基于zigbee的低功耗顶板离层监测系统设计

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1、硕士学位论文基于ZigBee的低功耗顶板离层监测系统设计Low-powerRoofSeparationMonitoringSystemBasedonZigBee作者：周颖导师：丁恩杰教授中国矿业大学二○一六年六月中图分类号TP76学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文基于ZigBee的低功耗顶板离层监测系统设计Low-powerRoofSeparationMonitoringSystemBasedonZigBee作者周颖导师丁恩杰教授申请学位工学硕士培养单位信息与电气工程学院学科专业信息与通信工程研究方向无线传感器网络答辩委员会主席张申评阅人二○一六年六月论文审阅认定书研究

2、生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢本论文是在丁恩杰教授的指导下完成，从论文方向的制定到论文定稿，导师给我提出了很多修改建议。在3年的研究生学习中，导师在专业学习和实践项目上都尽可能的帮助我。尤其是对于研究课题，导师经常把他的思想和理论教给我，使我对研究课题形成了正确的认识，并在学习他人理论的基础上进行拓展。感谢丁恩杰教授对我的指导，尤其是在科研项目上，为我们学生营造了一个良好的

3、学术团队、优秀的项目小组，作为其中的一员，我感到非常荣幸。学习上的每一点进步、项目中的每一点积累，都离不开导师的耐心指导。此外，导师严谨的治学态度、创新的思维、平易近人的风范、丰富的理论和经验，将使我受益终生。衷心地感谢3年来导师对我的教导和督促。还要感谢俞啸师兄、张雷师兄、纵鑫师兄、王桃师姐对我课题中遇到的困难提出了宝贵的意见和建议，感谢实验室安瑞、陈春旭、张靖等同学对我课题研究的帮助，感谢我的家人一直以来的关心和支持，因为他们我才有更大的动力去做我自己喜欢做的事情。大学校园时光即将结束，很快就要迈入社会开始自己又一段不同的人生，在以后的生活的工作中，我也会秉承以往的种种优良习惯，踏踏实实

4、走好每一步。学生时代这段美好的时光我会好好珍藏，感谢青春，感谢我的大学，在此画上圆满的句号。最后，感谢各位老师和专家审核我的论文，谢谢您们的宝贵意见。摘要中国作为煤炭产量最大的国家，采矿事故尤其是巷道内的顶板事故屡屡发生，顶板离层的监测监控至关重要。顶板离层仪是重要的顶板监测设备，但是目前我国顶板的监测数据仍普遍依赖于人工读取。本文设计了一种基于ZigBee技术的煤矿井下顶板离层监测系统，实现离层数据的自动传输，对保证井下人员的安全有着重要意义。采用无线传感器网络，选取ZigBee技术作为本课题的无线通信协议，提出了基于ZigBee协议的井下顶板离层监测系统设计方案。研制了基于CC2530芯

5、片的顶板离层数据采集节点、路由节点、汇聚节点、基于PIC18F258的CAN中继器和基于LPC2378的CAN转以太网节点。系统软件基于ZigBee2007协议栈，实现了无线自组网、数据的定时采集与发送、数码管显示和超限报警等功能。在分析顶板离层仪及整体网络能耗的基础上，利用霍尔元件的开关效应对位移传感器不休眠工作的问题进行改进；利用自适应占空比的S-MAC协议对ZigBeeMAC层进行改进，通过仿真验证了改进机制下网络的能耗明显降低，实现了顶板离层监测系统的低功耗设计。该论文有图42幅，表8个，参考文献61篇。关键词：顶板离层；ZigBee；CC2530；低功耗IAbstractAsthe

6、largestcountryinthecoalproduction,miningaccidentsoftenoccursinChina,especiallytheroadwayroofaccident.It’sveryimportantandnecessarytomonitortheroofseparation.Roofseparationindicatorisanimportantequipmentofroofmonitoring.However,themonitoringdataofroofisstilldependsonmanualreadinginChina.Basedonthisp

7、roblem,anovelroofseparationmonitoringsystembasedonZigBeetechnologyisproposed.Thesystemcanrealizeautomatictransportationofseparationdata,therebyensurepersonnelsafeincoalmine.Usingwirelesssensornetworkandsele