矿井温度参数无线监测系统的研究

摘要

在环境监测方面，无线传感器网络技术具有显著的优势。目前，该项技术还处于研究和探索阶段。因此，对无线传感器网络技术的研究，特别是对其工程应用方面的研究具有重大的意义。本课题就是把无线传感器网络技术zigbee的最新研究成果应用到实际工程项目中，提出了一种矿井安全监测系统，实现井下的环境监测功能。以取代传统矿井安全监测系统的总线式数据传输和RFID定位，具有节点布置简易，方便移动，不易损坏，定位精度高以及成本低廉等优势。 本文通过对ZigBee、蓝牙、Wi-Fi等无线通信技术的比较，采用ZigBee技术作为本系统的无线通信方式，深入探讨了该技术的优势。对单片机PIC18LF4620和射频芯片CC2420的功能结构和工作原理进行了研究，用它们设计了ZigBee无线射频模块，完成了智能传感器无线通信平台的硬件搭建。对传感器DS18B20与ZigBee模块的接口进行了设计。给出了无线数据采集系统的整体硬件结构框图，设计了传感器节点和中心节点的温度报警软件程序。在PC机上借助串口调试工具对网络的运行情况进行了实时地监测，检测了预警系统运行结果，测试结果达到了预期的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2课题的提出

2系统设计的基础知识和总体方案

2.1 zigbee技术

2.1.1 zigbee协议栈

2.1.2 zigbee数据帧

2.1.3一些重要的概念

2.2系统总体方案

3系统硬件设计

3.1硬件系统概述

3.2无线射频芯片模块

3.2.1 CC2420的内部结构及引脚

3.2.2 CC2420的内部存储器区

3.2.3 CC2420的外围电路

3.2.4 CC2420与微处理器的接口

3.3微处理器模块

3.3.1 PIC18LF4620概述

3.3.2 PIC18LF4620的外围电路设计

3.4传感器模块

3.4.1 DS18B20的工作原理

3.4.2 DS18B20和微处理器的接口

3.5连接线路

3.5.1各个模块之间的接口

3.5.2总体接口线路

4系统软件设计

4.1系统文件概述

4.2原语

4.3软件开发环境

4.4 RFD节点的软件设计

4.4.1软件流程图

4.4.2配置文件

4.4.3传感器数据采集文件

4.4.4主应用程序文件

4.5 Coordinator节点的软件设计

4.5.1软件流程图

4.5.2配置文件

4.5.3主应用程序文件

5系统测试

5.1串口调试助手

5.2测试过程及结果

5.3遇到的问题及分析

5.4系统在实际应用中的一些考虑

6结论

致 谢

参考文献

附录 攻读硕士期间发表的论文