【正文】 s still very vulnerable to external disturbance, therefore it39。 附錄附錄A 外文文獻A Coal Mine Environmental Monitor System with Localization STATUSAs an important energy, coal plays a pivotal role in the economic development. Coal mine monitoring system, is the important guarantee for coal mine safety and high efficiency production. In order to ensure the safe operation, the installation of environment monitoring node in tunnels to realtime detection is very important. However, monly used traditional monitoring node wired connection to obtain munication with the control system, this node exist wiring difficulties, expensive and other shortings. In contrast, wireless sensor node can be easily with current mine monitoring network connection, and good patibility, facilitate constituted mine gas monitoring network, to suit various size of mine applications. Since wireless nodes are battery powered, so pletely out of the shackles of the cable, shorten the construction period can be arranged at any time where the need to use.The Zigbee wireless munication technology is used in this coal mine environmental monitor system. This is a new shortrange, low plexity, low power, low data rate, lowcost twoway wireless munication technology. Now, wireless sensor network product based on Zigbee technology are quantity and variety, but the real product can be applied in underground environments of special sensor node is very few. The sensor node that we designed in the system is truly able to apply to inwell environment, it through the wireless sensor node security certification. At the same time, due to the special nature of the wireless network is that it can spread the wireless signal, we can easily locate staff for coal mine safety monitoring provides more protection.II. SYSTEM ARCHITECTUREThis system is a prehensive monitoring system which is bined with software and hardware. Hardware part includes wireless mobile nodes and fixed nodes which were deployed in the underground tunnel, the main function of them is to collect coal mine environment data and require person’s location. Software part refers to the PC monitoring software which is designed in VC++ is used to summarize and display the data of each node. Monitoring node is divided into mobile nodes and fixed nodes。經過反復的測試，我們研制的無線網絡節(jié)點通信平臺已經可以穩(wěn)定的運行，并且有較好的可靠性和擴展性。所得到的系統(tǒng)易用、可擴展，基本達到了設計要求。測試結果：程序運行無錯誤，無死機現象。(2)硬件安全性：檢查各類接口，保證電路不出現短路等問題。N有待處理事件？有節(jié)點加入網絡？初始化硬件初始化軟件配置 建立網絡給節(jié)點分配地址處理事件YYN開始 圖51 Zigbee無線通訊協(xié)議程序流程 溫濕度傳感器程序，在這里給出溫濕度傳感器采集信號的程序見附錄。液晶屏的各引腳說明如下表41所示。RF內核控制模擬無線模塊，強大地址識別和數據包處理引擎， 能夠很好的匹配RF前端，封裝更小，支持Zigbee 2007/PRO 和Zigbee RF4CE。其中VH用于為傳感器提供特定的工作溫度。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。CC2530具有不同的運行模式，使得它尤其適應超低功耗要求的系統(tǒng)。電源模塊相當于房屋的基石，所以高性能的電源管理模塊對于整個控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行實至關重要的。第4章 家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)硬件設計在Zigbee傳感器網絡中，傳感器節(jié)點兼顧傳統(tǒng)網絡節(jié)點的終端和路由器雙重功能，在采集、接收、處理及發(fā)送數據進的同時，還要對其他節(jié)點轉發(fā)來的數據進行存儲、管理和融合等處理，并與其他節(jié)點協(xié)作完成一些特定任務。 系統(tǒng)設計要求本系統(tǒng)是在家庭環(huán)境中實現各種功能，根據此特點，可以總結出以下幾種要求。溫度傳感器可以在用戶設定的頻率下采集區(qū)域的溫度信息，并將其發(fā)送到協(xié)調器節(jié)點進行處理，再由協(xié)調器將處理結果數據通過串口發(fā)送到PC，此時，PC可按之前用戶設置好的參數和程序對空調系統(tǒng)進行控制，從而實現對室內溫度的控制，當然這些是后續(xù)控制，不在本文討論范圍內。本文設計的系統(tǒng)結構如圖31所示。(2)從終端的應用中集合配置的信息來執(zhí)行和確定發(fā)現、網絡管理、綁定管理，以及安全管理等作用。