本文關(guān)鍵詞：基于Zigbee的聲表面波煤礦瓦斯傳感器無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,國內(nèi)對(duì)瓦斯監(jiān)測的方法主要有使用便攜式瓦斯檢測儀人工巡檢和使用有線瓦斯檢測系統(tǒng)兩種方式。人工巡檢的方式不僅危險(xiǎn),而且效率低下,無法保證實(shí)時(shí)監(jiān)測。使用有線瓦斯檢測系統(tǒng)布線工作量大,設(shè)備維護(hù)成本高,而且系統(tǒng)可擴(kuò)展性差,也不是井下瓦斯檢測的理想方法。Zigbee無線通信技術(shù)具有低功耗、低成本、高安全性的特點(diǎn),而聲表面波氣體傳感器與其他氣體傳感器相比則具有靈敏度高、抗干擾性強(qiáng)、易于微型化和集成化的特點(diǎn)。本文旨在將這兩種技術(shù)結(jié)合起來,應(yīng)用到煤礦井下瓦斯監(jiān)測中,有望明顯促進(jìn)煤礦瓦斯監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。本文對(duì)Zigbee無線通信的工作過程做了詳細(xì)地論述,并結(jié)合聲表面波瓦斯傳感器現(xiàn)有的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)Zigbee各個(gè)節(jié)點(diǎn)的軟硬件電路設(shè)計(jì),并對(duì)節(jié)點(diǎn)建網(wǎng)和入網(wǎng)的工作過程做了深入研究。在硬件電路方面,使用Altium Designer完成原理圖和PCB的開發(fā)。選取TI公司的CC2530作為整個(gè)系統(tǒng)的控制芯片,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的電源供電電路,USB轉(zhuǎn)串口電路,聲光報(bào)警電路和以CC2530為核心的射頻電路等。在軟件開發(fā)方面,利用IAR開發(fā)了基于Z-Stack協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)初始化程序、節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)程序和串口驅(qū)動(dòng)程序。在課題研究的過程中,應(yīng)用Smart RF Packet Sniffer軟件抓取數(shù)據(jù)包,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼分析。本文設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn),不僅可以與聲表面波檢測電路實(shí)現(xiàn)串口通信,還能在節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸,并做了串口通信測試和通信距離與節(jié)點(diǎn)障礙物關(guān)系的研究與應(yīng)用分析。研究表明,Zigbee無線通信傳輸距離與效果受周邊障礙物影響明顯。本課題研究達(dá)到了預(yù)期研究目的,對(duì)Zigbee無線通信技術(shù)在聲表面波煤礦瓦斯檢測相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要價(jià)值,對(duì)煤礦瓦斯無線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：煤礦安全 瓦斯檢測 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 節(jié)點(diǎn)
【學(xué)位授予單位】：西京學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD712;TP212
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究背景與意義12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析與方案論證12-17
• 1.2.1 煤礦井下檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 無線網(wǎng)絡(luò)通信與Zigbee技術(shù)13-15
• 1.2.3 瓦斯?jié)舛葯z測與聲表面波瓦斯傳感器15-17
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第二章 Zigbee無線通信理論與技術(shù)概述18-22
• 2.1 Zigbee技術(shù)概述18
• 2.2 Zigbee通信頻段和協(xié)議棧18-19
• 2.3 設(shè)備分類和拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)19-20
• 2.4 Zigbee網(wǎng)絡(luò)組建與入網(wǎng)20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第三章 煤礦瓦斯檢測系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)22-29
• 3.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)22-23
• 3.2 Zigbee底板電路設(shè)計(jì)23-26
• 3.2.1 電源電路設(shè)計(jì)23
• 3.2.2 USB轉(zhuǎn)串口電路設(shè)計(jì)23-24
• 3.2.3 LED指示燈電路設(shè)計(jì)24
• 3.2.4 OLED液晶顯示接口電路設(shè)計(jì)24-25
• 3.2.5 聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)25-26
• 3.2.6 系統(tǒng)調(diào)試接口電路設(shè)計(jì)26
• 3.3 Zigbee射頻模塊電路設(shè)計(jì)26-27
• 3.4 聲表面波瓦斯檢測電路設(shè)計(jì)27-28
• 3.5 硬件電路的抗干擾設(shè)計(jì)28
• 3.6 本章小結(jié)28-29
• 第四章 煤礦瓦斯檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)29-44
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境介紹29-31
• 4.1.1 IAR EW29-30
• 4.1.2 Smart RF04EB與Smart RF Packet Sniffer30-31
• 4.2 Z-Stack協(xié)議棧架構(gòu)分析31-34
• 4.2.1 TI Z-Stack項(xiàng)目文件組織31-33
• 4.2.2 系統(tǒng)初始化33
• 4.2.3 操作系統(tǒng)任務(wù)管理33-34
• 4.3 無線網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)34-38
• 4.3.1 網(wǎng)絡(luò)初始化34-37
• 4.3.2 路由節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)37-38
• 4.3.3 通過路由節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)38
• 4.4 串口通信程序設(shè)計(jì)38-43
• 4.4.1 創(chuàng)建任務(wù)38-39
• 4.4.2 端口描述符39-40
• 4.4.3 串口應(yīng)用描述40
• 4.4.4 初始化程序40-42
• 4.4.5 數(shù)據(jù)通信42-43
• 4.5 本章小結(jié)43-44
• 第五章 系統(tǒng)測試與研究44-49
• 5.1 協(xié)議棧串口通信測試44
• 5.2 Packet Sniffer數(shù)據(jù)包分析44-46
• 5.3 無線網(wǎng)絡(luò)通信距離和節(jié)點(diǎn)障礙物關(guān)系的研究與應(yīng)用分析46-48
• 5.4 本章小結(jié)48-49
• 第六章 總結(jié)與展望49-51
• 6.1 總結(jié)49
• 6.2 展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 攻讀碩士期間的研究成果54-55
• 致謝55

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 黎玉成;汪麗;李偉;;基于ZigBee技術(shù)溫室大棚數(shù)據(jù)采集組網(wǎng)的應(yīng)用[J];信息技術(shù)與信息化;2014年06期

2 李燁;方蓓;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用前景分析[J];黑龍江科技信息;2013年19期

3 劉圣蓉;劉亞東;李章勇;;一種ZigBee的無線串口設(shè)計(jì)[J];數(shù)字通信;2012年03期

4 李磊;林土勝;吳振強(qiáng);;基于Zigbee技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室無線安全監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)[J];實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理;2011年01期

  本文關(guān)鍵詞：基于Zigbee的聲表面波煤礦瓦斯傳感器無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：431754