針對(duì)目前煤礦生產(chǎn)過(guò)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(wú)線(xiàn)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(kāi)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(kāi)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(xiàn)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(kāi)采強(qiáng)度不斷擴(kuò)大。于此同時(shí)，開(kāi)采區(qū)域瓦斯情況也越來(lái)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(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在監(jiān)測(cè)效果差、布線(xiàn)復(fù)雜、成本較高，靈活性差的缺陷已經(jīng)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。而ZigBee技術(shù)作為一項(xiàng)新型的無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(lái)提供工作動(dòng)力來(lái)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�，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用監(jiān)測(cè)層傳感器與微處理器通過(guò)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(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(kāi)發(fā)的一種源代碼開(kāi)放的嵌入式操作系統(tǒng)，廣泛用于無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)軟件開(kāi)發(fā)�；�于組件的模塊化系統(tǒng)，設(shè)置基于ZiGBee節(jié)點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)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)....

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