基于ZigBee的煤矿安全环境检测的设计与实现

发布时间：2022-08-23 20:04

　　我国能源总量的发展中,有百分之七十是煤炭资源,所以可见煤炭行业的发展对于我国来说,是非常重要的。但是我国煤炭行业的安全发展始终是存在的,而且成为我国煤炭行业的一个重大隐患,所以为煤炭行业设计一个可靠安全的煤矿瓦斯监控系统,对于煤矿安全来说是非常重要的。 在对煤矿安全环境检测现状,以及ZigBee技术进行分析研究的基础上,提出了基于ZigBee技术的面向煤矿安全环境无线检测应用的无线传感器网络检测系统的解决方案,分析了系统设计的目标、功能及性能指标,并指出了系统设计的可行性和软硬件平台的设计要求与设计原则。对ZigBee节点的硬件设计的各个模块以及软件的实现进行了研究和实现。从一开始制作具体硬件板,接着到应用软件的编码和调试,搭建了整个通信模块用于直接应用开发,然后用API的方式来调用。在ZigBee网络具体应用开发的时候,我们根据生产应用的特点,对协议栈进行一些动态配置,然后得以满足性价比的要求。整个系统的开发主要包括采用低功耗的Atmega128L微处理器模块；以及TI的CC2420射频芯片模块；USB模块则使用的是FTDI公司的FT233BM USB控制芯片；采用SHT11温... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究主要内容
    1.4 论文的组织结构
第二章 煤矿安全环境检测的总体设计
    2.1 系统的总体方案
        2.1.1 系统的需求分析
        2.1.2 系统的总体结构
    2.2 系统硬件平台总体设计
    2.3 ZigBee协议标准
        2.3.1 IEEE 802.15.4标准
        2.3.2 物理层
        2.3.3 MAC层
        2.3.4 网络层
        2.3.5 应用层
第三章 基于ZigBee的煤矿安全环境检测的硬件平台
    3.1 系统的主要芯片介绍
        3.1.1 Atmegal28L模块设计
        3.1.2 CC2420收发模块设计
        3.1.3 存储模块设计
        3.1.4 传感器模块设计
        3.1.5 天线接口电路设计
        3.1.6 JTAG接口电路设计
        3.1.7 电子身份识别模块设计
        3.1.8 USB模块设计
    3.2 硬件布板技术研究
        3.2.1 电磁干扰
        3.2.2 PCB设计
    3.3 电源管理模块设计
第四章 基于ZigBee无线传感器网络系统软件设计
    4.1 软件开发平台-TinyOS系统
        4.1.1 TinyOS系统结构及特点
        4.1.2 NesC语言
        4.1.3 TinyOS内核机制研究
        4.1.4 TinyOS通信机制研究
    4.2 基于TinyOS系统的程序设计
        4.2.1 TinyOS系统的硬件驱动
        4.2.2 串口和内网通信程序设计
        4.2.3 节点对节点通信程序设计
        4.2.4 传感器数据采集模块设计
    4.3 网络后台分析管理软件
        4.3.1 串口通信实现
        4.3.2 处理的接收数据
        4.3.3 接收数据的保存
第五章 系统测试
    5.1 测试平台条件
    5.2 软件开发工具平台
    5.3 通信测试
        5.3.1 节点对节点之间的通信测试
        5.3.2 组网通信测试
    5.4 采集数据的检测
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：3678393