矿山物联网节点的研究与开发

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1、摘要捅要继计算机、互联网及移动通信网发展之后，物联网这一崭新的概念，自提出以来向各个应用领域得到迅速发展，现已被公认为又一次世界信息产业的大浪潮。煤炭作为我国重要的能源之一，在国民经济发展中有着至关重要的地位。然而，在我国煤矿企业管理过程中，安全问题尤为突出。那么，将物联网这一新技术应用到煤炭等矿山工业中，以实现工业自动化及安全问题检测等，既能够满足经济一，效益的提高，又能保证生产过程的安全问题。扒但是，目前对于物联网技术这一新领域，仍存在很多尚未解决的问题。而且，随着网络拓扑结构的不断扩大，整个网络的数据吞吐量也会不断降低，这样既影响了网络通

2、信质量，又不能满足网络通信信息的实时性。以矿山物联网无线节点开发为目标，针对网络吞吐量及频谱资源短缺等问题，提出了解决方案：为物联网中部分节点装配一个CC2430与一个CC2431射频模块，这样双射频节点就可以同时工作在不同的正交信道上，既能够实现频谱资源的空间复用、降低干扰，又可以显著提高网络的性能。本文介绍了双射频节点系统的研究与实现，对节点的性能进行了分析，结果表明，采用多射频技术方案能够显著提高网络的吞吐量等性能。同时，本文移植了WindowsCE操作系统，使物联网节点增加了图像显示等附加功能，更加完善。最后，针对矿山实际应用的特殊场景

3、，物联网节点应具备定位功能，本文利用一个无线模块CC243l内嵌的定位引擎，并结合改进的RSSI算法，估算两节点间的距离，得到三组待定位节点到参考节点的距离之后，再根据三边测量定位算法，最终获得待定位节点的位置信息。基于双射频的矿山物联网节点的实现，既增加了网络的吞吐量，一定程度上又节省了节点的能量损耗，增加了网络的寿命，改善了原来的无线传感网络性能。因此，在矿山网络应用中，有更好的实用价值。图【62】表【2】参【72】关键词：物联网；多射频；无线定位；矿山安全分类号：TN806安徽理工大学硕士学位论文AbstractAfterdevelopm

4、entofcomputer,internetandmobilecommunicationnetw删电abrandnewconcept,intemetofthings，isproposed．AndthenitdevelopsrapidlytowardseveryapplicationfieldwiⅡlgreatpublicity．Andnow,ithasbeenregarded嬲anothertidalwaveofworldinformationindustry．Coalisoneoftheenergysoullxsinourcountry,an

5、dplaysacrucialroleinnationaleconomicdevelopmenLHowever,thesecurityissueisveryprominentformanagementprocessinChina’Scoalmilleenterprise．So，usethisnewtechnology,internetofthings，tomine．Anditrealizesindustrialautomationandsecuritydetection,andSOon．Anditnotonlysatisfiesimproveme

6、ntofeconomiceffectiveness，butalsoinsuresthesecurityissueofproductiveprocess．But’therearestillsomeunresolvedissuesforthisnewfieldatpresent,technologyofinternetofthings．Andalong、jvi廿lexpansionoftopologicalstructureofnetwork,thedatathroughputofwholenetworkwillbepermanentlylower

7、．Thisaffectsthecommunicationqualityofnetwork,anddissatisfiesthereal—timeofinformationwhilecommunicating．Aimingataboveproblems，theresearchingtakesnode’Sdevelopmentofinteractofthingsofmineaspurpose．Thesolutiontonetworkthroughputandfrequencyspectraresourceisproposed．Partoftheno

8、desareequipped谢tlldual—radio，aCC2430andaCC2431．So，thisnodecanworkatthediffe