng)都是以工業(yè)總線為基礎(chǔ)，構(gòu)成有線的通信傳輸網(wǎng)絡(luò)。但是伴隨煤礦開(kāi)采速度的加快，有線網(wǎng)絡(luò)存在覆蓋率，擴(kuò)展性，靈活性方面的不足，為了更好地解決這個(gè)問(wèn)題，，以無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(wireless personal area network，簡(jiǎn)稱WPAN)為近距離范圍內(nèi)的設(shè)備建立無(wú)線連接，把幾米范圍內(nèi)的多個(gè)設(shè)備通過(guò)無(wú)線方式連接在一起，使它們可以相互通信甚至接入局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)。 ZigBee技術(shù)作為一個(gè)最近新出現(xiàn)的WPAN通信技術(shù)，以其協(xié)議簡(jiǎn)單、成本低、功耗低、組網(wǎng)容易等特點(diǎn)，在家用系統(tǒng)控制、樓宇自動(dòng)化、工業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)空間。 本文以上海市重大科技攻關(guān)資助項(xiàng)目“煤礦安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與應(yīng)用(032512075)”為背景，對(duì)以ZigBee技術(shù)為基礎(chǔ)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在煤礦安全系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線路由協(xié)議進(jìn)行全面的比較，分析各個(gè)路由協(xié)議的特點(diǎn)，總結(jié)各自優(yōu)勢(shì)，針對(duì)實(shí)際煤礦安全環(huán)境的需要，提出基本的路由協(xié)議模型。參考了ZigBee聯(lián)盟制訂的路由建立方法，定義了建立路由表，接收數(shù)據(jù)幀等問(wèn)題的處理流程。對(duì)網(wǎng)絡(luò)建立，加入等流程進(jìn)行研究。詳細(xì)說(shuō)明了設(shè)備在建立網(wǎng)絡(luò)，加入網(wǎng)絡(luò)等具體問(wèn)題上的處理流程。并對(duì)已有煤礦安全的信息系統(tǒng)，采用了有線網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，擴(kuò)大了煤礦安全系統(tǒng)的控制范圍，提高整個(gè)信息系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，加強(qiáng)信息采集的靈活性。 通過(guò)分析freescale公司提供的基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線解決方案，進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在有限的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，對(duì)無(wú)線傳輸?shù)男阅苓M(jìn)行測(cè)試，通過(guò)測(cè)試的數(shù)據(jù)分析，并對(duì)測(cè)得的開(kāi)發(fā)套件所在的空間位置信息進(jìn)行分析，對(duì)于ZigBee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的解決方案進(jìn)行評(píng)估。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TN925;TD76
【目錄】：

第一章 引言11-14

1.1 研究背景11

1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析11-12

1.3 論文的研究意義12

1.4 研究?jī)?nèi)容12-13

1.5 論文安排13-14

第二章 個(gè)人通信技術(shù)概況14-18

2.1 藍(lán)牙技術(shù)14-15

2.2 IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)下的ZIGBEE技術(shù)15-16

2.3 本章小結(jié)16-18

第三章 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧研究18-30

3.1 802.15.4與ZIGBEE技術(shù)簡(jiǎn)介18-19

3.2 物理層19-21

3.3 IEEE.802.15.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議�！狹AC子層21-25

3.4 網(wǎng)絡(luò)層25-28

3.5 應(yīng)用層28-29

3.6 應(yīng)用支持子層(APS)29

3.7 本章小結(jié)29-30

第四章 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由方式的研究30-56

4.1 路由協(xié)議30-40

4.2 路由建立40-51

4.3 網(wǎng)絡(luò)層功能描述51-55

4.4 本章小結(jié)55-56

第五章 井下無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)56-62

5.1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃56-61

5.2 本章小結(jié)61-62

第六章 煤礦安全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成62-69

6.1 硬件設(shè)計(jì)62-64

6.2 系統(tǒng)集成64-66

6.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與測(cè)試分析66-68

6.4 本章小結(jié)68-69

第七章 總結(jié)與展望69-71

7.1 總結(jié)69-70

7.2 展望70-71

參考文獻(xiàn)71-73

致謝73-74

作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74

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【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 陳君蘭;基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的礦井機(jī)車定位系統(tǒng)的研究[D];安徽理工大學(xué);2010年

2 楊景輝;基于Zigbee無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)研究[D];西安科技大學(xué);2011年

3 魏書(shū)芳;智能無(wú)線瓦斯傳感器的研制[D];山東大學(xué);2007年

4 呂樺;基于ZigBee技術(shù)的HID可調(diào)光控制系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2007年

5 鄧從陽(yáng);基于無(wú)線射頻技術(shù)的礦井定位語(yǔ)音監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西華大學(xué);2008年

6 白雪松;遠(yuǎn)程煤礦安全預(yù)警監(jiān)察系統(tǒng)應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2008年

7 安建慧;基于無(wú)線技術(shù)的監(jiān)控平臺(tái)傳輸信道研究[D];西安科技大學(xué);2008年

8 呂健;基于Zigbee協(xié)議的溫室無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

9 張燦明;基于ZigBee技術(shù)的煤礦井下定位系統(tǒng)的研究[D];安徽理工大學(xué);2012年

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 喬淑云;李德臣;;監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)在煤礦電網(wǎng)中的應(yīng)用研究[J];計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì);2008年23期

2 王鵬;崔鋒;郭鋒;;煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)研究[J];陜西煤炭;2011年01期

3 盧君;;Mesh技術(shù)在礦井定位系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];中國(guó)設(shè)備工程;2012年09期

4 王學(xué)龍;宋汐瑾;馬迅飛;;油庫(kù)實(shí)時(shí)安全監(jiān)控及信息管理系統(tǒng)[J];西安科技大學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期

