【文章內(nèi)容簡介】 ，可以外部提供的。這給使用上帶來了很大的靈活性。原理上不同于一般積分和逐次比較等A/D轉(zhuǎn)換原理，它的輸入信號是加在A/D的電容網(wǎng)絡上的，通過電容的充電來采樣信號進行A/D轉(zhuǎn)換的。在本課設中，聲光報警電路使用的是蜂鳴器和發(fā)光二極管進行報警。 聲光報警電路如圖所示，當 BEEP處信號為 1 時，Q1 導通，發(fā)光二極管導通發(fā)光進行光報警。聲報警電路用的是蜂鳴器，成本低且聲音宏亮，同時，蜂鳴器中有電流流過，從而產(chǎn)生報警聲音；當 BEEP為 0 時，三極管截止，蜂鳴器的兩管腳電壓接近于 0V，蜂鳴器不發(fā)出聲響。所以，當瓦斯正常是，BEEP處信號為0。不發(fā)出報警。瓦斯超標時就是發(fā)出報警。 帶中文字庫的12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式。表32 12864液晶模塊接口說明：引腳名稱說明引腳名稱說明1VSSGND（0V）11DB4數(shù)據(jù) 42VDD+12DB5數(shù)據(jù) 53VO懸空13DB6數(shù)據(jù) 64RS (CS)H: Data L: Instruction14DB7數(shù)據(jù) 75R/W (SIDH: Read L: Write15PSBH: Parallel L: Serial6E (SCLK)Enable Signal16NC懸空7DB0數(shù)據(jù) 017RSTReset Signal8DB1數(shù)據(jù) 118NC懸空9DB2數(shù)據(jù) 219LEDA背光源負極（LEDOV）10DB3數(shù)據(jù) 320LEDK背光源正極（LED+5v）LCD12864內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊，其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點陣的漢字. 。在本課設中用于瓦斯?jié)舛鹊娘@示，其接口引腳如下表二所示。，電源部分采用電池供電和電源供電兩種供電方式，用戶可以自行選擇。，，為了最大限度使用電池，然后使用線性電源芯片SP6201過濾開關(guān)電源產(chǎn)生的紋波電壓。電源供電方式，由于其輸入電壓為5V，這里采用線性電源芯片AM1117來完成電壓的轉(zhuǎn)換。這種供電方式一般用于調(diào)試階段。AMS1117—，輸出電流為1A，線路調(diào)整率：%（最大）負載調(diào)整率：%（最大）封裝類型：SOT223。輸出電壓：~。 電源部分Zigbee無線網(wǎng)絡技術(shù)是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡技術(shù)，其技術(shù)方案介于無線標記技術(shù)和藍牙技術(shù)之間，主要用于近距離無線連接。由于其低功耗、高可靠性、短時延、網(wǎng)絡容量大、高安全性、高保密性等優(yōu)點在2004年就被列為當今世界發(fā)展最快、市場前景最廣闊的十大技術(shù)之一。Zigbee技術(shù)的特點有：（1）低功耗：由于Zigbee的傳輸速率低，發(fā)射功率僅為1mW，而且采用了休眠模式，功耗低，因此Zigbee設備非常省電。據(jù)估算，Zigbee設備僅靠兩節(jié)5號電池就可以維持長達6個月到2年左右的使用時間，這是其它無線設備望塵莫及的。（2）成本低：Zigbee模塊的初始成本在6美元左右，~，并且Zigbee協(xié)議是免除專利費的。低成本對于Zigbee也是一個關(guān)鍵的因素。（3）時延短：通信時延和從休眠狀態(tài)激活的時延都非常短，典型的搜索設備時延30ms，休眠激活的時延是15ms，活動設備信道接入的時延為15ms。因此Zigbee技術(shù)適用于對時延要求苛刻的無線控制(如工業(yè)控制場合等)應用。 （4）網(wǎng)絡容量大：一個星型結(jié)構(gòu)的Zigbee網(wǎng)絡最多可以容納254個從設備和一個主設備，一個區(qū)域內(nèi)可以同時存在最多100個Zigbee網(wǎng)絡，而且網(wǎng)絡組成靈活。（5）可靠：采取了碰撞避免策略，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用時隙，避開了發(fā)送數(shù)據(jù)的競爭和沖突。