基于ZigBee的煤矿井下无线传感网络的研究--学位.pdf

安徽理工大学

硕士学位论文

基于ZigBee的煤矿井下无线传感网络的研究

姓名：陈方华

申请学位级别：硕士

专业：电力电子与电力传动

指导教师：周孟然

20090601
摘要煤炭的安全生产关系到国民经济的发展，在我国的煤炭行业中，现今的煤矿安全信息系统大多是由有线网络构成，随着煤矿开采的加速，有线网络在扩展性、灵活性、覆盖率等方面都存在严重的不足，为了更好的解决这些问题，无线网络是最好的选择。ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗全新无线网络数据通信技术，协议简单、成本低、扩展性好、组网容易，将这种新技术、新方法应用于煤矿安全信息系统中有着重大的现实意义。本文对ZigBee和其它无线通信技术进行比较分析，分析各自的优势，针对煤矿网络系统的特点，研究无线路由算法和自组网络等技术在煤矿安全系统中的应用，参考ZigBee联盟制定的路由建立方法，定义了建立路由表、接收数据帧等问题的处理流程；完成了整个网络的总体方案设计，并参考TI公司的ZigBee解决方案，采用TI公司生产的CC2430／2431设计了多种无线传感网络节点，包括传感节点、路由节点、中心节点以及用于定位的参考节点和定位节点，给出了不同节点的硬件设计和软件设计。本文分析了常用的网络仿真软件，采用优秀的网络仿真软件NS2验证了节点的软件设计和网络性能，仿真结果表明，基于ZigBee的无线传感网络可以满足煤矿安全生产的需要，而且比有线网络有更多的优点。由此可见，基于ZigBee的无线传感网络将会在煤矿安全生产等工业安全生产领域占据重要的地位。图32表13参6l关键词：无线传感网络ZigBee技术煤矿安全IEEE802．15．4协议分类号：(1--2)TP393．1；
establishment,performancenetwork，whichnetworkAbstractInformationandalliancemanydesigndesign．analyzedCanbyKeyWords：wirelessnetworks，zigbee安徽理1：人学硕十学位论文coalnetworks．thereforemethodsuperiority,studiessafetyconceptsensingcentralreferencecommonlyusedconf'mncomparedwiredconclusion,weall，basedsensorsafety,insufficiencycost，goodextension，easycomparativeotherwirelesscommunication,algorithmfromtheminesystemincharacteristic，definedflowsestablishmentroutingframeformulationcompletedstudysolutionCorporation,designCorporationproduces，includingnode，thelocalizationwhichnodesoftwaresimulationindicated，themoreovermeritsmeetofanalysisaboveholdimportantindustrialrealmrelateddevelopmentnationaleconomy,nowdays，theinformationiscablenetwork,withextension,flexibility,coveragethesebestchoice．Zig,Beeup-to-datacommunicationtechnology，withloss，simpleagreement，lowhasmomentoustothistechnologySafetySystem．ThisarticleZigBeeanalyzesrespectivetechnologiesapplicationviewprocessinglistreceivedatareferentireoveralldesign,throughabsorptionTIkindsCC2430／24311rInode，routelocates，givendifferenthardwaresoftware，sol,rareoutstandingNS2，theresultmoreneedsproductionsafety．Inhavebelievewillsuchproduction．Figure32table36technology,coalIEEE802．15．4Chinesebookscatalog：TP393．1CoalChinabasedaccelera