5 王青青;牛光東;曹原;鹿瑾;閆映宏;;基于粗集理論的瓦斯信息融合技術(shù)[J];中國(guó)煤炭;2009年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王鵬;崔鋒;郭鋒;;煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)研究[A];安全高效礦井安全保障技術(shù)——陜西省煤炭學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（2011）[C];2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李華;WSN定位技術(shù)及其在礦井人員定位中的應(yīng)用研究[D];河北工程大學(xué);2010年

2 蘆蓉蓉;基于隸屬度轉(zhuǎn)換的礦山風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及安全策略研究[D];河北工程大學(xué);2010年

3 李龍青;井下人員無(wú)線定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2010年

4 蔡俊;煤礦安全系統(tǒng)中面向傳輸?shù)膶?shí)時(shí)圖像壓縮算法研究[D];華東師范大學(xué);2006年

5 顧志峰;基于ZigBee和GPRS的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在煤礦安全中的應(yīng)用研究[D];華東師范大學(xué);2007年

6 熊振華;基于ZIGBEE的井下無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的研究與開(kāi)發(fā)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2007年

7 白雪松;遠(yuǎn)程煤礦安全預(yù)警監(jiān)察系統(tǒng)應(yīng)用研究[D];北京郵電大學(xué);2008年

8 王暉;分布式煤礦井下人員、設(shè)備安全管理系統(tǒng)無(wú)線通訊設(shè)備的研究[D];南昌大學(xué);2008年

9 劉文輝;分布式煤礦井下人員、設(shè)備安全管理系統(tǒng)[D];南昌大學(xué);2008年

10 馬鋼;基于ZigBee的井下人員跟蹤定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2008年

【同被引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 任豐原,黃海寧,林闖;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[J];軟件學(xué)報(bào);2003年07期

2 劉明;龔海剛;毛鶯池;陳力軍;謝立;;高效節(jié)能的傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集和聚合協(xié)議[J];軟件學(xué)報(bào);2005年12期

3 沈波;張世永;鐘亦平;;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議[J];軟件學(xué)報(bào);2006年07期

4 李明武;電子鎮(zhèn)流器專用芯片L6574的應(yīng)用[J];世界電子元器件;2002年01期

5 劉利民,徐志偉;一種基于CSMA/CA的無(wú)線局域網(wǎng)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方法[J];計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì);2002年07期

6 龍承志,馬玉秋,沈樹(shù)群;基于低速率的短距離無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)—ZigBee[J];數(shù)據(jù)通信;2005年01期

7 胡志勇;張國(guó)勇;肖琳;;淺析無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)[J];山西氣象;2006年02期

8 吳堅(jiān);馬世婭;;基于LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的多功能智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[J];實(shí)驗(yàn)室研究與探索;2006年10期

9 王權(quán)平 ,王莉;ZigBee技術(shù)簡(jiǎn)析[J];通訊世界;2003年04期

10 馬祖長(zhǎng),孫怡寧,梅濤;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J];通信學(xué)報(bào);2004年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 馮平;智能位移傳感器系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2001年

2 呂曉東;集中式HID電子鎮(zhèn)流器及其供電系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2005年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李俊;分布式溫室控制系統(tǒng)研制[D];江蘇大學(xué);2003年

2 江月成;智能型電子電能表的研制與開(kāi)發(fā)[D];西北工業(yè)大學(xué);2002年

3 馬杰;煤礦井下工作面通訊控制系統(tǒng)研究[D];山東科技大學(xué);2003年

4 張明;煤礦安全預(yù)警管理及系統(tǒng)研究[D];太原理工大學(xué);2004年

5 王會(huì)海;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳感器非線性補(bǔ)償技術(shù)及其應(yīng)用[D];中南大學(xué);2004年

6 胡海波;一種有線/無(wú)線混合指揮調(diào)度通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2004年

7 趙瑞峰;嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用研究[D];武漢理工大學(xué);2005年

8 劉慧;基于C/S與B/S的煤礦安全監(jiān)察信息管理系統(tǒng)研究[D];西安科技大學(xué);2005年

9 陳佳立;一種小型煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制[D];西安科技大學(xué);2005年

10 李華;礦井掘進(jìn)瓦斯爆炸實(shí)時(shí)智能預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)[D];西安科技大學(xué);2005年

【二級(jí)引證文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉勁風(fēng);森林小氣候監(jiān)測(cè)中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)支撐技術(shù)的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 滕景忠;智能瓦斯傳感器的研制[D];山東科技大學(xué);2010年

2 殷振振;光纖瓦斯傳感器的設(shè)計(jì)研究[D];河南理工大學(xué);2010年

3 毛鵬;煤礦勞保用品管理信息系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[D];西安電子科技大學(xué);2009年

4 高雪為;基于無(wú)線通信技術(shù)的熱泵供熱控制系統(tǒng)的研究[D];山東建筑大學(xué);2011年

5 張賀彬;PHEV智能充電站通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2011年

6 王雷;ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)在油田中的應(yīng)用研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

7 徐國(guó)俊;數(shù)字式熒光燈電子鎮(zhèn)流器研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

8 龔海燕;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在瓦斯檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];太原理工大學(xué);2008年

9 蘇云川;礦井溫度參數(shù)無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D];西安科技大學(xué);2008年

10 姜維;智能環(huán)境測(cè)控與信息處理系統(tǒng)研究[D];北京化工大學(xué);2008年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 石秉義;一種優(yōu)化設(shè)計(jì)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)[J];微型機(jī)與應(yīng)用;1998年01期

2 景旭,盧文華;單片機(jī)礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J];自動(dòng)化與儀器儀表;2003年02期

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本文編號(hào)：235142