基于zigbee的无线传感器网络在矿井安全监测中的应用

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1、万方数据2008正第4期仪表技术与传感器InstrumentTechniqueandSensor2008No．4基于Zigbee的无线传感器网络在矿井安全监测中的应用李辉，张晓光，高顶，孙正(中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州221008)摘要：将基于zist蹴的无线传感器网络应用于煤矿井下安全监测中，设计了一种矿井安全监测系统。用Zigbee将传感器收集的各种参数传至坑道上的信息处理接收终端。终端用GPRS方式将数据传输至地面上的监测计算机。由计算机对数据分析，对矿井安全状况做出评估。另外，系统还支持手机查询，并能在第一时间将报警信息发给相关负责人。关键词

2、：煤矿井下；无线传感器网络；安全监测；Zigbee中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2008)04—0033—03ApplicationofWSNBasedonZigbeeinMineSafetyMonitoringLIHui，ZHANGXiao—guang，GAODing，SUNZheng(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMini呜andTechnology，Xuzhou221008，China)Abstract：Puttingwire

3、lesssensornetworkbasedonZigbeeintominesafetymonitoring，aminesafetymonitoringsystemWSgdesigned．ThedatacollectedbyseIlgOI暑weretransmittedtoinformationprocessingandreceivingterminalbyZigbeetechnology，thenthisterminaltransmittedthedatatothecomputerthatW88usedformonitoringontheground．Th

4、eeomputoranalyzedtheda-taandmadeanassessmentofminesafety．Inaddition，thedataCanbequeriedbymobilephone，andthealarmmessage啪besenttothepe玛omwho眦inchargeofitinthissystem．Keywords：undergroundofmine；wirelesssensornetwork；s如tymonitoring；Zigbee0引言无线传感器网络是随着微电子技术、计算机技术的进步而兴起的一项新技术，它由部署在监测区域内

5、大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通讯的方式形成一个多跳的自组织网络，各个传感器节点将监测的数据沿着其他传感器节点进行逐跳传输，经过多跳后路由到汇聚节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测信息¨J。无线传感器网络能够应用于国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、危险区域远程控制等诸多领域。美国商业周刊和MIT技术评论在预测未来技术发展的报告中，分别将无线传感器网络列为21世纪最有影响的2l项技术和改变世界的10大技术之一。无线传感器网络监测精度高、容错性好和可靠性高的特点正好弥补传统方式的缺点，非常适合

6、应用于井下安全监测，但目前这方面的研究还非常少。由于不同应用的无线传感器网络技术差别很大，在特定的应用领域内必须研究特定的传感器网络技术。在研究传感器网络在煤矿领域内的应用的基础上，设计了一个基于Zisb∞的无线传感器网络为核心的矿井井下安全监测系统。该系统主要是对井下甲烷浓度、湿度和温度进行监测。介绍了系统的软硬件构成以及一个专门为井下应用而设计的路由协议，并给出了仿真。lZigbee简介IEEE802．15．4规范是工作在24GI-Iz和868／928MI-lz的无线技术，定义了MAC(媒体接入控制)层和PaY(物理)层协议，网络基金项目：中国博士后科学

7、基金资助项目(20060390277)，江苏省博士后科研基金资助项目(0502010B)，江苏省“六大人才高峰”项目(06一E一052)，中国矿业大学科技基金资助项目(20068008)收稿日期：2007—05一19收修改稿日期：2007—12—26层以上的协议由zi西蹴联盟制定啦J。zigbee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。ZigBee技术的主要特点：(1)低功耗和低成本，在低耗电待机模式下，2节普通5号干电池可使用6个月到2年；(2)网络容量大，每个ZigBee网络最多可支持255个设备；(3)时延短，通常时延都在1

8、5—30m8之间；(4)协议简单，安全性高。ZigB