【摘要】：近年來(lái),煤礦安全生產(chǎn)對(duì)信息化水平要求越來(lái)越高,傳統(tǒng)的有線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)因覆蓋范圍有限、適應(yīng)能力較差等原因,逐漸地采取無(wú)線(xiàn)通信作為補(bǔ)充手段。本文就是在這樣的環(huán)境背景下,提出煤礦井下有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,融合不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)想,進(jìn)而設(shè)計(jì)出異構(gòu)融合網(wǎng)關(guān),通過(guò)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的互相通信,擴(kuò)大井下網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的覆蓋范圍,為煤礦井下大型設(shè)備的無(wú)人值守、井下環(huán)境監(jiān)測(cè)以及地面遠(yuǎn)程監(jiān)控提供通信保障。 本文首先對(duì)井下的各種感知網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其在井下的應(yīng)用方向等方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹,接著總結(jié)了各種無(wú)線(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)和有線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性。在此基礎(chǔ)上,提出了融合各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的分層融合網(wǎng)關(guān)模型,本文分別從軟硬件方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。 硬件方面,網(wǎng)關(guān)芯片系統(tǒng)采用MIPS24KC為核心的32位嵌入式微處理器Ralink RT5350作為硬件平臺(tái),它同時(shí)具有AP熱點(diǎn)的接入功能、以太網(wǎng)交換接口、USB接口以及串口的支持,在RT5350的外圍擴(kuò)展出CC2530芯片,通過(guò)RT5350的全功能USRT串口與CC2530通信。軟件方面,移植OpenWrt系統(tǒng)到RT5350中,設(shè)置OpenWrt系統(tǒng)對(duì)WiFi模塊的支持,網(wǎng)絡(luò)攝像頭可以通過(guò)WiFi網(wǎng)絡(luò)上傳視頻監(jiān)控信息,同時(shí),網(wǎng)關(guān)還可以連接USB攝像頭完成視頻畫(huà)面采集。 為保證一個(gè)網(wǎng)關(guān)的失效不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的有效性,對(duì)網(wǎng)關(guān)采取了Mesh的組網(wǎng)方式,軟硬件的結(jié)合,使得網(wǎng)關(guān)能夠通過(guò)RJ45接口與外圍的快速以太網(wǎng)模塊連接,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)與外部網(wǎng)絡(luò)的通信,內(nèi)部通過(guò)串口與ZigBee模塊通信,外部網(wǎng)絡(luò)或者WiFi網(wǎng)絡(luò)都能夠控制ZigBee網(wǎng)絡(luò)或者接收Z(yǔ)igBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)攝像頭節(jié)點(diǎn)可通過(guò)RT5350的USB接口或者無(wú)線(xiàn)WiFi的方式將監(jiān)控視頻畫(huà)面發(fā)送到外部以太網(wǎng),網(wǎng)關(guān)允許WiFi網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的智能終端對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的感知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制,外部網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備也可通過(guò)以太網(wǎng)遠(yuǎn)程地控制井下設(shè)備,實(shí)時(shí)獲取井下信息。 異構(gòu)融合網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了不同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)終端的相互通信,即實(shí)現(xiàn)了基于不同業(yè)務(wù)類(lèi)型、不同數(shù)據(jù)速率以及不同網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)的通信,更加完善了井下通信系統(tǒng)。
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD65;TN92
【圖文】：

圖2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)在人員定位系統(tǒng)中的應(yīng)用Figure2 Application of ZigBee in personnel positioning system礦井下人員定位系統(tǒng)中，依據(jù)工作人員和機(jī)車(chē)設(shè)備等的工作路徑，設(shè)置，基站節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的組建，當(dāng)攜帶定位節(jié)點(diǎn)的人員或者機(jī)車(chē)設(shè)站的無(wú)線(xiàn)范圍內(nèi)，會(huì)自動(dòng)加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)，將自身的位置信息上傳到基

據(jù)傳輸速率最高達(dá)到11Mbps。WiFi網(wǎng)內(nèi)的無(wú)線(xiàn)終端連接無(wú)線(xiàn)分站即AP熱點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與外部以太網(wǎng)通信，一個(gè)典型的Win網(wǎng)絡(luò)如圖3所示。WiFi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍更廣，數(shù)據(jù)傳輸率更高，具有更高的可靠性，且對(duì)設(shè)備能量要求低，功耗低，壽命長(zhǎng)。以太網(wǎng)‘丨 廠‘？服務(wù)器__((')) (0 丨)）B ... T ... 6 無(wú)?熱點(diǎn)f/ 。\_ ...象…I)…|]終-圖3無(wú)線(xiàn)AP工作原理Fig3 principle of wireless APIEEE 802.11a 是最先提出的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，IEEE 802.1 Ig 結(jié)合了 IEEE 802.11a/b的優(yōu)勢(shì)，在覆蓋范圍和傳輸速度方面都有所提升，數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá)54Mbps，且能夠兼容之前的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。煤礦井下的各個(gè)巷道口可布置多個(gè)無(wú)線(xiàn)交換模塊，即AP接入點(diǎn)，將工業(yè)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換成WiFi網(wǎng)絡(luò)覆蓋到井下，實(shí)現(xiàn)煤礦井下的高速率、高可靠的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)。2.2.2 WiFi在煤礦井下的應(yīng)用煤礦井下可構(gòu)建無(wú)線(xiàn)基站

Figure4 Application of WiFi in multimedia data monitoring system工業(yè)以太網(wǎng)及應(yīng)用煤礦井下地質(zhì)復(fù)雜且作業(yè)環(huán)境惡劣，隨著煤礦開(kāi)采規(guī)模的越來(lái)越大，需要越

【參考文獻(xiàn)】

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1 滕泓虬;;基于OpenWrt的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2012年01期

2 盧秋波;;視頻監(jiān)控技術(shù)簡(jiǎn)介與發(fā)展趨勢(shì)[J];電信網(wǎng)技術(shù);2007年01期

3 何曉明;歐亮;朱永慶;;物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];廣東通信技術(shù);2012年04期

4 寧寧;;刷固件,變光雕[J];大眾硬件;2006年05期

5 盧燕青;張榮;吳恒章;;異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合下的統(tǒng)一QoS策略控制方案研究[J];電信科學(xué);2009年S2期

6 湛浩e

本文編號(hào)：2805253