MAC層采用了完全確認的數(shù)據(jù)傳輸模式，每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認信息。如果傳輸過程中出現(xiàn)問題可以進行重發(fā)。 （6）安全：Zigbee提供了基于循環(huán)冗余校驗(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能，支持鑒權(quán)和認證，采用了AES128的加密算法,各個應用可以靈活確定其安全屬性?；谝陨咸攸c，Zigbee網(wǎng)絡成為無線傳感器網(wǎng)絡的首選，它非常適宜于在工礦環(huán)境下構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡。由于其微功耗、容量大、安全可靠，本課設選擇使用Zigbee技術(shù)研發(fā)建立Zigbee無線網(wǎng)絡需要選擇合適的網(wǎng)絡拓撲。Zigbee協(xié)議棧支持網(wǎng)狀、樹狀和星型網(wǎng)絡三種拓撲結(jié)構(gòu)。本課題考慮到所有采集節(jié)點的數(shù)據(jù)都集中到協(xié)調(diào)器，所以采用星型網(wǎng)絡，具體布網(wǎng)的時候可以根據(jù)實際環(huán)境和地形采用合適的拓撲連接。井外井底瓦斯傳感節(jié)點瓦斯傳感節(jié)點監(jiān)控室網(wǎng)關(guān)ZigBee無線網(wǎng)絡瓦斯傳感節(jié)點瓦斯傳感節(jié)點 Zigbee網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在網(wǎng)狀和樹型網(wǎng)絡拓撲中，Zigbee協(xié)調(diào)器負責啟動網(wǎng)絡，選擇某些關(guān)鍵的網(wǎng)絡參數(shù)，網(wǎng)絡可以通過Zigbee路由器進行擴展。 協(xié)調(diào)器路由器/終端節(jié)點星狀連接 網(wǎng)狀連接 網(wǎng)咯拓撲 網(wǎng)咯拓撲圖 在樹型網(wǎng)絡中，路由器使用一個分級路由策略在網(wǎng)絡中傳送數(shù)據(jù)和控制信息。當在礦井的巷道中布置網(wǎng)絡時，受礦井特殊環(huán)境和Zigbee網(wǎng)絡的特性的影響，本系統(tǒng)采用多跳傳遞方式輸出數(shù)據(jù)。Zigbee節(jié)點通過多個路由器將信號從井下傳出。Zigbee節(jié)點間的距離大概為70~100米，如果在檢測區(qū)域中有盲點，可以通過增加節(jié)點的辦法來解決。 井下巷道節(jié)點布置本次課設射頻模塊采用的核心芯片CC2530。它內(nèi)部包含了一個工業(yè)級小巧高效的8051 DSSS(直接序列擴頻)射頻收發(fā)器。CC2530芯片延用了以往CC2420芯片的架構(gòu)，在單個芯片上整合了Zigbee射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器。從圖中可看出CC2530使用了1個8位MCU(8051)，具有128KB可編程閃存和8KB的RAM，還包含模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)、兩個定時器(Timer)、AES128協(xié)同處理器、看門狗定時器(Watchdog timer)、32kHz晶振的休眠模式定時器、上電復位電路(Power On Reset)、掉電檢測電路(Brown out detection)，以及21個可編程I/O引腳。 CMOS工藝，在接收模式下電流損耗低于27mA，在發(fā)射模式下電流損耗低于25mA。CC2530的休眠模式和轉(zhuǎn)換到主動模式的超短時間的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應用。CC2530芯片采用QLP封裝，共有48個引腳。全部引腳可分為I/O端口線引腳、電源線引腳和控制線引腳三類。I/O接口電源管理看門狗定時器復位掉電復位高速RC震蕩電路32M晶體32KHzR器C振蕩器32768M晶體睡眠定時器128KFash內(nèi)存管理8051微控制器DMA存儲器FIFO結(jié)構(gòu)管理控制中斷請求控制8KRAM寫Fash射頻發(fā)送頻率合成器8位定時器4射頻收發(fā)8輸入8~14位ADCAES128安全協(xié)處理器16位定時