基于zigbee的矿井安全监测系统研究与设计

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1、学位论文的主要创新点一、应用ZigBee技术来实现对矿井环境及其人员的定位系统，采用ZigB9e无线通信技术的人员跟踪定位系统，可以实现井下人员的精确跟踪定位，同时可以进行考勤和监督管理。二、通过对参考节点以及盲节点的编程，来实现相应模块的功能，并进行通讯，最终传送给PC机。其中PC机的界面由VisualBasic来进行开发，而无线网关子程序、参考节点的子程序及盲节点的子程序通过IARsystem开发环境来实现，这样，矿工所处的位置即可通过无线网关发出的查找指令，传递给盲节点，盲节点再与参考节点进行数据交换，计算出其自身的坐标，并将最终的计算结果通过无线网关传递给PC机。摘要当前，矿井的安全

2、性越来越受到国家重视，因此加强对矿井安全的设计研究，具有非常重要的现实意义。本课题主要探讨了应用ZigBee无线技术，实现对矿井环境检测以及工作人员的定位。使用该技术，不仅可以用于日常管理，而且在井下发生事故时方便对被困人员的搜救。首先，对几种常见的无线通讯技术进行比较，尤其针对无线定位这一功能，进行了深入的研究分析，最终选取ZigBee无线通信技术，进行系统开发。同时，针对ZigBee无线通信技术，对其网络拓扑结构、协议栈、进行了深入系统的研究，为后续研究工作做好理论准备。其次，进行系统的硬件设计。主要包括CC2430最小模块电路设计、传感节点硬件电路设计、数据采集电路设计、供电模块电路设

3、计等硬件部分。最后，在Z-Stack协议栈的基础上进行了软件开发。该系统的软件流程主要包括三大部分：无线网关子程序、参考节点子程序及盲节点子程序。通过对参考节点以及盲节点的编程，实现位置的检测定位功能，并且通过ZigBee网络将位置信息传送给PC机，从而可以在发生矿难的第一时间内进行搜救工作。并且该课题还利用VisualBasic进行上位机界面开发，方便监控人员监测。经过测试与分析，发现本设计基本达到设计要求，能够及时准确反馈节点的位置信息，具有很大的实际应用意义。关键词：ZigBee，矿井环境，人员定位，CC2430ABSTRACTAtpresent．thesafetyoftheminei

4、Smoreandmorenationalattention，SOtostrengthenthedesignofminesafetyresearch，hasveryimportantpracticalsignificance．ThistopicmainlydiscussestheapplicationofZigBeewirelesstechnologytorealizethemineenvironmentdetectionandpositioningofpersonnel．Usingthetechnology,notonlyCanbeusedindailymanagement，andconve

5、nientindownholeaccidenttorescuetrappedpeople．First，carriesonthecomparisontoseveralcommonwirelesscommunicationtechnology，especiallyforthewirelesspositioningthefunction，carriedonthethoroughresearchandanalysis，finallychoosingZigBeewirelesscommunicationtechnology,systemdevelopment．Atthesametime，inviewo

6、ftheZigBeewirelesscommunicationtechnology,thenetworktopology,protocolstack，carriedonthethoroughresearchofthesystem，andtheoreticalprepareforsubsequentresearch·Second，thesystemhardwaredesign．MainlyincludestheminimummoduleCC2430circuitdesign，thesensornodehardwarecircuitdesign，dataacquisitioncircuitdes

7、ign，powersupplymodulecircuitdesignandotherhardwareparts．Finally，onthebasisofZ．StackprotocolStackforsoftwaredevelopment．Theprocessofthesystemsoftwaremainlyincludesthreeparts：wirelessnetworkimprisonsonprogram