基于ZigBee无线网络技术的矿井通风参数无线测试系统研究

发布时间：2017-04-08 15:08

  本文关键词：基于ZigBee无线网络技术的矿井通风参数无线测试系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：矿井通风阻力是衡量矿井通风状况的主要指标,矿井通风阻力测定是矿井通风技术管理工作的主要内容之一。矿井通风系统中巷道风阻是反映巷道通风特性的重要参数,是矿井通风系统管理、通风系统优化、通风系统设计过程中最基础的数据,准确与否至关重要。现有的矿井通风阻力测定方法主要有：倾斜压差计法、精密气压计的基点法、同步法以及精密气压计的基点法混合测定法。压差计法其测定精度较高,但是操作繁琐,测定过程费时费力,效率低下；而气压计法则受环境影响较大,测试精确度较差,无法实现真正意义上的同步测试。针对现有通风阻力测定方法的不足,结合矿井通风阻力测定原理,本文提出一种以Zigbee无线网络技术为核心的矿井通风参数无线测定方法,并在此基础上研发了一种矿井通风参数无线测试系统。该测试系统由主测试装置、从测试装置和中继节点组成。能够同时测量井巷风流首、尾两端的的温度、湿度和静压等矿井通风参数；并将采集的参数通过无线网络,发送至对应的测试装置；测试装置对接收到的数据处理完成之后,将两组数据在其LCD显示屏上实时显示,这样就完成了对井巷风流两端矿井通风参数的同步测试。同时,通过按键还可以实现测试数据的存储功能,以便于后期处理。本文从理论方面对矿井通风参数的无线测试方法进行了研究,详细介绍了系统的设计、开发过程,并对系统进行了一系列实验测试。
【关键词】：矿井通风阻力 无线传感器网络 无线测试系统 矿井通风参数 同步测定
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD724
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 研究意义12
• 1.3 国内外研究现状12-17
• 1.3.1 国外研究现状13-14
• 1.3.2 国内研究现状14-15
• 1.3.3 国内外矿井通风阻力测定方法15-17
• 1.4 主要内容及技术路线17-19
• 1.4.1 主要内容17
• 1.4.2 技术路线17-19
• 2 ZigBee无线网络原理19-24
• 2.1 ZigBee技术概述19
• 2.2 ZigBee技术特点19-21
• 2.3 ZigBee网络体系结构21-22
• 2.4 ZigBee协议栈架构22-24
• 3 测试系统总体设计24-28
• 3.1 测试原理24-25
• 3.1.1 气压计同步法24
• 3.1.2 无线测试原理24-25
• 3.1.3 两种测试方法比较25
• 3.2 系统总体功能需求25-26
• 3.3 系统数据处理流程26
• 3.4 系统总体结构26-28
• 4 测试系统硬件设计28-38
• 4.1 主、从矿井通风参数无线测试装置硬件构成28-29
• 4.2 CC2530数据处理及无线收发模块29-32
• 4.2.1 CC2530的主要功能特性29-30
• 4.2.2 射频芯片CC259130-32
• 4.3 STM32F103芯片32
• 4.4 传感器模块32-35
• 4.4.1 温湿度传感器32-34
• 4.4.2 气压传感器34-35
• 4.5 LCD显示模块35
• 4.6 数据存储模块35
• 4.7 其他模块35-36
• 4.7.1 电源模块35-36
• 4.7.2 USB转串口模块36
• 4.7.3 LED指示灯36
• 4.8 中继节点硬件构成36-38
• 5 测试系统软件设计38-59
• 5.1 系统软件开发环境38
• 5.2 ZigBee协议栈设计38-41
• 5.2.1 ZigBee协议栈介绍38-39
• 5.2.2 ZigBee协议栈运行机制39-41
• 5.3 系统组网设计41-47
• 5.3.1 主测试装置建立网络41-44
• 5.3.2 节点加入网络44-47
• 5.4 数据采集设计47-55
• 5.4.1 温湿度采集程序设计47-52
• 5.4.2 气压采集程序设计52-55
• 5.5 数据无线收发设计55-59
• 6 系统测试与分析59-69
• 6.1 系统整体构建59-61
• 6.2 系统传输性能测试61-64
• 6.2.1 无障碍条件测试61-62
• 6.2.2 有障碍条件测试62-63
• 6.2.3 测试分析63-64
• 6.3 系统稳定性测试64-67
• 6.4 系统准确性测试67-69
• 结论69-70
• 参考文献70-73
• 作者简历73-75
• 学位论文数据集75

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本文编号：293108