本文關鍵詞：基于無線傳感網的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國家對煤礦安全生產日益重視，研究新型技術保證煤礦安全生產成為關注熱點。礦井監(jiān)測系統(tǒng)在采掘巷道采用有線傳輸方式存在的局限性一是采掘過程中巷道結構不斷變化導致線纜同步延伸麻煩、成本高，二是對移動機械設備和一些特殊角落難以布置監(jiān)測節(jié)點實現(xiàn)礦井全方位監(jiān)測。由于ZigBee無線通信技術具有低功耗、低成本、應用簡單等特點，本文設計了基于ZigBee技術的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。 本文深入分析了礦井結構、主要災害因素、監(jiān)測系統(tǒng)需求、國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，提出了基于ZigBee技術的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)方案。本文詳細分析了該系統(tǒng)的結構和功能原理，采用在井下主巷道RS-485有線通信和采掘巷道ZigBee無線通信相結合的網絡結構，ZigBee采用網型網絡拓撲結構，井上部分上位機和井下監(jiān)測節(jié)點采用標準的Modbus協(xié)議進行通信，上位機采用LabView進行數(shù)據(jù)接收、存儲和顯示。 實現(xiàn)了監(jiān)測節(jié)點的硬件設計，包括結構模塊組成、硬件選型以及各模塊具體設計，處理器模塊采用STM32，ZigBee無線通信采用順舟科技公司的ZigBee無線通信模塊SZ05。編程實現(xiàn)了監(jiān)測節(jié)點驅動各傳感器檢測環(huán)境信息過程。本文制定了監(jiān)測系統(tǒng)的通信方式以及各節(jié)點的通信功能，確立了監(jiān)測系統(tǒng)的ZigBee無線通信實現(xiàn)過程，制定了Modbus協(xié)議并對監(jiān)測節(jié)點處理器STM32編程和上位機Labview編程實現(xiàn)了Modbus協(xié)議的通信過程。 最后制作了試驗系統(tǒng)對礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的功能實現(xiàn)以及采集數(shù)據(jù)準確可靠性進行了測試，，測試結果顯示該系統(tǒng)能夠實時準確顯示環(huán)境監(jiān)測信息，運行穩(wěn)定可靠，證實了該方案可行，滿足礦井環(huán)境監(jiān)測的需求。
【關鍵詞】：礦井監(jiān)測 ZigBee Modbus RS-485總線 單片機
【學位授予單位】：內蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD76
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 引言8-10
• 1 礦井監(jiān)測需求分析10-18
• 1.1 礦井巷道結構10-11
• 1.2 礦井災害因素11-12
• 1.3 礦井監(jiān)測系統(tǒng)功能需求12-14
• 1.4 礦井監(jiān)測系統(tǒng)性能要求14-15
• 1.5 礦井監(jiān)測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.6 礦井監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展趨勢16-17
• 1.7 本課題主要研究內容17
• 1.8 本章小結17-18
• 2 礦井監(jiān)測系統(tǒng)關鍵技術分析18-25
• 2.1 ZigBee無線通信技術18-20
• 2.1.1 ZigBee技術概述18
• 2.1.2 ZigBee技術優(yōu)勢18-19
• 2.1.3 ZigBee組網方式19-20
• 2.2 Modbus通信協(xié)議20-24
• 2.2.1 Modbus協(xié)議概述20-21
• 2.2.2 Modbus協(xié)議傳輸模式21-22
• 2.2.3 Modbus協(xié)議技術分析22-23
• 2.2.4 Modbus協(xié)議校驗方法23-24
• 2.3 本章小結24-25
• 3 礦井監(jiān)測系統(tǒng)總體設計25-31
• 3.1 系統(tǒng)方案選擇25-26
• 3.1.1 系統(tǒng)網絡結構25
• 3.1.2 ZigBee網絡拓撲結構25-26
• 3.2 系統(tǒng)結構設計26-28
• 3.3 系統(tǒng)功能設計28-29
• 3.4 系統(tǒng)參數(shù)指標29-30
• 3.5 本章小結30-31
• 4 硬件設計31-42
• 4.1 硬件框架設計31
• 4.2 STM32處理器模塊31-36
• 4.2.1 處理器介紹31-32
• 4.2.2 處理器模塊硬件設計32-36
• 4.3 ZigBee通信模塊36-37
• 4.4 傳感器模塊37-41
• 4.4.1 溫濕度傳感器37-38
• 4.4.2 氣體傳感器38-39
• 4.4.3 火焰?zhèn)鞲衅?/span>39-40
• 4.4.4 風速傳感器40-41
• 4.5 本章小結41-42
• 5 礦井監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計42-58
• 5.1 傳感器軟件設計42-47
• 5.1.1 溫濕度模塊驅動42-45
• 5.1.2 氣體傳感器驅動45-46
• 5.1.3 火焰?zhèn)鞲衅黩寗?/span>46
• 5.1.4 風速傳感器驅動46-47
• 5.2 ZigBee通信模塊設計47-48
• 5.3 Modbus協(xié)議48-56
• 5.3.1 Modbus協(xié)議格式48-50
• 5.3.2 Modbus協(xié)議實現(xiàn)過程50-56
• 5.4 LabView上位機設計56
• 5.5 本章小結56-58
• 6 系統(tǒng)測試58-62
• 6.1 實驗平臺分析58-59
• 6.2 實驗平臺測試59-60
• 6.3 實驗數(shù)據(jù)采集60-61
• 6.4 本章小結61-62
• 結論62-63
• 參考文獻63-66
• 附錄A 監(jiān)測節(jié)點硬件電路原理圖66-67
• 在學研究成果67-68
• 致謝68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 覃磊;張杰;;基于ZigBee技術的煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)[J];計量與測試技術;2007年01期

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  本文關鍵詞：基于無線傳感網的礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：468411