APSDE提供了多種服務給應用對象，維護管理對象的數據庫，也就是我們常說的AIB，同時這些服務包括綁定設備和安全服務。(5)尋址：Zigbee協(xié)調器和路由器具有分配地址給新加入網絡的設備的能力。(3)安全：確保通信的機密性和真實性。星狀簇狀路由器協(xié)調器終端設備網狀圖21 Zigbee網絡拓撲結構圖在星狀結構中無論是路由器或終端設備都是直接與協(xié)調器進行通信，在Zigbee協(xié)調器則負責運作與維護著整個網絡；在簇狀和網狀網絡結構中，協(xié)調器負責初始化和建立網絡的操作，而路由器則對網絡進行擴展，終端設備的信息由路由器進行轉發(fā),只不過在簇狀結構中終端間的信息交換只能通過一級級向上傳遞到協(xié)調器，再由協(xié)調器將信息分發(fā)下去。活動設備信道接入延時和休眠激活延時均僅為15ms，而搜索設備延時時間達到30ms； Zigbee網絡設備組成和網絡結構根據Zigbee聯(lián)盟所設定的技術標準，按功能分其網絡設備劃分為三種：Zigbee協(xié)調器，Zigbee路由器，Zigbee終端設備。(1)網絡穩(wěn)定性好。Zigbee協(xié)議則比藍牙技術、。這樣做的好處是不需要專門的通信蜜蜂，通過信息接力就完成了整個通信，從而實現了蜜蜂的低成本、低數據速率、自組織、低功耗、近距離、低復雜度等的信息傳遞方式。(1)Zigbee協(xié)議的介紹。熱點是通過將訪問節(jié)點安裝在互聯(lián)網連接上來創(chuàng)建的。由于有線的束縛和影響，其美觀性較無線系統(tǒng)差，不利于家居的后續(xù)裝修。但當采用有線技術方案時，根據智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的特點，它存在一些缺點，如下面幾項所示。(3)系統(tǒng)靈活，當有新的環(huán)境參數被要求測量時，系統(tǒng)的可擴展性要求靈活，方便增加節(jié)點，以降低成本[1]。智能家居系統(tǒng)中一個非常重要的部分就是本文所研究的環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)。由于人們又了這種想法，由此智能家居系統(tǒng)也就越來越多的被人們所重視了。為了實現環(huán)境信息監(jiān)測的精確性、全面性并且方便使用，本文的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)應具有以下各種特點：(1)多對象監(jiān)測，環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)需要檢測多種環(huán)境信息，如：溫濕度、有害氣體濃度、光照強度等。近些年來，在各個大公司和媒體的大力宣傳下，我國的家居環(huán)境監(jiān)測行業(yè)開始起步，已經有一些前瞻性很強的公司在從事此類系統(tǒng)的開發(fā)。增加或減少新的監(jiān)測對象必將要求系統(tǒng)具有良好的軟件與硬件擴展性。 WiFi技術WiFi是由一個名為“無線以太網相容聯(lián)盟”(Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA)的組織所發(fā)布的業(yè)界術語，中文翻譯為“無線相容認證”。 本文主要研究內容及創(chuàng)新 本文主要研究內容隨著我國經濟和科技的迅猛發(fā)展，人們的生活水準越來提高，日常家居的環(huán)境更受到了人們的關注。終端通過顯示器及數據上傳到智能家居系統(tǒng)可以實時顯示并控制空氣凈化器等為家居環(huán)境，實現健康家居。Zigbee聯(lián)盟則于2001年成立，而在2002年下半年，以及四大半導體公司共同宣布加盟Zigbee技術聯(lián)盟，以研發(fā)名為“Zigbee”的新一代無線通信標準，而在2006年作為中國通信行業(yè)龍頭的華為公司亦加入了此聯(lián)盟。由于它的低延遲和低功耗性能優(yōu)越性，所以在支持鼠標、鍵盤等電腦周邊產品和家庭自動化儀器等低速率應用時可以比藍牙做地更好，人們更希望能在無線玩具、傳感器網絡、家庭監(jiān)控、工業(yè)監(jiān)控和安全系統(tǒng)等眾多領域拓展Zigbee的應用。每個Zigbee設備可以與另外254臺節(jié)點設備相連接，而加入路由節(jié)點的Zigbee網絡最多可容納多達65000多個節(jié)點的網絡；(5)數據傳輸速率低。(3)Zigbee終端設備：其一般的簡化的功能設備。 網絡層數據實體(NLDE)網絡層數據實體為數據提供服務，在兩個或多的設備之間進行數據傳送任務時，則是按照應用協(xié)議數據單元(APDU)的格式進行傳送的，并且所有的這些設備必須是在同一個網絡中，即要求在同一個個域網中。(3)連接和斷開網絡。 應用支持子層APS層提供了這樣的接口：在NWK層和APL層間，從設備對象到供應商的應用對象的通用服務集。 Zigbee設備對象Zigbee設備對象(ZDO)，描述了一個基本的功能函數，這個函數為在應用對象、設備profile和APS之間提供了一個接口。第3章 家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)方案本文的家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，通過對傳感器技術、無線網絡技術和計算機等技術的綜合運用，得以實現對家庭環(huán)境的實時監(jiān)測，從而間接地為用戶創(chuàng)造一個健康的，適宜居的，舒適的家居環(huán)境。 系統(tǒng)功能定義本文設計的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要檢測家庭環(huán)境中以下一些環(huán)境參數以實現對環(huán)境信息的全面監(jiān)測，從而為用戶的準確決策提供參考。(3)煙霧燃氣的主要造成煙霧源，當燃氣發(fā)生泄漏時，就會對家庭人員生命帶來威脅。故要求系統(tǒng)的安全性(3)外觀：由于要安裝在家庭各個地點，故要求其盡量小巧，美觀。傳感器模塊采用集成溫濕度傳感器DHT1MQ2型氣體傳感器，電源采用5V電池供電。它能夠以非常低的總的材料成本建立強大的網絡節(jié)點。它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。當傳感器所處環(huán)境中存在可燃氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。其煙霧傳感器電路如圖45所示。但是zigbee可以通過組網,以多跳的方式來實現遠距離的通信。(3)數據傳輸功能：采用標準的MODBUS協(xié)議通過上位機修改系統(tǒng)參數。程序初始化傳感器預熱鍵盤掃描與鍵值處理A/D轉換平均值法濾波線性化處理進入警報處理程序濃度強弱顯示設置指示燈狀態(tài)Y是否超過報警開始N圖52 煙霧傳感器流程圖第6章 系統(tǒng)性能測試與評述 硬件測試電路板焊接完畢后，找出硬件整體上的錯誤，如接口松動、接觸不良，電源不穩(wěn)定等。(2)單片機與無線模塊通訊測試：單片機每采樣到一次傳感器信號，處理后及時將數據發(fā)送到無線模塊，通過觀察電路板上的通訊指示燈觀察無線模塊是否接收到數據。圖61 Zigbee調試接口第7章 結論與展望 結論隨著計算機軟硬件技術、網絡技術和工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)整合水平的不斷發(fā)展，對監(jiān)控數據傳輸的