您的位置: turnitin查重官网> 科学 >> 中学生科技小论文 >谈述传感器基于ZigBee矿井安全监测系统设计

谈述传感器基于ZigBee矿井安全监测系统设计

收藏本文 2024-03-14 点赞:4319 浏览:9686 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:煤炭是中国能源结构中的主体能源。但煤矿事故频繁发生,经济损失和人员伤亡惨重。这是由于我国煤炭行业安全体制不健全,监测技术和设备相对落后,使得重要信息不能快速地获得,系统不能及时地发生警报和采取应对措施而造成的。目前,大多数矿井利用有线的安全监测系统,传输网络布线复杂,维护成本高,网络结构固定,满足不了井下工作面的动态变化要求,易出现监测盲区;而无线监测系统运用到实际中的不多。由此结合一种稳定可靠的无线传输方式,组建较改善的安全监测系统,实现井下环境的实时监测已经追在眉睫。ZigBee技术是一种新兴的近距离、低速率、低成本、低功耗的无线通信技术,利用世界通用免申请的2.4GHz频段。它具有很强的自组织能力和很高的安全性,非常适用于无线传感器网络。本论文提出基于ZigBee无线传感器网络的矿井安全监测系统的总体案例,该系统采取ZigBee技术建立无线传感器网络。在ZigBee协议基础上,首先进行网络节点软硬件的设计,然后下载相应的软件程序到各节点的主芯片CC2530中,完成网络组建。最后通过网络系统实现对井下温湿度、气体浓度等进行实时监测。还可对被测信息做上限值设置,如果传感器模块所测数据达到所设值,系统可以及时的发出警报。本论文最后在实验室搭建了一个由网络协调器、一个路由器和两个终端节点组成的树型网络简易实验平台。本实验通过网络终端采集室内温度和湿度,来对该监测系统案例做了简单的测试验证。实验结果表明此监测系统数据传输快速,稳定性好,且组网灵活,功耗低,具有较高实用价值。将系统案例进行适当地调整后,可运用于不同环境,实现对环境多种信息的实时监测。关键词:监测系统论文无线传感器网络论文ZigBee技术论文CC2530论文

    摘要4-5

    Abstract5-9

    1 绪论9-18

    1.1 课题探讨背景及作用9-10

    1.2 国内外煤矿安全监测系统进展及探讨近况10-13

    1.3 无线传感器网络的进展探讨与运用13-17

    1.4 论文探讨的主要内容及安排17-18

    2 ZigBee 技术18-33

    2.1 Zigbee 技术简述18-19

    2.2 ZigBee 协议19-21

    2.3 ZigBee 协议的网络层21-30

    2.3.1 网络设备类型21-23

    2.3.2 拓扑结构23-24

    2.3.3 建立和维护网络24-28

    2.3.4 编址28-29

    2.3.5 网络层的数据通信29-30

    2.4 ZigBee 协议的运用层30-33

    2.4.1 设备和怎么写作发现30-31

    2.4.2 绑定管理31

    2.4.3 网络管理31-32

    2.4.4 OSAL 操作系统32-33

    3 煤矿安全监测系统总体设计33-40

    3.1 系统需求浅析33-35

    3.1.1 井下环境考察浅析33-34

    3.1.2 建立网络系统浅析34-35

    3.2 监测系统的总体设计案例35-37

    3.3 简化的监测系统原理框图37-38

    3.4 软硬件系统的设计要求38-40

    4 监测系统硬件设计40-54

    4.1 ZigBee 硬件平台40-45

    4.2 传感器的选择及其电路设计45-50

    4.2.1 温湿度传感器45-48

    4.2.2 瓦斯传感器48-50

    4.3 网络各节点硬件设计50-54

    4.3.1 终端节点50-51

    4.3.2 网络协调器和路由器节点51-54

    5 监测系统软件设计54-64

    5.1 ZigBee 软件开发平台介绍54-57

    5.1.1 IAR Embedded Workbench 开发环境54-55

    5.1.2 ZigBee2007 协议栈55-57

    5.1.3 TI Flash Programmer 烧写软件57

    5.2 软件程序设计57-64

    5.2.1 总体设计57-58

    5.2.2 终端节点程序设计58-60

    5.2.3 路由器节点程序设计60-62

    5.2.4 网络协调器程序设计62-64

    6 系统测试及结果浅析64-68

    6.1 系统测试64-66

    6.2 监测数据及浅析66-68

    7 总结与展望68-70

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号