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1、河北工业大学硕士学位论文基于ZigBee协议的煤矿井下嵌入式系统设计姓名：刘杰申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：杨鹏20081101河北工业大学硕士学位论文基于ZigBee协议的煤矿井下嵌入式系统设计摘要我国的煤炭资源十分丰富，是世界最大的产煤国之一，中国能源需求的三分之二来自煤炭。但近年来煤矿开采造成的各种煤矿事故仍然居高不下，给国家和任命生命财产造成巨大损失。因此开发一种适合于煤矿井下环境监测、事故后能为搜救工作提供有效帮助的煤矿井下系统成为亟待解决得问题。作为新一代无线通信技术，ZigBee
2、以其低功耗、低成本和组网灵活等优点，可广泛应用于各种需要低速率传输的工业场合。针对煤矿井下的安全需求，设计了一种基于ZigBee协议的嵌入式系统，通过光纤和Internet网络将井下系统和井上的监控中心连接，构成一个煤矿综合监控系统在煤矿井下系统中，主要的设备包括：ZigBee协调器、ZigBee路由器、ZigBee节点、各种传感器、音频模块以及视频模块。该项目利用了ZigBee通信技术，在自定义数据传输协议的基础上，实现了低功耗、低成本、安全可靠的井下数据传输。经过实验验证，整套系统能够实现人员考勤、定位跟踪、环境
3、监测、音频对话及视频传输以等功能。论文的主要内容包括：ZigBee网络路由的研究、各种传感器的设计、音视频模块设计、视频模块设计以及各种功能的软件实现。关键问题在于功能的相互兼容以及软硬件的稳定性。关键词：ZigBee，煤矿安全，智能传感器，嵌入式系统i基于ZigBee协议的煤矿井下嵌入式系统设计THEDESIGNOFEMBEDDEDSYSTEMFORCOALMINESECURITYBASEDONZIGBEEPROTOCOLABSTRACTOurnationisoneofthebiggestcoal-producin
4、gcountrieswithplentyofcoal;two-thirdsenergy-neededaresuppliedbycoalinChina.Inthelatestyears,therearesomanyaccidentsindigging,whichhavecausedgreatlossoflivesandpropertiestoournation.Soitisanurgentnecessitytoresearchanddevelopasystemforcoalminewhichcanbeusedtomon
5、itortheenvironmentofcoalmineandbeusefulforsavingworkafteraccident.Asanewgenerationwirelesscommunicationtechnology,ZigBeenetworkhasmanyadvantagessuchaslowcost,lowpower,andflexiblenetworking.Ithasextensivelybeenappliedinavarietyoflowdatarateindustryfield.BasedonZ
6、igBeeprotocol,anewembeddedsystemforcoal-minesecurityisdesignedwhichisconnecttomonitorcenterwithopticalfiberandcomposeaunitymonitorsystem.ThemaindevicesincludeZigBee-coordinator,ZigBee-router,ZigBee-enddevice,varioussensors,Audio-moduleandVideo-module.Data-trans
7、ferwithlowpower,lowcostandreliabilityforcoalmineisachievedbycustom-definedprotocolbasedonZigBeenetwork.Thissystemcancompleteeveryfunctionneededforcoalmine,suchascheckonworkattendance,position,environmentalmonitor,audiocommunication,andvideotransfer.ZigBeeroutin
8、gresearch,sensorsdesign,audiomoduledesign，videomoduledesignandsoftwareachievedareintroducedinthispaper.KEYWORDS:ZigBee,coal-minesecurity,smartsensor,embeddedsystemii河北工业大学硕士
