基于ZigBee技术煤矿安全监测系统设计

发布时间：2017-05-23 15:24

  本文关键词：基于ZigBee技术煤矿安全监测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤炭资源是我国重要的基础能源和材料，也是最重要的能源之一。最近几年我国煤矿屡次发生安全事故,造成重大经济损失。一部分事故是由于瓦斯爆炸、CO中毒引起的。煤矿中漂浮的粉尘、环境温湿度过高或过低都对矿井工人身体造成了很大的伤害。为了避免煤矿安全事故发生，构建一个安全良好的工作环境是很重要的，所以设计一种煤矿安全监测系统是很有必要的。随着单片机技术和ZigBee技术的发展,本文利用单片机和ZigBee技术设计了一套基于ZigBee技术煤矿安全监测系统，该系统体现了ZigBee技术低成本、低功耗和高可靠性的优点。 首先，分析了课题研究背景、意义以及研究现状和发展趋势,研究了ZigBee技术特点、协议体系结构及各个子层的功能。实际应用中ZigBee网络的组网是应用的关键,详细探讨了ZigBee网络中存在的设备类型、ZigBee网络包含的三种拓扑结构、网络形成过程以及网络安全性。 其次，本系统是基于TI公司的CC2530处理器来设计的。本文设计了协调器设备、节点终端设备各个电路模块的硬件和软件开发平台。考虑到干扰对硬件电路的影响，本文讲述了抗干扰设计。 再次，为了能够更方便直观地管理和使用该系统，利用VS2010软件设计系统上位机监测软件。通过该软件可以实现用户注册、登陆，，数据动态显示、列表显示，历史数据查询等功能。 最后，本文结合下位机硬件系统和上位机软件系统，对该煤矿安全监测系统进行综合测试,并给出相关测试结果及相关分析。实验测试表明,文中提出的煤矿安全监测系统达到了预期目标。
【关键词】：ZigBee网络 煤矿监测系统 测试 协调器设备 节点端点设备
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD76;TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 研究现状及发展趋势11-14
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.2.3 发展趋势13-14
• 1.3 本文主要研究内容与章节安排14-16
• 第2章 ZigBee 协议规范研究及分析16-25
• 2.1 ZigBee 协议栈结构16-20
• 2.1.1 应用层17-18
• 2.1.2 媒体访问控制层18
• 2.1.3 网络层18-19
• 2.1.4 物理层19-20
• 2.2 ZigBee 网络设备类型20-21
• 2.2.1 ZigBee 协调器设备20
• 2.2.2 ZigBee 路由节点设备20-21
• 2.2.3 ZigBee 终端节点设备21
• 2.3 ZigBee 网络拓扑结构21-23
• 2.3.1 星形结构网络22
• 2.3.2 树形结构网络22-23
• 2.3.3 网状结构网络23
• 2.4 ZigBee 的安全性能23
• 2.5 本章小结23-25
• 第3章 基于 ZigBee 技术煤矿安全监测系统硬件设计25-39
• 3.1 系统总体设计25-26
• 3.2 系统硬件设计26-37
• 3.2.1 核心板硬件电路26-29
• 3.2.2 功能底板硬件电路设计29-37
• 3.3 硬件电路抗干扰设计37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 基于 ZigBee 技术煤矿安全监测系统软件设计39-56
• 4.1 下位机程序设计39-50
• 4.1.1 下位机编译软件39-40
• 4.1.2 协调器设备程序设计40-43
• 4.1.3 终端节点设备程序设计43-49
• 4.1.4 通信信息数据格式49-50
• 4.2 上位机系统软件设计50-53
• 4.2.1 串口通信程序设计50-51
• 4.2.2 数据库设计51-52
• 4.2.3 用户登录设计52
• 4.2.4 用户管理设计52
• 4.2.5 曲线显示52-53
• 4.2.6 历史数据查询53
• 4.3 影响矿井下无线网络通信因素分析53-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第5章 系统测试56-62
• 5.1 测试平台条件56
• 5.2 ZigBee 网络通信距离测试56-57
• 5.3 系统登陆测试57-58
• 5.4 系统管理测试58-59
• 5.5 管理通信监控测试59
• 5.6 动态曲线显示测试59-60
• 5.7 历史数据查询测试60
• 5.8 报警及断电电路测试60-61
• 5.9 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果67-68
• 致谢68-69
• 作者简介69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴飞;崔建明;商艳兰;;基于ZigBee的矿井无线网络节点设计[J];电气技术;2010年04期

2 王艺华;煤矿井下甚高频电磁干扰分布的分析[J];电信科学;2002年03期

3 周邦全;;煤矿安全监测监控系统的发展历程和趋势[J];矿业安全与环保;2007年S1期

4 孙继平;成凌飞;张长森;;电导率对巷道中电波传播的影响[J];辽宁工程技术大学学报;2007年01期

5 刘源骏;袁梅;马科伟;;煤矿安全监测监控系统探讨[J];矿业工程;2010年02期

6 徐景德;我国煤矿瓦斯爆炸的研究现状与发展方向[J];华北科技学院学报;2003年02期

7 吕西午;刘开华;赵岩;;基于Zigbee的无线监测系统设计与实现[J];计算机工程;2010年05期

8 赵国浩;;煤炭资源综合开发利用对策研究[J];能源技术与管理;2007年05期

9 陈跃平;戴顺孝;闵丽;;煤矿安全设备研究现状及发展趋势[J];机械制造;2011年12期

10 李晓豁;赵悦;姜鹤;吕明;;基于ZigBee技术的综采工作面环境参数检测系统研究[J];矿山机械;2009年21期

  本文关键词：基于ZigBee技术煤矿安全监测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：388351