zigbee无线传感器网络在瓦斯监控系统中的应用new

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1、第!"卷#第$期黑#龙#江#科#技#学#院#学#报#=(->!"?(>$##%&&"年!!月##’()*+,-(./01-(+231,+24+5616)60(.7810+809:08;+(-(2<##?(@>%&&"######文章编号!!$A!B&!!"!%&&""&$B&C!CB&DE12F00无线传感器网络在瓦斯监控系统中的应用李文江!#魏#娟!辽宁工程技术大学电气与控制工程学院#辽宁葫芦岛!%G!&G"摘#要"为了提高煤矿瓦斯监控系统的安全性和稳定性!采用符合E12F00技术的芯片HH%CD&!设计了煤矿瓦斯监控系统#该系统

2、采用典型的无线传感器网络结构!以基于分簇的能量控制路由算法!降低了网络系统的能耗!延长了网络使用寿命#分析表明!E12F00技术在煤矿瓦斯监控系统中应用!可有效地减少煤矿安全事故的发生!降低井下人员的伤亡!保证系统传递信息的实时性和有效性#关键词"无线传感器网络$E12F00$瓦斯##中图分类号$:I%!%>J文献标识码$K!""#$%&’$()(*+$,-#-...-).(,)-’+(,/.0&.-1()2$34--$)3&.5()$’(,$)3.6.’-5!"#$%&’(%)###*"+,(%!H(--020(.L-086*18

3、,-,+MH(+6*(-L+21+00*1+2#N1,(+1+2:08;+18,-O+1@0*516<#/)-)M,(!%G!&G#H;1+,"!"#$%&’$$:;15P,P0*15,+0..(*66(M0512+6;08(,-Q1+02,5Q(+16(*1+25<560QR<)51+2HH%CD&R,50M(+6;0E12F00608;+(-(2<5(,56(1QP*(@08(,-Q1+02,5Q(+16(*1+25<560Q(.508)*16<,+M56,R1-16<>:;05<560Q0QP-(<5,6

4、05550+5(*+06S(*T5,+M6;00+0*2<8(+6*(-*()61+2,-2(*16;QR,50M(+H-)560*6(*0M)806;00+0*2<8(+5)QP61(+(.+06S(*T5<560Q5,+M0U60+M6;050*@180-1.0(.6;0+06S(*T>:;0,+,-<5155;(S56;,66;0,PP-18,61(+(.6;0E12F00608;+(-(2<1+6;08(,-Q1+02,5Q(+16(*1+25<560Q8,+,..(*M,+0..0861@0*0M)861(+1+6;08(

5、,-Q1+05,.06<,881M0+65,+MQ1+08,5),-6105,+M6;)50+5)*0*0V,-V61Q0,+M0..0861@0+055(.6*,+5Q1661+21+.(*Q,61(+R<6;05<560Q>()*+,%-#$S1*0-05550+5(*+06S(*T5%E12F00%2,5监控系统势在必行’(!)&#引#言E12F00是针对小型设备的无线联网和控制而制定的协议规范#拥有一套完整的协议层次结构’煤炭资源作为我国国民经济发展的支柱#是维它是一种短距离&低速率&低功耗&低成本和低复杂持我国经济持续高速

6、发展的重要保障’然而#我国度的无线传输技术#主要适用于无线传感器网络&自煤矿安全事故频频发生#造成了惨重的人员伤亡和动控制和远程控制领域’它工作于无须注册的%XC巨大的经济损失#煤矿行业安全生产形势非常严峻’Y/Z47[频段#传输速率!&[%G&TF]5#传输距离因此#研制一种小型的&价格低廉的现代化煤矿安全!&AGQ’##收稿日期$%&&"B&JB%"##作者简介$李文江!!JG!B"#男#辽宁省阜新人#教授#博士#研究方向$智能仪器仪表的开发与应用&电器自动化#LVQ,1-$S013),+AAGW!$D>8(Q’第$期李文江

7、#等$E12F00无线传感器网络在瓦斯监控系统中的应用C!G笔者利用E12F00技术设计了煤矿瓦斯监控系!%"TF可编程闪存和"TF的^K[#并包含模拟数统#以期对矿井的安全生产提供技术支持’字转换器&几个定时器&KL7!%"协同处理器&看门狗定时器&D%T/Z晶振的休眠模式定时器&上电复位!#监控系统电路&掉电检测电路以及%!个可编程4]‘引脚’传感器模块包括以[’HC]DX&N载体催化元件为核心./.0网络结构的瓦斯浓度检测电路和7/:!&温湿度传感器’电传感器网络系统通常包括传感器节点&汇聚节源采用低压差稳压芯片^LY!!DB

8、D#为系统提供直点和管理节点’大量传感器节点随机部署在监测区流D=的稳压电源’节点硬件原理如图D所示’域内部或附近#能以自组织方式构成网络’传感器节点的监测数据沿其他传感器节点逐跳传输#可能传感器模块CC2430被多个节点处理#多跳后