本文關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤礦安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 中國(guó)能源需求的67%來(lái)自煤炭,近年來(lái)煤礦開(kāi)采造成的各種煤礦事故仍然高居不下,給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。為了滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要,煤礦安全正成為全國(guó)工業(yè)安全生產(chǎn)工作的重中之重。目前傳統(tǒng)的RFID技術(shù)有效作用距離很短,如何解決井下無(wú)線通信距離受限這一瓶頸問(wèn)題,將井下的溫度、濕度、瓦斯氣體濃度及時(shí)有效地傳輸?shù)降孛娴谋O(jiān)測(cè)系統(tǒng)是現(xiàn)階段煤礦安全監(jiān)測(cè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。努力發(fā)展無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤礦開(kāi)采行業(yè)中的應(yīng)用,從而有效地檢測(cè)潛在的危險(xiǎn)以及在事故發(fā)生之后做好應(yīng)急處理的工作將成為未來(lái)煤礦開(kāi)采行業(yè)的整體布局重點(diǎn)。 本文從體系角度闡述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù),重點(diǎn)介紹了一種針對(duì)煤礦井下溫度、濕度和瓦斯氣體濃度監(jiān)測(cè)的全新的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系設(shè)計(jì)及節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。硬件設(shè)計(jì)主要包括便攜式傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和基站傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì):便攜式傳感器節(jié)點(diǎn)包括了瓦斯傳感器應(yīng)用電路設(shè)計(jì),溫濕度傳感器應(yīng)用電路設(shè)計(jì),電池電源和電壓檢測(cè)電路設(shè)計(jì),聲光振動(dòng)報(bào)警電路設(shè)計(jì),LCD顯示電路設(shè)計(jì);基站傳感器節(jié)點(diǎn)主要包括RS485工業(yè)總線電路設(shè)計(jì)以及外部傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)包括溫度、濕度和瓦斯氣體濃度的采集,節(jié)點(diǎn)間的通信等。此外,本文實(shí)現(xiàn)了基于IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)所構(gòu)成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析。 本設(shè)計(jì)作為中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的立項(xiàng)項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)了煤礦井下溫度、濕度和瓦斯氣體濃度的采集和傳輸,完成了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在國(guó)民安全生產(chǎn)中的應(yīng)用,達(dá)到了煤礦安全監(jiān)測(cè)的目標(biāo),具有創(chuàng)新性和實(shí)用性,對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在國(guó)民生活中的進(jìn)一步應(yīng)用以及煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 無(wú)線傳輸 安全監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)采集 ZigBee
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TD76
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展概況及現(xiàn)狀11-13
• 1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇13-14
• 1.4 課題研究背景、研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)14-16
• 1.4.1 論文背景14-15
• 1.4.2 主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4.3 創(chuàng)新點(diǎn)16
• 1.5 本文的工作和組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第2章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述18-31
• 2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成18
• 2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)18-19
• 2.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)19-21
• 2.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)21-22
• 2.5 傳感器網(wǎng)絡(luò)的支撐技術(shù)22-31
• 2.5.1 定位技術(shù)22-23
• 2.5.2 時(shí)間同步23-24
• 2.5.3 通信模式與協(xié)議24-25
• 2.5.4 組織結(jié)構(gòu)25-26
• 2.5.5 數(shù)據(jù)管理技術(shù)26-27
• 2.5.6 資源管理與任務(wù)分配27-29
• 2.5.7 安全問(wèn)題29-31
• 第3章 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)31-47
• 3.1 礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的總體功能需求31-33
• 3.1.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程31-32
• 3.1.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)32
• 3.1.3 系統(tǒng)功能模塊32-33
• 3.2 技術(shù)路線與分析33-36
• 3.2.1 目前主流的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)33-35
• 3.2.2 選擇ZigBee的原因35-36
• 3.3 IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)36-43
• 3.3.1 概述36-37
• 3.3.2 IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議框架37-40
• 3.3 3 ZigBee技術(shù)參數(shù)40-43
• 3.3.4 IEEE802.15.4/Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>43
• 3.4 煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)43-44
• 3.5 無(wú)線傳感器的定位44-47
• 3.5.1 基本概念描述44-45
• 3.5.2 節(jié)點(diǎn)間距離(或角度)的測(cè)量方法45
• 3.5.3 節(jié)點(diǎn)定位計(jì)算方法45-47
• 第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)47-72
• 4.1 設(shè)計(jì)輸入概述47
• 4.2 射頻芯片的選擇47-49
• 4.2.1 JN5121概述48-49
• 4.2.2 JN5121主要特性49
• 4.3 主要傳感器選型49-53
• 4.3.1 溫濕度傳感器49-52
• 4.3.2 瓦斯傳感器52-53
• 4.4 硬件總體結(jié)構(gòu)53-54
• 4.5 JN5121數(shù)據(jù)處理及無(wú)線收發(fā)模塊54-55
• 4.6 便攜式傳感器節(jié)點(diǎn)硬件電路設(shè)計(jì)55-60
• 4.6.1 瓦斯傳感器模塊55-58
• 4.6.2 溫濕度傳感器(應(yīng)用電路)58
• 4.6.3 電池電源和電壓檢測(cè)58-59
• 4.6.4 聲光震動(dòng)報(bào)警59-60
• 4.6.5 LCD顯示電路60
• 4.7 基站傳感器節(jié)點(diǎn)功能板60-66
• 4.7.1 電源61-63
• 4.7.2 RS485工業(yè)總線接口63-65
• 4.7.3 外部傳感器擴(kuò)展接口65-66
• 4.8 PCB設(shè)計(jì)66-71
• 4.8.1 印刷電路板具體設(shè)計(jì)步驟67-70
• 4.8.2 節(jié)點(diǎn)PCB圖70-71
• 4.9 硬件實(shí)物圖71-72
• 第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)72-88
• 5.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹72
• 5.2 設(shè)計(jì)要求分析72
• 5.3 數(shù)據(jù)通信件設(shè)計(jì)72-82
• 5.3.1 讀取電池電壓73-75
• 5.3.2 讀取溫濕度75-76
• 5.3.3 路由器將完整的信息傳輸?shù)絽f(xié)調(diào)器76-80
• 5.3.4 協(xié)調(diào)器功能實(shí)現(xiàn)80-82
• 5.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析82-85
• 5.5 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)85-88
• 結(jié)論與展望88-90
• 1 全文結(jié)論88
• 2 研究展望88-90
• 致謝90-91
• 參考文獻(xiàn)91-95
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文95

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 項(xiàng)亮亮;齊貴寶;李小龍;宋占偉;;基于Zigbee技術(shù)足球跑位監(jiān)控系統(tǒng)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2013年05期

2 阮殿旭;張曉光;;基于LabVIEW無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的煤礦井下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J];礦山機(jī)械;2010年22期

  本文關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在煤礦安全監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：284205