矿井下基于ZigBee的Mesh网络数据采集的研究与实现

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1、专业硕士学位论文矿井下基于ZigBee的Mesh网络数据采集的研究与实现ResearchofDataCollectioninMeshNetworkAppliedinCoalMineBasedonZigBee作者：张岩导师：邵小桃北京交通大学2013年6月二人芝床▲，，；学位论文版权使用授权书Y2428278I呲帆哪唧吣眦哪唧眦㈣本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编

2、以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：端签字日期：少侈年7月2日导师签名：勖d、舢签字日期：砂I弓年]月Ⅶ中图分类号：UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学专业硕士学位论文矿井下基于ZigBee的Mesh网络数据采集的研究与实现ResearchofDataCollectioninMeshNetworkAppliedinCoalMine作者姓名：张岩导师姓名：邵小杉6BasedonZigBee学号：11125047职称：

3、副教授工程领域：电子与通信工程学位级别：硕士北京交通大学2013年6月致谢本论文的工作是在我的导师杨维教授和邵小桃教授的悉心指导下完成的，两位教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来两位老师对我的关心和指导。邵小桃教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向邵老师表示衷心的谢意。杨维教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，赵浩江、张江贵、王海丹、张康康等同学对我论文中的研究工作给

4、予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外还要感谢我的同学高增貊、杨兴、张雪枫、汪铎以及我的女朋友的支持，在他们的支持和督促下才使我能认真及时完成这篇论文。另外也感谢家人在研究生阶段对我的学业的支持，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。I匕京交通太堂童些亟±堂焦!金塞生塞摘要中文摘要摘要：我国是世界上的产煤大国，近年来，煤矿事故频发，对于社会的和谐有序发展造成了极大的干扰，发展形势十分严峻。而这一切与我国的煤矿安全信息化发展的程度不高有着极大关系。现有的煤矿安全监测系统多数采用的是有线网络进行布局，随

5、着煤矿开采进程的深入，井下的地质构造和工作环境也在不断改变着，原先设计好的有线网络系统不能充分满足实际需求，很难对所有区域进行监测覆盖。因而有必要建立一套组网灵活，安全可靠，扩展性强的煤矿安全无线网络。随着信息技术的发展，出现了许多无线网络技术。Zigbee技术凭借着生产成本小、协议复杂度低、功耗低、易于组网等优点，在民用领域有着广阔的市场和很大的发展空间。同时，Mesh网络作为一种无线多跳网络，是解决“最后一公里”问题的关键技术，作为一项有着光明前景的技术，被誉为下一代无线网。在煤矿井下复杂恶劣的环境中，Mesh技

6、术可以确保各基站在发生矿难时仍能进行正常通信，为矿井的紧急救援提供了一个可靠的平台。论文以国家科技支撑计划项目“矿突水、火灾等重大事故防治关键技术及装备研发"(SQ2012BAJY3504)为背景，通过对矿井下数据采集监测系统的需求进行分析，引入了ZigBee和Mesh技术，结合两者的优势，深入研究了Mesh和ZigBee在井下环境数据采集监测系统中的应用。本文主要实现利用了CC2430芯片作为无线传输模块实现数据采集和传输特性，具体的工作主要包括以下几个方面的内容：1．在软件方面对采集和传输过程中所使用的程序进行了

7、设计。2．在硬件方面对数据采集模块和数据传输模块进行了选型和匹配。3．利用ADOV协议对ZigBee和Mesh网络进行了网关融合，实现了数据的无缝传输。4．进行了各模块的实验测试，结果表明工作正常，实现了设计预期。5．对整篇论文进行了总结和展望，指出了存在的不足以及可以进一步改进的地方。图43幅，表13个，参考文献48篇。关键词：煤矿安全；ZigBee；Mesh；网关；数据采集分类号：j匕塞交通太堂童些亟±堂僮论塞垒垦望塞△盟ABSTRACTABSTRACT：ChinaiSoneofthemajorcoalpower

8、sinthewodd，inrecentyears，thecoalmineaccidentstakeplacefrequently,whichcausegreatdistractiontotheharmoniousandorderlydevelopmentofthecountry．thesituationisnotoptimistic．Thest