基于无线光纤混合传感网络的井下安全监控系统研究——

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1、中北大学硕士学位论文基于无线光纤混合传感网络的井下安全监控系统研究姓名：孙立新申请学位级别：硕士专业：精密仪器及机械指导教师：张记龙20090521中北大学学位论文基于无线光纤混合传感网络的井下安全监控系统研究摘要我国是一个以煤为主的能源生产和消费大国，煤炭的开发和应用与我国社会发展和人民生活密不可分，但是近年来我国煤矿事故频繁发生，使得煤炭的安全生产一直倍受人们的关注。现有的煤矿安全监控系统大多是以工业总线为基础构成的有线通信传输网络，随着煤矿开采掘进而带来的管道延伸问题，单纯采用有线网络已经无法满

2、足安全生产的需要，无线光纤混合传感网络的发展为我们提供了解决问题的方案。ZigBee技术，作为一种新出现的无线个人区域网络，以其协议简单、成本低、功耗低、组网容易等特点，非常适用于要求低成本、低功耗的无线传感网络。本文以ZigBee技术为基础，针对实际煤矿安全环境的需求，对无线传感网络在井下安全监控系统中的应用进行了研究，同时根据国内外井下安全监控系统的现状，结合我国中小煤矿的企业的安全生产要求，提出了一种基于ZigBee技术的无线与光纤网络相结合，集多参数井下安全监控和人员定位于一体的矿井安全监控系

3、统的设计方案。整个监控网络由井下各分巷道中的无线网络及连接无线网络和地面监控机的光纤网络组成。其中无线网络由以XBeePRO无线通信芯片和单片机为核心的无线信标节点和人员佩戴的便携节点构成，所有节点都会将由传感器得到的井下环境参数通过网络上传给地面监控机，同时根据节点间信号传输的RSSI值对人员进行定位。地面监控机实时显示这些环境参数和人员位置信息，如有数据超限则触发报警通知工作人员进行处理。最后，在封闭的楼道中对该系统进行了测试，取得了满意的效果，证明了该系统的可行性。关键词：无线网络，ZigBee

4、，安全监控，Xbee—Pro，RSSI，混合网络中北大学学位论文，盯o’1‘·一’·lheresearch0nUndergr0UnamonitoringsystemlorsaletVbasedonwirelessandopticalfiber‘hybridnet,rkssensinghybridnetworksAbstractThecoalisamajorenergywhichusedinproducingandconsuminginourcountry．Thedevelopmentandapplic

5、ationofcoalisinseparablefromsocialdevelopmentandpeople’Slives．However,thecoalmineaccidentsarefrequentlyhappenedinrecentyearswhichmakethesafetyofcoalproductionbemuchattention．Theexistingminesafetymonitoringsystemsaremostlybasedonindustrybuswiredcommunica

6、tiontransmissionnetworks，SOthepipelineextensionwouldbeadifficultywitllcoalminingandexcavation．ThecablenetworksCannotmeettheneedsofproductionsafety,SOawirelessandopticalfibersensinghybridnetworkmaybeanalternatechoicetothisdifficulty．ZigBeetechnology,asar

7、ecentlyemergingWPANcommunicationstechnology,hassomecharacteristicssuchassimpleagreement，lowcost，lowpowerconsumption，easytonetwork，whichmakesitsuitableforapplyinginlow-cost，low-powerwirelesssensornetworks．Inthisdissertation，basedontheZigBeetechnologyanda

8、imedattheneedsoftherealcoalsafetyenvironment，theapplicationofwirelesssensornetworkintheminemonitoringsystemsisstudied．Accordingtotheactualityofminemonitoringsystemsandthesafetyproductionneedsof’domesticsmallandmedium-sizedmineent