針對(duì)目前煤礦生產(chǎn)過程中瓦斯監(jiān)測(cè)防治工作的需要,設(shè)計(jì)了一套基于ZigBee無線傳輸網(wǎng)絡(luò)與單片機(jī)技術(shù)的煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。根據(jù)煤礦的實(shí)際生產(chǎn)需求,對(duì)系統(tǒng)的總體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。綜合考慮了運(yùn)行環(huán)境與開發(fā)成本,對(duì)系統(tǒng)硬件設(shè)施進(jìn)行了選型,并利用編程知識(shí)設(shè)計(jì)了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件程序。測(cè)試表明,系統(tǒng)具有開發(fā)成本低,自動(dòng)化程度高,靈活性好的優(yōu)勢(shì)。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè),并對(duì)危險(xiǎn)情況進(jìn)行報(bào)警,保障工人安全以及煤礦經(jīng)濟(jì)效益。

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【部分圖文】：

圖1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

隨著綜采技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦采掘深度不斷加強(qiáng)，開采強(qiáng)度不斷擴(kuò)大。于此同時(shí)，開采區(qū)域瓦斯情況也越來越復(fù)雜。原有的一些技術(shù)手段利用單一傳感器人工測(cè)量方式以及有線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在監(jiān)測(cè)效果差、布線復(fù)雜、成本較高，靈活性差的缺陷已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求。而ZigBee技術(shù)作為一項(xiàng)新型的無線通信技術(shù)....

圖2 監(jiān)測(cè)模塊傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

監(jiān)測(cè)模塊包括監(jiān)測(cè)主站、監(jiān)測(cè)從站、監(jiān)控主機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)、軟件系統(tǒng)等。監(jiān)測(cè)從站即傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器、微處理器、無線收發(fā)模塊以及電源模塊組成。傳感器負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)信息的接收與轉(zhuǎn)換，微處理器處理器作為核心控制節(jié)點(diǎn)正常工作運(yùn)行，無線收發(fā)模塊則負(fù)責(zé)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)之間的信息傳輸，電源模塊用來提供工作動(dòng)力來源....

圖3 MSP430F149與CC2430連接接口

監(jiān)控系統(tǒng)由3個(gè)層面組成，分別是現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用監(jiān)測(cè)層，網(wǎng)絡(luò)傳輸層以及監(jiān)測(cè)主站層。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用監(jiān)測(cè)層傳感器與微處理器通過A/D接口連接。CC2430使用FIFO、FIFOP、CCA和SFD四個(gè)引腳表示收發(fā)數(shù)據(jù)的狀態(tài)，而微處理器與無線收發(fā)模塊CC2430之間使用SPI（串行外設(shè)接口）連接交換數(shù)據(jù)....

圖4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作流程圖

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)利用TinyOS微型操作系統(tǒng)，TinyOS是由加州大學(xué)伯克利分校開發(fā)的一種源代碼開放的嵌入式操作系統(tǒng)，廣泛用于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)。基于組件的模塊化系統(tǒng)，設(shè)置基于ZiGBee節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)，選擇監(jiān)測(cè)主站作為基地控制臺(tái)聚集處理監(jiān)測(cè)信息，與之通信的其他節(jié)點(diǎn)作為監(jiān)測(cè)....

本文編號(hào)：4054869