基于Zigbee的煤矿安全生产监控系统设计与研究.docx

基于Zigbee的煤矿安全生产监控系统设计与研究

目录

一、内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2研究目的和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

二、相关技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

2.1ZigBee技术简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.2煤矿安全生产监控技术现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.3ZigBee在煤矿安全生产监控中的应用优势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

三、系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

3.1系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

3.1.1系统层次结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.1.2系统功能模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.2系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

3.2.1系统硬件平台选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.2.2硬件模块设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.3系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

3.3.1软件架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

3.3.2关键软件模块设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

四、ZigBee通信网络设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

4.1网络拓扑结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.1.1星型拓扑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

4.1.2环形拓扑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

4.1.3聚合型拓扑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.2节点设备设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.2.1数据采集节点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

4.2.2协议转换节点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

4.3通信协议设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

4.3.1协议分层设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.3.2数据传输协议设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

五、煤矿安全生产监测模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

5.1矿井环境监测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

5.1.1气体浓度监测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

5.1.2温湿度监测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

5.1.3声光监测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

5.2矿井设备状态监测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.2.1设备运行状态监测．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

5.2.2设备故障预警．．．．．．．．．．．．．．．