基于ZigBee技术的矿井通风参数测试技术分析与应用设计研究

摘要

本文针对传统的通风阻力测量方法的不足,首次提出并设计了一种基于无线通信技术并将现代测量技术、传感技术和嵌入式技术相结合的无线通信矿用通风多参数测定仪器,通过一组仪器同时测量一段巷道内相距一定距离的两点的温湿度和气压,并在一个主仪器上同时显示。
　　本文详细介绍并分析了基于 ZigBee 无线通信技术的矿井通风多参数测定仪的硬件和软件的设计原理和实现方法,核心控制处理器件采用了集51单片机和RF射频技术于一体的ZigBee芯片CC2530,温湿度采集器件采用SHT10,通过MAX232实现与PC机的数据通信。软件方面的通信模式采用Z-tack协议栈,以C程序语言为基础编写控制与处理程序。

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1. 绪论

1.1 论文的研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究的主要内容及技术路线

2. 矿井通风参数无线测试仪的总体设计

2.1 总体设计方案

2.2 ZigBee无线通信技术

3. 矿井通风参数无线测试仪的硬件设计

3.1 硬件系统构成

3.2 Soc片上系统CC2530

3.3 气压信号采集电路

3.4 温湿度信号采集电路设计

3.5 LCD液晶屏显示电路的设计

3.6 时钟电路的设计

3.7 按键控制电路设计

3.8 USB转串口电路设计

3.9 电源电路设计

4. 矿井通风参数无线测试仪的软件设计

4.1 BMP085气压采集程序设计

4.2 SHT10温湿度采集程序设计

4.3 DS1302时钟程序设计

4.4 无线通信程序设计

4.5 调校时间与更新温湿度程序设计

5. 实验测试与分析

5.1 传输速率测试

5.2 通信能力测试

5.3 反应速度测试

6. 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

附录A 气压检测程序

附录B 温湿度检测程序

附录C 时钟设计与显示程序

附录D 无线数据通信程序

附录E 调教时间与更新温湿度程序

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