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《江西理工大学》 2010年
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ZigBee无线传感器网络在矿山环境监测中的应用研究

李百明  
【摘要】: 矿山的自然条件非常复杂,开采条件极端多变,可能存在着各种灾害,容易引发重大事故,给安全生产造成极大的困难,而且矿山环境监测区域具有监测点多,监测时间长,监测情况复杂等特点。现有的有线监测系统监测参数单一、成本高、部署困难、网络维护开销大、智能化程度低等不足;即使对矿山所有区域进行监测,在矿井中依然存在很多监测盲区,而这些区域往往是事故发生的隐患所在。针对这一现状,本文结合国家自然科学基金项目“无线传感器网络及其在钨矿环境实时监测中的应用研究(50764005)”的研究内容,利用ZigBee无线传感器技术,研究和设计基于ZigBee无线传感器网络的矿山环境参数监测系统具有重要的意义和应用价值。 论文首先分析了无线传感器网络的体系结构和特点,然后对现有无线通信协议进行了分析比较,指出具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的ZigBee双向无线通信技术非常适用于矿山环境监测的无线传感器网络。论文主体围绕基于ZigBee无线传感器网络的环境监测系统的总体设计、硬件设计和软件设计三个部分展开介绍。(1)针对当前金属矿山环境保护和在线监测的迫切需求,提出了采用无线传感器网络对矿山环境进行在线监测的系统设计方案,给出了系统的总体结构。(2)围绕系统总体结构,进行了无线传感器节点的硬件设计。考虑到节点能耗与无线传输的特性,选用了以低功耗AVR微控制器ATmega128L和基于ZigBee技术的无线射频收发芯片CC2420为核心组成的传感器节点,设计了处理器模块、无线通信模块、传感器模块和电源模块,能按实际应用灵活配置硬件和接口。(3)根据ZigBee通信协议,考虑硬件和软件两方面低功耗要求,进行了无线传感器网络节点的软件设计,包括CC2420无线通讯程序和温湿度数据采集程序及ZigBee协议的具体实现。论文最后总结了所做的工作,并对下一步的工作进行了展望。
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X85

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