矿井井下环境参数无线监控系统

来源 :安徽理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lwj2005
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随着煤炭工业迅猛发展,煤炭需求的高速增长,煤矿安全成为煤矿生产的重中之重。目前,在我国煤炭行业中,大多数的煤矿安全信息系统仍然采用有线组网进行数据传输。由于广泛应用的有线传感器网络以及传统的人工测量存在着各种不安全、不稳定的因素,再加上矿井井下情况特殊、环境复杂,无法保障煤矿的生产安全,有着许多不足之处:难以进行硬件扩展;繁琐的布线导致整个系统的灵活性下降;易产生故障和误报警等,这些问题都急迫需要解决。为了解决以上存在的问题,本文设计了一套针基于Zigbee协议的矿井井下环境监测系统。Zigbee技术是基于IEEE802.15.4规范上发展起来的,在无线网络通讯中因其诸多优点而被推崇:功耗低、成本低、组网容易、协议简单、并具有很好的扩展性。可以实现监测监控的网络化,并针对不同的监测监控系统进行联网监测,为矿井井下安全提供了保障。新型的无线传感网络以其高效可靠的特性,已经在逐步取代传统的监测技术。本文利用Zigbee协议的无线传感网络,在矿井中组建一个环境参数监控系统,并通过上位机采集数据,实时统计计算并预测环境参数,得到了一个较好的应用。   Zigbee通信技术较其它无线通信技术相比较,有很多的技术优势。通过研究组网技术的特点,参考Zigbee联盟制定建立的路由表、收发数据帧等方法,给出了无线监控网络的整体方案。本文采用的TI公司生产的CC2430/2431的Zigbee无线通信模块,对各个模块的硬件部分和软件部分进行了介绍,并在整个组网中布置了多种无线传感网络节点,例如:传感节点、路由节点、参考节点等。   通过分析比较其它常用仿真软件,最终确定采用NS2网络仿真软件,并给出了节点的软件设计流程和仿真结果分析。结果表明,基于Zigbee协议的无线监控系统能够稳定有效地确保煤矿的生产安全,满足生产需要。预计基于Zigbee协议的无线监控系统将会在煤矿生产中广泛应用并占有举足轻重的地位。
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